天文生物學(Astrobiology)是研究生命在宇宙中形成、演化和分布的跨領域學科。由於至今只在地球上發現生物,所以眼下課題就是釐清形成地球生命的機制與先決條件,欲達成這目標不僅得追溯組成生物的原料來源,還需了解有哪些因素影響適居環境的構成,並從演化和地質證據推敲無機物轉變為生物的過程。
利用前述知識,研究者得以探討太陽系其他天體存在生命的可能,當今最具希望者無疑是我們的鄰居火星,不過類木行星的衛星,例如歐羅巴、泰坦,也有孕育生命的潛力。倘若能在這些迥異的環境中發現生命,它將成為地球生命的對照組,有助於釐清「生命是什麼?」這類問題,也會擴張對生命起源條件的想像。目前歐洲和美國太空總署皆有探索生命跡象的太空任務,至於迄今人類科技水準仍無法到達的遙遠恆星系統,則有賴天文觀測及光譜分析技術去尋找生命存在的間接證據。
總而言之,天文生物學不只是天文學加上生物學,它集結了宇宙學、演化學、地球科學、資訊科學、生物化學、比較行星學、分子生物學……等等無數學科,研究對象從五微米大的細胞到十萬光年長的星河,從宇宙爆發到生命誕生。因此,無論喜歡哪種尺度、身懷哪種學術專業,只要想探索生命起源的終極問題,總能在其中找到安身立命的地方。
本文整理了有關天文生物學(Astrobiology)的書籍、線上課、演講等學習資源,並依其內容劃分為通論、生命起源、搜索地外生命、科學史四類,歡迎大家留言補充。
一、科普書籍
1. 通論
- Gerda Horneck & 莊逢源 (2010):《宇宙生物學》 [中國宇航](簡)
- Jeffrey Bennett & Seth Shostak (2016):《宇宙中的生命》 [機械工業](簡)
- Michael William Ovenden (1964):《宇宙中的生命》 [徐氏]
- Peter D. Ward & Donald Brownlee (2017):《寂寞的地球:宇宙唯一有複雜生命的行星》 [貓頭鷹]
2. 生命起源
- Addy Pross (2018):《生命是什麼:40億年生命史詩的開端》 [中信](簡)
- A.G.Cairns-Smith (1995):《生命起源的七條線索》 [中國對外翻譯](簡)
- Christian de Duve (2011):《生物決定論:人類一定會出現在地球上嗎?》 [左岸文化]
- Erwin Schrodinger (2016):《薛丁格生命物理學講義:生命是什麼?》[貓頭鷹]
- Freeman Dyson (2017):《生命的起源》 [浙江大學](簡)
- Francis Crick (1993):《生命:起源和本質》 [科學普及](簡)
- Nick Lane (2016):《生命之源:能量、演化與複雜生命的起源》 [貓頭鷹]
- 王立銘 (2018):《生命是什麼》 [人民郵電](簡)
- 李杰信 (2008):《生命的起始點:談生命起源》 [科學普及](簡)
3. 尋找地外生命
- Bignami G. (2013):《我們就是火星人:尋找宇宙中的地外生命》 [科學](簡)
- Donald Goldsmith & Tobias Owen (1999):《尋找宇宙生命》 [朗文]
- Jon Willis (2018):《群星都是你們的世界》 [中信](簡)
- Louisa Preston (2017):《地外生命探索之旅》 [中國計量](簡)
- Димитър Д. Съселов (2017):《超級地球上的生命》 [上海科學技術](簡)
- 李冰 (2011):《尋找外星人》 [北京師大](簡)
- 李炎 (2016):《太空生物學》 [漢珍]
- 李傑信 (2021):《穿越4.7億公里的拜訪:追尋跟著水走的火星生命》[三民書局]
4. 科學史
- Bill Mesler & H. James Cleaves II (2017):《生命的誕生——我們究竟來自哪裡》 [人民郵電](簡體)
- Lee Billings (2017):《五十億年的孤寂:繁星間尋找生命》 [八旗文化]
- Ron Miller (2018):《外星生命簡史:人類400年地外生命探索與想象全記錄》 [北京聯合](簡)
- Sara Seager (2021):《尋找太陽系外的行星:天文學家莎拉.西格的愛與探索》[天下文化]
- 汪洁 (2017):《億萬年的孤獨:地外文明探尋史話》 [北京時代華文書局](簡)
二、線上課程
1. 通論
- “Introduction to Astrobiology” [Amity University](Centre of Excellence in Astrobiology)
- “Online Courses in Astrobiology” [ International Astronomical Unio]
2. 生命起源
- Bruce W. Fouke,“Emergence of Life” [The University of Illinois](coursera)
- Jack Szostak,“The Origin of Life on Earth”(iBiology)
- Sarah Maurer & Chris Kempes,“Origins Of Life” [Santa fe institute](Complexity Explorer)
3. 尋找地外生命
- Charles Cockell,“Astrobiology and the Search for Extraterrestrial Life” [The University of Edinburgh](coursera)
- Charles Cockell, “Life in the Universe – the pandemic series”(Youtube)
- Chris Impey,“Astrobiology: Exploring Other Worlds” [The University of Arizona](coursera)
- David Spergel,“Imagining Other Earths” [Princeton University](coursera)
- Lynn Rothschild,“Astrobiology and Space Exploration” [Stanford University](CosmoLearning)
- Димитър Д. Съселов,“Super-Earths and Life” [Harvard University](edX)
三、演講
1. 通論
待補
2. 生命起源
- Christoph Adami,〈尋找難以想像的生命〉[TEDxUIUC]
- Lee Cronin,〈讓物質變活〉[TEDGlobal]
- Martin Hanczyc,〈生命與非生命的界線〉[TEDSalon London]
- Nathalie Cabrol,〈探秘火星,解開地球生命之謎〉[TED]
3. 尋找地外生命
- Aomawa Shields,〈我們如何尋找存在於另一顆行星上的生命〉[TED]
- Carolyn Porco,〈土星的衛星可能有生命存在嗎?〉[TED]
- Dave Brain,〈行星維持生命存在的要素〉[TEDxBoulder]
- Freeman Dyson,〈在太陽系外圍找尋生命〉[TED]
- Garik Israelian,〈How spectroscopy could reveal alien life〉[TEDGlobal]
- James Green,〈可能有生命存在的一個行星和三個衛星〉[TED Talks Live]
- Lucianne Walkowicz,〈Finding planets around other stars〉[TEDGlobal]
- Penelope Boston,〈火星可能有生命存在〉[TED]
- Sara Seager,〈尋找太陽系外的行星〉[TED]
- Seth Shostak,〈準備好,ET (可能) 就在那裡〉[TEDxSanJoseCA]
- Tabetha Boyajian,〈宇宙中最神秘的一顆星〉[TED]
- Димитър Д. Съселов,〈發現數百顆類似地球的行星〉[TEDGlobal]
4. 科學史
- Jill Tarter,〈加入SETI計劃〉[TED]
四、知識普及網站
五、學術機構
1. 研究單位
- Center for the Origin Of Life [Georgia Institute of Technology]
- Earth-Life Science Institute [Tokyo Institute of Technology]
- Origins Center [University of Groningen]
- Origins of Life Initiative [Harvard University]
- The Simons Collaboration on the Origins of Life [Simons Foundation]
2. 社群與學會
-
Astrobiology Club [Facebook club]
-
Social Action for a Grassroots Astrobiology Network (SAGANet)
-
International Society for the Study of the Origin of Life (ISSOL)
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Virtual Astrobiology Society [Facebook club]
3. 研討會
- Biennial European Astrobiology Conference
- Molecular Origins of Life, Munich
六、研究中心與學術合作網路
1. 亞洲及大洋洲
-
Astrobiology Center (in Japan)
-
Centre of Excellence in Astrobiology (in India)
因為在網路上蒐集天文生物學的資料而偶然發現了您的部落格,台灣與天文生物相關的學科資源真的很少,在搜尋資料上遇到很多困難,看到您的整理分享實在很驚喜,也很佩服您的蒐集整理、邏輯思考能力。
回覆刪除謝謝您的分享,也祝福您能在學術道路上順利前行!
關於學科資源,我相信國內有許多老師的研究觸及天文生物學,也有許多網站報導相關新知。只是因為天文生物學涵蓋的範圍很大,未必能用幾個關鍵字囊括。往後我會試著統整這些資源供大家參考,謝謝您的鼓勵。
刪除自己一直對Astrobiology有興趣大學期間也一直有在看一些相關書籍文章和網路資料去了解這部分,也希望有機會未來可以真的接觸這個領域。雖然目前也在生資領域中打滾,希望有機會可以和你交流討論這方面的訊息和想法 :)
回覆刪除
刪除您好,很高興能碰到同為生資專業的 Astrobiology 愛好者。我已在部落格的側欄新增聯絡表單,所以除了透過留言版,我們也可以電子郵件交流想法。
儘管在台灣研究 Astrobiology 的途徑有限,我覺得學習生物資訊的人現在就有機會接觸一些重要問題,例如 Goldford et al. (2017) 和 Xavier et al. (2020) 便以公開數據來推論生命最初的代謝網路。除了推論代謝網路,生物資訊的知識也可應用於重建細菌譜系樹與分析極端環境微生物生態。
因此,雖然目前環境不見得容許我們以實驗探討生命起源的假說,但生物資訊的便利性能讓我們利用既有資料或構建模型來印證想法,而我想這既是我們的優勢也是可以努力的方向。
感謝您留言討論,也期待您在 Astrobiology 找到自己熱愛也可發揮所長的議題。
Goldford et al. (2017) Remnants of an ancient metabolism without phosphate. Cell, 168(6), 1126-1134.
Xavier et al. (2020) Autocatalytic chemical networks at the origin of metabolism. Proceedings of the Royal Society B, 287(1922), 20192377.
請問有推薦的天體生物學原文書嗎
回覆刪除專業教科書我讀得比較少,所以我推薦你閱讀星の光的心得:【認真系列】天文生物學與相關專業教科書籍介紹(https://home.gamer.com.tw/artwork.php?sn=5246047)。
刪除若不限於教科書,以下幾本我瀏覽過也覺得蠻有意思的,
* Gargaud et al. (2011). Encyclopedia of astrobiology. Springer Science & Business Media.: 很好讀的工具書,內容除了解釋專有名詞的條目外,也有專篇短文解釋研究議題的歷史、現況、方法學、主要發現和未來方向,並且附有詳細的參考文獻可供延伸學習。
* Oparin. (1967 [1924]). Origin of life.: 這本小冊子是現代生命起源理論的開端,具體來說是以膠體或凝聚液滴等方向解釋生命起源的理論的開端。雖然是將近百年前的著作,但由於許多現代文獻仍會引用 Oparin 的觀點,所以讀完後對於生命起源學科的來龍去脈會有更深的理解。
* Gánti, T. (2003). The principles of life. Oxford University Press.: 這本書探討的議題是「生命是什麼?」,詳細內容可以參考Gert Korthof書評 (http://wasdarwinwrong.com/korthof66.htm),書評中除了簡介書籍內容外,也比較了不同學者定義生命的方式,這些學者的著作也是尋找相關書局的依據。
Hi,
回覆刪除我是目前在UW Astrobiology Program 的研究生,無意間發現你的部落格,對於台灣天文生物學界我也有諸多不瞭解之處,在你的部落格獲益良多。
如果你有興趣交流的話還希望能跟你聯絡!我也很樂意分享個人經驗與這邊天文生物學發展的現況。
感謝你幫忙整理且推廣天文生物學!
嗨,很高興認識你,也很高興有機會能了解個人在天文生物學發展的經驗。除了透過留言板,也能以信箱聯絡我:summerinequality@gmail.com
刪除感謝你的邀請,祝福你的研究順利。