進化動力學：探索生命的方程 [Evolutionary Dynamics Exploring The Equations Of Life] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 諾瓦剋 著，李鎮清，王世暢 譯

圖書標籤:

• 進化動力學
• 數學建模
• 生命科學
• 生物數學
• 演化生物學
• 復雜係統
• 非綫性動力學
• 博弈論
• 進化策略
• 數學生物學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040284997

版次：1

商品編碼：10053034

包裝：平裝

叢書名： 生態學名著譯叢

外文名稱：Evolutionary Dynamics Exploring The Equations Of Life

開本：16開

齣版時間：2010-03-01

用紙：膠版紙

頁數：288

字

編輯推薦

　　《進化動力學：探索生命的方程》中，Nowak嚮我們展示瞭真實世界中的許多重要問題，如HIV緻病過程，病原體毒力的進化，癌的進化，利他行為的進化，甚至人類語言的進化等，都可運用進化動力學進行解釋。《進化動力學：探索生命的方程》以進化動力學的語言，對理解每一個生命係統，包括由生命係統所導緻的一切，舉齣瞭清晰且有說服力的案例。
　　在生命科學空前發展的時代，進化是少數貫穿並統一其各分支領域的理論。生命係統所呈現的一切現象終都一定會從進化角度得到解釋。進化是突變和自然選擇共同作用的結果，而突變和自然選擇

內容簡介

　　《進化動力學：探索生命的方程》一書闡釋瞭生命進化所遵循的數學原理。進化動力學主要涉及復製、突變、選擇、隨機漂變和空間運動等過程。《進化動力學：探索生命的方程》結閤生物學理論和數學語言對這些問題進行瞭論述。開篇簡要介紹瞭與進化相關的基本概念、種群動力學基本模型以及準種理論；然後介紹進化動力學基本研究方法及其應用，分彆就閤作行為、HIV、病原體、癌癥以及人類語言的進化機製展開討論，其中所涉及的研究方法主要有進化博弈理論、囚徒睏境模型、進化圖論、網絡博弈等。
　　《進化動力學：探索生命的方程》語言簡潔有力，論述生動有趣。雖然書中涉及大量的數學方法，但是，讀者隻需具備一定的數學基礎，就不會感到晦澀枯燥。該書適閤於具有生物學、數學以及具有其他相關學科背景的讀者閱讀。

作者簡介

　　諾瓦剋，Martin A.Nowak，哈佛大學生物學和數學教授，進化動力學中心主任。

內頁插圖

精彩書評

　　“閱讀本書給我帶來無盡的享受。對數學生物學中有趣而重要的新問題，本書論述精彩絕妙，並提齣瞭一係列嶄新的觀點。它必將受到廣大讀者的熱切歡迎。”
　　——Robert M．May，牛津大學動物學教授
　　“Martin Nowak為語言和閤作的進化研究注入瞭嚴密而新穎的思想。書中到處洋溢著獨特的見解和令人驚訝的發現。對於該領域有興趣的讀者來講，它是一本不可錯過的好書。”
　　——StevenPinker，哈佛大學Johnstone心理學教授，著有《語言本能》(The&

目錄

中文版序言
前言
1 緒論
2 進化是什麼
3 適閤度景觀與序列空間
4 進化博弈理論
5 囚徒睏境
6 有限種群
7 有限種群中的博弈
8 進化圖論
9 空間博弈
10 HIV感染
11 毒力的進化
12 癌的進化動力學
13 語言的進化
14 結論
進一步閱讀
參考文獻
索引
譯者後記

精彩書摘

　　這一觀點是所謂中性進化理論（neutral theorv 0f evolution）的核心,根據這一理論，大多數能夠被觀察到的突變——例如比較人類和黑猩猩的遺傳序列——是中性的，在那些由物種的祖先經曆上百萬代的優化過程保留下來的基因則完全不可能發生所謂的有利突變，另一方麵，由於被淘汰的概率很高，有害突變不可能被觀察到，因此，在任何係統發生過程中觀察到的大多數突變應是中性的（或接近中性的）。
　　中性突變的纍積率可以簡單地由突變率錶示，它不依賴於種群大小，且不受種群大小波動的影響。如果突變率主要依賴於DNA復製的精確性，而DNA的復製又是由在真核生物裏很少發生改變的高度優化的酶係統控製完成的，則進化速率應是一個常數。中性理論為我們提供瞭一個“分子鍾（molecularclock）”（見圖6.5）。
　　中性理論的提齣曾掀起一場支持者和反對者之間的激烈論戰。中性理論的極端擁護者認為所有可以觀察到的突變，例如在人類和黑猩猩之間，都是中性的。因此，僅用中性變異（variation）就可以完全解釋這兩個物種的進化分支問題，而適應（adaptation）是不重要的。極端的適應論者則認為中性進化是不重要的，甚至中性進化不能被認為是進化，因為它僅僅代錶沒有適應的隨機變異；進化的本質是活廊。

前言/序言

　　《進化動力學》一書的主旨在於揭示生命進化所遵循的數學原理。自20世紀50年代以來，隨著人類對自身生存世界以及生命本質的不斷探索，生物學與進化生物學已經取得瞭巨大的成就。進化理論是生物科學的核心理論，是生物學一切分支學科的基礎。生命係統所呈現的一切現象最終都一定會從進化角度得到解釋。在過去的半個世紀中，進化生物學發展勢頭迅猛，已經逐漸成為一門具有精確數學基礎的學科。與進化過程或機理相關的所有思想都能夠並且應該通過進化動力學方程來呈現。
　　在進化理論誕生最初的一百年中，其主要關注的是物種起源和適應的遺傳進化機製。但近年來，進化思想已經逐漸滲入到生物學與生命科學的許多相關領域。隨著生命體遺傳信息的復製，進化在悄然無聲地進行。具體地說，遺傳信息的傳遞誤差會導緻突變的齣現，於是信息更加趨嚮於多樣化。不同信息在復製過程中可能具有差異，其中一些信息復製得比較快，這時選擇就會起作用。突變和選擇的共同作用促成瞭進化。數學模型可以精確地描述突變和選擇的過程。因此，進化儼然已經成為一門數學理論。
　　生命科學，特彆是生物學具有極為廣闊的理論擴展空間。為瞭使學生能夠接受到跨學科教育，目前每所大學都在針對數學生物學製定涵蓋數學、分子生物學、語言學、計算機科學的教學計劃。學科交叉會更加有利於科學發展。兩種學科的交叉無疑會帶來兩種文化的碰撞，許多新思想也必將隨之萌發。
　　本書中，我們結閤生物學語言和數學理論對進化問題進行探討。《進化動力學》為讀者呈現瞭生命係統進化所遵循的基本原理，盡管這些原理看起來十分復雜，而事實上卻是如此簡單而令人著迷。本書為瞭避免不必要的復雜性，將從最基本的問題開始，逐步深入到關鍵問題。

好的，這是一份針對一本假設的、名為《進化動力學：探索生命的方程 [Evolutionary Dynamics Exploring The Equations Of Life]》的書籍的圖書簡介，這份簡介不包含該書的具體內容，而是圍繞該主題可能涉及的廣闊領域進行深入闡述，旨在吸引對生命復雜性、數學建模和演化過程感興趣的讀者。 --- 理論生物學與復雜係統前沿：生命方程的隱秘結構 書名： [此處填寫一個與原書名無關，但主題相近的，例如：《復雜性湧現：從混沌到有序的生命結構》] 副標題： 跨學科視角下的係統演化、信息流動與適應性邊界研究 簡介： 在自然科學的宏大敘事中，生命現象無疑是最為精妙也最難解的謎題之一。它不僅關乎化學反應的序列與遺傳物質的復製，更是一種在時間尺度上不斷自我組織、自我修正、並嚮更高組織度攀升的動態過程。本書旨在深入探究這一復雜性湧現的底層邏輯，通過整閤生物學、數學物理學、信息論和計算科學的前沿洞見，構建一個理解生命係統長期演化軌跡的全新框架。 我們所探討的“生命方程”，並非指某一具體的物理定律，而是指一套支配著生物群體、種群乃至生態係統結構與功能隨時間演化的普適性數學原理與動力學機製。從單細胞的隨機漂移到多物種間的協同進化，從基因調控網絡的穩態維持到宏觀生態係統的穩定性閾值，這些現象的背後，都隱藏著驅動它們嚮前或嚮後演化的驅動力。 一、 演化的數學形態學：從確定性到隨機性 生命的演化軌跡充滿瞭悖論：它既錶現齣驚人的方嚮性和趨同性（如眼睛的多次獨立起源），又充斥著不可預測的隨機事件（如突變與環境災難）。本書將從非綫性動力學的角度，剖析這種內在張力。 我們將迴顧經典種群遺傳學模型，如費雪-賴特方程（Fisher-Wright Model）的局限性，並進一步引入隨機過程理論，特彆是馬爾可夫鏈與布朗運動在模擬小群體遺傳漂變中的應用。重點在於量化“適應度景觀”的拓撲結構。這個景觀是如何被基因交互作用塑造的？哪些區域是高能耗的“死亡陷阱”，哪些區域代錶著持久的演化穩定策略（ESS）？我們力求揭示，看似隨機的演化路徑，實則被底層拓撲結構所約束和引導。 二、 信息、耗散與自組織：生命係統的邊界條件 生命係統的本質是耗散結構（Dissipative Structures）。它們必須持續地從環境中汲取能量（負熵）以維持其內部的低熵有序狀態，並嚮外界排放熵增。本書將采用非平衡態統計力學的視角，考察信息如何在生命係統中編碼、傳遞和被“利用”以維持或改變係統結構。 我們關注信息熵（Information Entropy）在基因組復雜性增長中的角色。當一個生態係統達到“邊緣混沌”（Edge of Chaos）狀態時，信息傳遞效率最高，係統對新環境變化的適應性也最強。這本書將探討如何用突變信息量來定義適應性的“速度”與“方嚮”，並嘗試建立一個衡量係統復雜性與魯棒性之間權衡的指標體係。這意味著我們需要超越傳統的遺傳選擇壓力，將係統的代謝耗散率和信息處理能力納入演化方程的考量之中。 三、 網絡拓撲與功能湧現：集體行為的建模 現代生物學已徹底轉嚮網絡科學。基因調控網絡、蛋白質相互作用網絡、食物網以及神經連接網絡，無一不服從特定的拓撲法則。本書的核心論點是：演化不僅優化瞭網絡中的“節點”（個體或基因），更優化瞭網絡的“連接拓撲”本身。 我們將深入分析冪律分布、小世界效應和模塊化結構在不同尺度生命係統中的普遍性。例如，高度模塊化的生態係統是否更具抵抗突發環境擾動的魯棒性？基因調控網絡的中心性（Centrality）與物種的關鍵地位（Keystone Species）之間是否存在數學上的同構性？我們利用圖論的工具，嘗試為理解物種協同演化和生態係統崩潰的臨界點提供精確的數學描述。 四、 跨尺度建模：從分子振蕩到宏觀生物地理學 真正的挑戰在於將不同尺度的動力學耦閤起來。一個基因的突變（分子尺度）如何積纍並轉化為一個種群對氣候變化的長期適應（宏觀尺度）？ 本書將引入多尺度建模技術，如平均場理論、係統生物學中的耦閤振子模型，來橋接細胞信號傳導中的周期性振蕩與宏觀生物節律之間的聯係。我們關注時間延遲在演化方程中的作用——環境變化信號到達不同尺度係統的延遲，如何塑造瞭適應性策略的差異？通過構建宏觀生態模型的反饋循環，我們可以預測在資源有限和信息傳遞受阻的復雜社會係統中，閤作與競爭關係的長期演化穩定狀態。 結語：尋找可預測性與不確定性的交匯點 生命係統的演化在本質上是開放的、非綫性的，因此完全的長期預測往往是不可能的。然而，理解支配其行為的基本方程，使我們能夠識彆演化的限製性條件和潛在的湧現模式。本書並非試圖給齣一個一勞永逸的“生命公式”，而是提供一套強大的數學工具箱和概念框架，用以解構生命的復雜性。它麵嚮的讀者是那些不滿足於描述性生物學，渴望探究“為什麼是這樣而非彆樣”的深層驅動力的學者、研究人員，以及對數學如何揭示自然界奧秘抱有終極好奇心的跨學科思考者。 --- 關鍵詞： 非綫性動力學、耗散結構、信息論、網絡拓撲、隨機過程、演化穩定策略、復雜性科學、係統生物學。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最直接感受是，它極大地增強瞭我對復雜性的理解。生命本身就是一個無比復雜的係統，而演化動力學正是理解這個係統運行機製的鑰匙。作者通過對不同尺度下的演化過程進行細緻的描繪，比如從分子水平的基因突變到細胞水平的腫瘤發生，再到個體水平的適應性行為，最後到群體水平的物種分化，讓我看到瞭不同層麵之間是如何相互影響、相互作用的。書中的“突變-選擇-漂變”模型是理解演化基本驅動力的核心，但作者在此基礎上，進一步引入瞭諸如“遺傳漂變”、“基因流”以及“協同進化”等更高級的概念，使得整個演化圖景更加豐富和立體。尤其是在講解“譜係輻射”時，作者的描述讓我仿佛置身於一個物種爆發的時代，見證瞭生命如何在短暫的時間裏演化齣令人驚嘆的多樣性。這本書讓我認識到，生命並非是簡單直綫式的進步，而是一個充滿迂迴、試錯和創新的動態過程。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我贊嘆的地方在於它巧妙地連接瞭看似不相關的領域。我原以為演化動力學隻是生物學傢的專屬領域，但讀完這本書我纔發現，它的原理竟然可以如此廣泛地應用於經濟學、社會學，甚至是人工智能的研究。作者以極大的耐心和清晰的邏輯，嚮我們展示瞭“復製子”理論在信息傳播和文化演化中的應用，以及“博弈論”如何解釋群體行為和社會結構的形成。例如，在探討閤作的起源時，書中分析瞭“重復博弈”和“互惠利他”等模型，讓我對人類社會中存在的利他行為有瞭全新的理解。這種跨學科的視角極大地拓展瞭我的認知邊界。書中的數學模型並非簡單羅列，而是融入到具體的討論中，每一種模型都服務於解釋特定的生物學或社會現象，並且作者會詳細說明模型的假設和局限性。這讓我覺得非常紮實，而不是流於錶麵。讀這本書的過程，就像是在進行一場思想的探險，不斷發現新的聯係和可能性。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的文筆確實頗具感染力。作者沒有采用枯燥的學術論文風格，而是將科學探索的過程描繪得如同史詩般的旅程。他詳細闡述瞭從早期達爾文的自然選擇理論，到現代演化基因組學和係統生物學的演進，每一步都充滿瞭智慧的火花和不斷的挑戰。我尤其喜歡其中關於“演化景觀”的比喻，它生動地描繪瞭不同基因組閤在適應度上的高低起伏，以及演化過程如何在這樣的景觀中“滾動”。這讓我聯想到我們自己在生活中做齣的各種選擇，有時似乎也是在不斷尋找那個“最高點”。書中有大量的案例研究，從病毒的演化路徑到癌癥的發生機製，再到社會文化的傳播模式，都用演化動力學的原理進行瞭深入剖析。這些案例不僅具有科學的嚴謹性，更充滿瞭人性的關懷和對未來的啓示。讀完之後，我感覺自己不再僅僅是被動地接受信息，而是學會瞭如何主動地去思考和分析問題，如何從紛繁復雜的現象中找齣潛在的規律。這是一本能夠激發思考，並且能夠改變你看待世界方式的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引人——深邃的藍色背景上，用一種若隱若現的光澤描繪齣復雜的生命之樹分支，仿佛邀請我去探索生命深處的奧秘。當我第一次翻開它，我就被其中對復雜係統和非綫性動力學在生命演化中的應用所深深吸引。作者以一種非常直觀的方式，將那些抽象的數學公式轉化為生動的故事，讓我看到瞭基因頻率如何如同潮汐般湧動，種群數量如何如同蝴蝶效應般起伏，甚至生態係統的穩定性如何取決於微妙的平衡。尤其讓我印象深刻的是關於“演化穩定策略”（ESS）的講解，它揭示瞭在競爭環境中，最優的生存策略並非一成不變，而是會隨著對手策略的變化而動態調整。這不僅僅是對生物演化的解讀，更像是一種關於適應和生存智慧的哲學思考。書中的圖錶和插圖也恰到好處，清晰地展示瞭數學模型的輸齣結果，讓我這個非數學專業背景的讀者也能輕鬆理解。它讓我開始用一種全新的視角去審視自然界中的各種現象，從微觀的基因突變到宏觀的物種滅絕，背後似乎都隱藏著一套精妙的演化邏輯。這本書讓我對生命的韌性和創造力有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。我原本以為它會是一本側重於基礎理論的書籍，但它卻在理論講解的同時，深入探討瞭許多前沿的研究課題。例如，書中關於“生態演化反饋”的討論，就揭示瞭生物的演化和它們所處的生態環境之間並非單嚮的決定關係，而是相互塑造、相互影響的。這讓我看到瞭生命演化並非是一個孤立的事件，而是嵌入在一個龐大的動態網絡之中。作者在處理這些復雜議題時，依然保持瞭極高的清晰度和邏輯性，並且引用瞭大量的最新研究成果，讓我能夠感受到科學前沿的脈搏。即使是一些我不太熟悉的數學概念，作者也通過類比和圖示的方式，將其解釋得通俗易懂。讀完這本書，我對生命科學的理解上升到瞭一個新的層次，也對未來科學的發展充滿瞭期待。它讓我認識到，人類對生命的探索之路依然漫長而充滿驚喜。

評分☆☆☆☆☆

朋友推薦的，靜下心來好好讀一讀

評分☆☆☆☆☆

當我們組郭曉寜博士納米銅光催化硝基苯偶聯的工作在發錶以後，我頓時覺得石墨烯真是個奇妙的東西。通常情況下非常不穩定的一些納米顆粒，例如氧化亞銅和銅的納米顆粒，到瞭石墨烯上會變得服服帖帖。既然單質銅的納米顆粒能夠在石墨烯上穩定存在，那麼比銅更活潑的金屬能不能在石墨烯上穩定存在呢？我想到北大寇元老師關於費托閤成的工作，他們發現在液相中鐵和釕的納米顆粒具有很高的費托閤成活性，但是這些納米顆粒需要有保護劑纔能在反應過程中保持穩定。既然釕和鐵的納米顆粒能在石墨烯上穩定存在，那麼石墨烯負載的釕或者鐵作為費托催化劑的優勢就顯而易見瞭。金屬納米顆粒都能吸收光，而我們組有現成的光催化反應器，因此我們決定試試光催化的費托閤成。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於增加交叉學科中物理學的應用的瞭解也很有益處。進化動力學作為一種博弈論是如何研究種族的密度.任何理科背景的讀者閱讀它不會很纍,其數學並不那, 但是它卻解決瞭一個個有趣的生物學問題. 比小說嚴肅，收獲深。

評分☆☆☆☆☆

配送太差。不催不給送。催的話就說送的貨太多，讓等。

評分☆☆☆☆☆

裏麵有一些關於進化建模的方法值得藉鑒

評分☆☆☆☆☆

內容簡單，但是深刻，因為數學理論很清晰

評分☆☆☆☆☆

書是正版，紙張還行，看著不錯的

評分☆☆☆☆☆

憑興趣買的書，閑著的時候看看。

評分☆☆☆☆☆

這本書的英文版齣版於07年。