生命科学50讲 | 生命·智能 | 笔记和点评
第一遍听完了,在听第二遍,现在觉得这门课的科普性可以拿90分,但是专业性和逻辑性却不是很深,需要配合教科书一起服用。
这门课程最厉害的在于逻辑串讲,把原来孤立的知识联结起来了。
目录
发刊词丨邀请你见证一个40亿年的奇迹.mp3
01丨进化.mp3
02丨逆转进化.mp3
03丨从“博物学思维”到“生物学思维”.mp3
04丨理解生命,需要多大的脑洞.mp3
05丨烧瓶里的原始地球.m4a
06丨生命以负熵为生.m4a
07丨能量之源:葡萄糖.m4a
08丨能量货币:ATP.mp3
09丨细胞内的水电站:ATP合成酶.m4a
10丨生命来自热泉口.mp3
11丨自我复制比永生更重要.m4a
12丨自我复制的降维打击.m4a
13丨自我复制的实现:DNA双螺旋.m4a
14丨DNA复制的两大难题.mp3
15丨RNA:生命的起源.mp3
16丨病毒:RNA世界的余晖.m4a
17丨生命演化进入快车道.m4a
18丨“看不见”的细胞膜.m4a
19丨第一个细胞是怎么形成的.mp3
20丨细胞的能量革命:被吞噬的线粒体.m4a
21丨多细胞生命的诞生.m4a
22丨伟大的分工,沉重的代价.mp3
23丨分工的实现:“潜能”换“功能”.mp3
24丨谁在主宰细胞的命运2.mp3
25丨分工的巅峰之作:人类大脑.mp3
26丨缸中之脑:我只是我的感觉.mp3
27丨视觉要有光.m4a
28丨视觉:形状的秘密.m4a
29丨视觉:捕捉色彩.m4a
30丨嗅觉与味觉为什么不“智能”?.mp3
31丨脑洞大开的奇妙感觉.m4a
32丨 我们为什么要学习.mp3
33丨学习是什么?.m4a
34丨学习的本质:单身派对定律.mp3
35丨聪明老鼠:被操控的学习能力.mp3
36丨假如记忆可以移植.mp3
37丨社会:繁衍与竞争的新策略.mp3
38丨团结就是力量.m4a
39丨语言:伟大社会的基础.mp3
40丨性的生物学.mp3
41丨同性竞争:暴力的逻辑.mp3
42丨求偶社交:对面的女孩看过来.mp3
43丨镜子里的自我.mp3
44丨自我意识的基础:镜像神经元.m4a
45丨我能被完美复制吗?.m4a
46丨自由意志,最重要的幻觉.mp3
47丨本能不自由.mp3
48丨人类心智:白板还是蓝图.mp3
49丨你的决定由谁做出.mp3
50丨关于地球生命,我们知道的和不知道的.mp3
期中加餐丨是什么,让人类与众不同.mp3
特别放送 接招jy0604:人类的基因是否会整体变差?.m4a
独家评测 关于生命,你理解了多少?.mp3
课程的逻辑结构
两大部分:生命(1-24)和智能(24-49)
前三讲:生命科学意义,思维方式
智慧生命十大元素
- 物质
- 能量
- 自我复制
- 细胞
- 分工
- 感觉
- 学习
- 社交
- 自我意识
- 自由意志
笔记和点评
01丨进化:生命的主人
谦卑:无法决定,无法彻底了解的学科
自负:技术在飞速发展,人类开始主动改变生命
点评:生命科学确实应该谦卑,与物理学类似,它极度的依赖实验观测,然后才能推理;一个客观的事实是生命的出现远远早于人类和智能的出现,这就意味着我们的首要任务是去探索和了解,而不是创造。我一直认为我们的智能是寄生在生命系统上的过客,生不由己,死不由己。生不知何来,死不知何去。自负,现在技术确实在高速发展,分子生物学、测序技术、基因编辑、iPSC、类器官等,但我们对复杂的生命系统仍然知之甚少,我们都钻到细节里去了,谁都看不见整个森林。
生命是一场持续了40亿年的无可奈何。
1. 身体没有话语权 举例:镰刀型贫血症,同一突变的双功能性,不同条件下有不同的筛选结果。
2. 智慧来自基因突变 举例:FOXP2基因突变形成了语言,语言和智慧是天选的结果,不是人选。
3. 生命主动选择死亡 举例:男性睾丸酮的负面效果,利于繁衍,缩短寿命。
点评:演化论确实能很好的解释生命的发展历程,但仍需审慎,演化留下的都是更适合生存的个体,在演化里不存在最优,只有当下环境里的更优。在高级智能出现之前,确实没有其他力量可以左右演化。
"Nothing in Biology Makes Sense Except in the Light of Evolution" is a 1973 essay by the evolutionary biologist Theodosius Dobzhansky, criticising anti-evolution creationism and espousing theistic evolution.
02丨逆转进化:人类命运的拐点
生命科学旨在理解生物现象的底层逻辑,打破演化历史的枷锁,让人类成为自己命运的主人。
1. 基因编辑:重写生命密码
2. 移植记忆:创造智慧
3. 对抗死亡:永生的顾盼
点评:这一节列了几个话题,大开脑洞,可以查到很多相关的最新进展,一个话题就是一个很大的专业领域。
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03丨从“博物学思维”到“生物学思维”
博物学思维:分门别类的去研究,从细节到整体
生物学思维:普遍规律,如热力学第二定律
- 热力学第一定律也就是能量守恒定律。
- 随时间进行,一个孤立体系中的熵不会减小。
- 热力学第三定律通常表述为绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度(T=0K即-273.15℃)不可达到。
点评:生物医学的从业者太多,大部分都在做非常细分的研究,大家都是做只见树木不见森林的研究,正如文中所说,博物学思维很容易让人迷失方向;想要搞定这个复杂系统就必须从底层出发,明晰底层最基本的规律。
04丨理解生命,需要多大的脑洞
构成生命的物质:蛋白质、DNA、细胞,碳基生命。
错误的认知历史
- 三种灵魂:统治人类两千年的愚昧,神秘主义
- 机械论:生命就是一台冰冷的机器
- 活力论:生命是独一无二的特殊物质
点评:相较于生命诞生、智能形成,生命科学的快速发展才是最近几十年的事情,人类直到很晚才发现一些基本的生命准则。生命科学是门实证的科学,必须要借助实验技术来验证。要想真正的深入研究必须要有一定的修为,因为我们要直面惨淡的人生,要正视淋漓的鲜血,勇于探索意志的临界虚空,那是我们的起源,也是我们的归宿。研究最前沿的理论是很容易走火入魔的,因为你已经踏足了虚空之域,这里不曾有人踏足。对我来说尤其如此,每次都会梦中惊起,仿佛要坠入无尽的深渊。虚空,不能说,不可说。
05丨烧瓶里的原始地球
维勒实验:击穿活力论,生物体内的尿素可以人工合成。
烧瓶里的原始地球:生命物质不特殊。生物体内的氨基酸可以人工合成。
生命物质并不特殊,可以从自然界中合成。
点评:技术改变认知的第一步,从物质层面分析了生命系统。
06丨生命以负熵为生
热力学第二定律:在任何一个孤立系统里,总体的混乱程度,只会增大不会变小,直到达到混乱的最大化。
点评:鲜活的生命是一个高度有序的系统,物质、信息和能量彼此高度协调。
07丨能量之源:葡萄糖
葡萄糖是身体的蓄电池,1.分子结构稳定;2.存储的能量容易提取;
太阳是几乎一切地球生命的终极能量供给者。
点评:宏观、常识和微观之间存在着惊人的对应。能量的本质是什么?为什么在质能方程里能量和物质可以相互转换?
08丨能量货币:ATP
ATP是生物体的能量货币:宏观调控和规模效应。
点评:把ATP比喻为货币其实是有点不准确的,因为货币自身没有价值,只是一种信用,而且在交易中不发生变化,没有方向。而ATP则不然,它由线粒体总部产生,单方面的发放给其他单位使用,在交易时ATP会发生物质能量的变化。社会的终极形态会不会也是这样,由一个中心提供生产力,其余个体按需分配,和谐共存,但是这就要求生产力足够,且社会分工完全,分配体系足够完善。
09丨细胞内的水电站:ATP合成酶
解决了生命体里的物质和能量耦合的机制问题。
生产ATP就如同水利发电
点评:宏观和微观另一个惊人的巧合,人类先发明了水利发电站,然后才在细胞里发现了ATP合成酶。
10丨生命来自热泉口
制造ATP的方式,并不是被地球生命所普遍选择的,而是这种方式本身催生了地球生命的出现。
三十多亿年前的蛋白质分子机器:LUCA,发现了ATP合成酶基因,但却没有膜和离子浓度差。
所以,生命最初必须出现在一个天然存在离子浓度差的环境。
原始生命在海底热泉口制造能量。
点评:这是本课程里的第一个大脑洞,假设了生命的起源方式。
11丨自我复制比永生更重要
生命大厦再坚固也抵不住环境的变化莫测和反复无常。
恒定的生命是脆弱的,1.无法抵抗极端的意外;2.无法适应环境的改变;
不精确的自我复制让生命延续,从物种的长期生存来看,繁殖的意义远远大于永生。
点评:这集又开一个脑洞,赋予了我们熟知的复制以重大的意义。这让我想起的反常的半致死剂量,有了复制、繁殖和突变,生命就显得尤为顽强。
12丨自我复制的降维打击
蛋白质无法独立自我复制
生命简化了纪录和复制的难度,把立体的、三维空间的蛋白质信息,记录在了一维的DNA分子里。
DNA工具书的抄写十分容易和稳定
点评:解释了DNA作为遗传信息的合理性
13丨自我复制的实现:DNA双螺旋
DNA双螺旋结构的发现
点评:DNA已经明确为遗传信息的载体,但是无法确定其结构和存储方式,双螺旋结构揭开了底层的数据结构问题。
14丨DNA复制的两大难题
先有DNA还是先有蛋白质?
为什么需要第三者RNA?
RNA剪接:揭示了RNA同时具有DNA和蛋白质的特性
点评:解释了中心法则形成的过程,赋予了RNA重要的起源和媒介作用。
15丨RNA:生命的起源
RNA世界理论:RNA这种生物大分子,既能存储遗传物质,又可以实现蛋白质功能。可能是它推动了最早的生命活动。
点评:NB,刷新了三观。
16丨病毒:RNA世界的余晖
RNA是病毒的遗传物质
病毒的生命历史:生命特征和分生命特征交替出现的循环过程。
RNA的缺陷是一种生存优势
点评:与细节中推理出核心规律,震惊
17丨生命演化进入快车道
细胞围起生命的三大要素
细胞让生命演化进入了快车道
细胞大大增强了生命活动的复杂程度,让生命的演化走上了快车道。
细胞丰富自然选择的可能性。
有了细胞生命,达尔文的自然选择理论才算开始工作了。
点评:细胞无疑是生命的最基本的单位,此处揭示了细胞出现的合理性。
18丨“看不见”的细胞膜
人类第一次看到细胞
磷脂双分子层细胞膜
分子的头部像水,尾部像油,形成稳定的结构。
细胞膜的物质基础容易出现
点评:磷脂双分子层的力学分析十分有趣
19丨第一个细胞是怎么形成的
三种推测的细胞形成的起源
ATP合成酶的进化
20丨细胞的能量革命:被吞噬的线粒体
细胞有个能量天花板
被细胞吞噬的线粒体
21丨多细胞生命的诞生
单细胞生物如何变成多细胞生物
多细胞生物:为了更好地吃和避免被吃
22丨伟大的分工,沉重的代价
分工解决了生殖和运动之间的矛盾
分工的第一大价值:专业
分工的第二大价值:协作
分工的第三大价值:创造新功能
细胞分工的代价:癌症
点评:微观和宏观的另一个巧合。
23丨分工的实现:“潜能”换“功能”
细胞分工的过程,就是一个细胞用潜能换功能的过程
第一次转折:胎盘和胎儿的分化
第二次转折:细胞功能的分化
第三次转折:成为体细胞
24丨谁在主宰细胞的命运
对称破缺,打破对称
分工的外因:环境中化学信号的强弱,WNT
分工的内因:细胞之间的反复博弈,Delta
番外篇
基因的形成、进化和协作
遗传:GWAS只是一门技术革命,并没有多大的推动生物学的发现
遗传学三大基本定律:等位基因分离,不同染色体的非等位基因自由组合,物理距离相近的非等位基因连锁遗传。
发育:这才是最难的,让人痴迷和疯狂的调控
细胞内的调控:表观、转录、转录后
一维到三维的转换,没讲清楚,一维不是不变的,三维构象也是动态变化的。
基因编辑:这也只是一门技术,可以帮助我们做细节的研究。
期中考试
生命系统的讲解已经结束了,期中考试来了。
如果要你当造物主,你会怎么设计一个生命,如何模拟进化的过程?
进化的假设是环境的恶劣和多变,现在我们可以人为控制环境,此时你如何跳开进化创造生命?
还有哪些未解之谜阻碍我们创造生命?哪些是技术短板,哪些是认知缺陷?
现有的生命系统只是生命形式的一种可行解,却不是数学上的唯一解,如何寻找其他的可行解?
生命的定义要清楚,不然制造生命就没有明确的目标!病毒也是半个生命,组装制造一个病毒就简单了,这就算造物了吗?显然不是。现在合成一个大肠杆菌也可行了,这算造物吗?也不算。那怎么样才算真正的有能力制造生命呢?
制造一个生命体没有意义,它能做的实在有限,必须设计出一个生命系统,具备极强的自我繁殖能力。
测序是变得高通量了,但是实验验证却仍然停留在极低的通量,这是一个极大的gap,导致现在大部分文章只能围绕一个基因来讲故事。
25丨分工的巅峰之作:人类大脑
建造大脑第一步:安放元器件
建造大脑第二步:连接元器件
建造大脑第三步:调试完善
26丨缸中之脑:我只是我的感觉
感觉是智慧的基础,注意,睡觉
被忽略的人体感觉
感觉系统不反映真实世界
无法推翻的实验-缸中脑
27丨视觉要有光
问题一:光线如何进入眼睛
问题二:眼睛怎么感觉光
28丨视觉:形状的秘密
从看见光到看见图案
大脑看见图案的模型
29丨视觉:捕捉色彩
30丨嗅觉与味觉为什么不“智能”?
31丨脑洞大开的奇妙感觉.
32丨 我们为什么要学习.
33丨学习是什么?
34丨学习的本质:单身派对定律.
35丨聪明老鼠:被操控的学习能力.
36丨假如记忆可以移植
37丨社会:繁衍与竞争的新策略.
38丨团结就是力量.
39丨语言:伟大社会的基础.
40丨性的生物学.
41丨同性竞争:暴力的逻辑.
42丨求偶社交:对面的女孩看过来.
43丨镜子里的自我.
44丨自我意识的基础:镜像神经元.
45丨我能被完美复制吗
46丨自由意志,最重要的幻觉.
47丨本能不自由.
48丨人类心智:白板还是蓝图.
49丨你的决定由谁做出.
50丨关于地球生命,我们知道的和不知道的.
期末考试
智能可以从生命中剥离开来吗?
番外篇
信息论
记忆
ENS
转载于:https://www.cnblogs.com/leezx/p/11150212.html
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