新書出版自然科普 | 生命科學
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超圖解生理學：剖析人體運作機制與臟器作用
醫療、照護、健康管理或運動等與人類健康或傷病相關領域所不可或缺的學問將艱深解說轉化為全彩圖像透過大量插畫讓身體的構造與臟器的作用一目了然要想學習「人體」，「解剖學」與「生理學」是密不可分的。這是因為「解剖學」是一門學習「人體構造及其名稱」的學問，而「生理學」則是學習「人體構造各部位的作用（功能）」。▍何謂生理學？生理學這門學問主要致力於釐清動物身體的機制與功能。而一般所說的生理學，通常是指以人類生理作用為研究對象的學問。只要理解生理學，即可判斷如何才能過著健康的生活，反之亦可判別哪些事物對人體有害或毫無意義。▍細胞的生理作用細胞為構成生物的基本單位。細胞內外會進行物質交換，分解攝入的物質並產生能量、合成生物所需的物質。此外，還會進行細胞分裂以維持生命、繁衍後代。▍作為人體屏障的皮膚皮膚的範圍不僅限於表皮與真皮，有時其下方的皮下組織也包含在皮膚內。皮膚有以下4種作用，最重要的功能便是守護身體免受各種外部刺激。①保護身體。②調節體溫。③作為皮膚感覺的感覺器官。④產生維生素D。⊙所謂的「運動神經很好」是怎麼一回事？我們會說擅長運動是因為「運動神經很好」，不過在解剖學上運動神經是指將指令從大腦的運動區傳遞至骨骼肌的末梢神經，兩者截然不同。擅不擅長運動，不僅與大腦或小腦等運動中樞或視覺等感覺有關，還取決於偵測自身位置與動作的本體感覺功能、肌力、呼吸與循環功能等之間的相互關係。人體是碳、氧、氫、氮，以及鈉、鈣與鐵等特定類型元素的集合體。如此單純的元素集合體竟能形成一個生命體，具備個性、能夠思考、學習、行動並建立社會生活其中，細細一想還真是奇妙。讓我們透過生理學，一起來窺視這生命奧祕的一環。
從粒子到生命的推導，薛丁格的遺傳物質推想：複製、排列、突變、更新……從遺傳資訊的保存到物質與能量的交換，說明生命持續存在的條件
微小的遺傳物質，如何把生命資訊一代代傳遞下去？生命為何能在持續變動之中，維持穩定與秩序？編譯自薛丁格《生命是什麼？》一場從原子出發，通往生命本質的科學探索【物理學如何追問生命】生命身處充滿熱擾動與偶然碰撞的微觀世界，卻能長久維持精確而穩定的運作。本書從原子尺度、布朗運動、統計規律與精密機械談起，說明單一粒子的行蹤雖難以預測，大量粒子仍能形成可靠的宏觀現象。然而，遺傳與發育往往由極少量物質控制，無法完全依靠大數平均解釋。機械比喻可以拆解生命功能，卻不足以說明生命如何更新自身、傳遞資訊，並在持續變化中保持連續。【遺傳、複製與突變】本書接著進入細胞、染色體與遺傳現象。染色體在細胞分裂前形成副本，又在減數分裂與受精過程中重新組合，使後代既延續父母特徵，也產生新的差異。基因位置、染色體交換與性狀分析，讓科學家逐步確認，極小的遺傳單位能穿過細胞與世代，保存明確內容。突變則顯示遺傳資訊並非永遠不變，而會以罕見、不連續且局部的方式改變；X射線實驗也使這類變化成為可以測量的事件。【分子如何保存資訊】當古典物理難以說明少量分子的持久穩定，量子理論提供了新的線索。分子只能處於有限而穩定的狀態，必須跨越特定能量障礙，才會轉換到另一種狀態，這也能說明突變為何呈現跳躍式改變。本書進一步比較普通晶體與遺傳材料：晶體雖然穩定，卻因排列過度重複而難以承載複雜內容；遺傳物質則需要穩定而不單調的非週期性排列。有限的基本單位透過不同次序，可以儲存龐大資訊，而DNA的發現，後來也使這項推論有了具體形式。【生命如何維持秩序】穩定的遺傳分子仍不足以構成生命，因為活細胞還必須持續取得物質與能量，更新成分、修補結構，並把熱與廢物排向環境。本書因此由遺傳穩定轉入熵、自由能與代謝，說明生命如何在熵增的世界中維持自身。書中也重新解釋「負熵」，指出生命維持局部秩序並不違反熱力學第二定律。最後，本書以時鐘、晶體與普通物體作為對照：生命的穩定依靠交換、模板與自我更新持續形成。本書特色：本書從薛丁格《生命是什麼？》出發，循著物理學對生命的追問，從原子波動、統計規律與分子穩定，說明生命如何在微觀擾動中維持精確運作；再由染色體、遺傳與突變，探討少量物質如何保存並傳遞資訊。全書亦介紹量子狀態、非週期性固體、熵與能量交換，梳理生命維持秩序、延續自身並產生變異的物理條件。
基因圖鑑：長壽祕密×基因編輯×再生科技，生命如何無限延續?
基因像一座階梯，連接過去的演化與未來的科技沿著生命的天梯向上，看見人類探索自身的漫長旅程【從好奇出發，理解生命的第一步】人類對生命的提問，往往始於最簡單的觀察：為什麼鳥的喙形各異？為什麼豌豆會呈現不同顏色與形狀？從這些看似平凡的現象出發，科學逐步揭開遺傳的規律，建立起理解生命的基礎。本書以輕鬆而富有畫面感的敘事，帶領讀者回到科學誕生的現場，透過達爾文、孟德爾與果蠅實驗等經典案例，重新看見基因如何在不被察覺的情況下，悄悄塑造萬物的樣貌。【走進DNA，讀懂生命的語言】當研究從表象深入到分子層次，DNA成為解碼生命的關鍵。核酸的發現、雙螺旋結構的揭示，以及基因定序技術的發展，讓人類第一次得以「閱讀」生命的訊息。中心法則的提出，描繪出從DNA到蛋白質的資訊流動路徑，建立起分子生物學的核心架構。這一段歷程不僅是科學突破的縮影，也讓生命從神祕轉為可以被理解、分析與操作的系統。【編輯與創造，改寫生命的可能】隨著技術進步，人類開始不只閱讀基因，更嘗試改寫它。基因編輯與合成生物學讓生命進入可設計的時代，從微生物到複雜系統，科學家逐步探索如何重新組合生命的拼圖。這些技術帶來前所未有的機會，也引發對倫理與邊界的思考。當生命能被修改與創造，科學便從觀察者成為參與者，甚至是改變規則的一方。【分子戰場，醫療與科技的交會】在分子層級的理解之上，醫學與科技開始交會並產生深遠影響。癌症研究、精準醫療與個人化治療，逐步改變人類對疾病的認知與應對方式。每一個細胞的異常，都可能被追蹤與分析；每一項治療策略，也愈發貼近個體差異。生命科學不再只是知識的累積，而是直接介入人類健康與生存的關鍵力量。【邁向未來，與AI共同探索生命】當人工智慧進入生物領域，生命的研究再次被推向新的高度。蛋白質結構預測、細胞圖譜建構與生成式生物學，讓複雜問題得以快速解析，並開啟更多未知的可能。人類站在這條由基因延伸出的階梯上，既回望歷史，也凝視未來。尚未踏上的階梯仍在前方延伸，等待新的發現與理解，帶領我們一步步接近生命的全貌。〔本書特色〕本書從日常可見的生物現象出發，帶領讀者走入基因與DNA的世界，理解生命如何被編碼與傳遞。從達爾文與孟德爾的發現，到基因編輯、精準醫療與人工智慧的應用，逐步描繪生命科學的演進脈絡。以圖像化與故事化的方式呈現複雜概念，讓抽象的分子機制變得可感可讀，最終引領讀者登上探索生命奧祕的知識階梯。
