解開生命之謎：運用量子生物學，揭開生命起源與真相的前衛科學 ●最後機會●－.

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解開生命之謎：運用量子生物學，揭開生命起源與真相的前衛科學

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推薦序
作者序

1.序論

今年，歐洲嚴寒的冬天提早到來，夜晚的空氣如此寒風刺骨。年輕的知更鳥心中一直深藏著一個想法。這個想法先前還模糊不清，但隨著時間的流逝日益增強。

過去幾個禮拜以來，知更鳥吃了許多昆蟲、蜘蛛、小蟲、莓果，而這些食物量遠超過牠平常的食量。現在牠的體重幾乎是今年8月牠的孩子可獨立飛離鳥巢時的兩倍重。體重增加的部分幾乎都是以脂肪的方式儲存著。牠即將出發，展開一段艱鉅的旅程，而這些脂肪會提供牠旅程中所需的養分。

離開這座位於瑞典中部的森林，是牠生命中第一次遷徙。在牠短暫生命過程中，一直都住在這座美麗的森林，幾個月前也在這裡養育了幼雛。所幸，去年冬天不會太嚴寒，那時牠還沒完全長大，還沒有足夠能力進行這樣的長途的旅行。但是現在，隨著牠卸下養育的責任，到明年春天之前，牠只需要顧慮自己，而這時牠也已準備好逃離即將來臨的冬天，前往南方投向更溫暖的氣候。

日落後的幾個小時，牠並沒有為晚上的休息做準備。相反的，牠輕輕地從陰暗的樹叢間跳到牠築巢那棵樹的其中一根樹枝上，快速甩動全身，就像一位馬拉松選手賽前的暖身，而牠胸前橘色的毛在月光下閃耀著。那座牠辛勤建造並小心呵護的巢——已離牠一兩公尺遠，而鳥巢的一部分也已經被布滿青苔的樹幹擋住——現在已成模糊的回憶。

牠並不是唯一一隻即將展開旅程的鳥，還有其他知更鳥（雄的或雌的都有），也都決定在這天展開牠們這趟長途的南遷之旅。牠可以聽到四周其他知更鳥所發出無比巨大且尖銳的叫聲，這些叫聲覆蓋過森林中其他動物的聲音。彷彿這些知更鳥正警告森林中其他居住者，如果要趁他們不在時入侵他們的領土或鳥巢，請記得三思。幾乎所有的知更鳥都計畫明年的春天會再回來。

牠抬起頭看向沿海的天空，確定沿海地區的視野是清晰的，便飛進了夜晚的天空。冬天的夜晚特別長，這讓牠有十個小時的時間，可以持續並穩定地向前飛行，然後才休息。

牠朝著195度的方向飛行（西偏南15度）。接下來的日子，牠會一直沿著這個方向飛行。天氣好時，一天可以飛三百多公里。牠不知道這趟旅程會面臨什麼，也不知道需要多久時間。目前的地貌還是牠所熟悉的，但是再繼續飛行幾公里後，就會飛進陌生的湖泊、山谷和村莊。

牠旅程的目的地，是位於地中海附近的某個地方。雖然牠沒有鎖定任何特定的地點，但是當牠發現喜歡的地點，就會停下來並且記住這裡的景色。這樣才可以在未來幾年的遷徙都回到這裡。假如牠體力更好，甚至會飛到非洲大陸北方的海岸。但這是牠第一次遷徙，而且目前首要目的是遠離北歐即將到來的嚴冬。

牠似乎沒有注意到周遭的知更鳥也都朝同一個方向飛。有些已經有多次遷徙經驗。夜晚的視野非常好，但是牠不像我們在進行這類旅行時會尋找地標，也不像其他夜行候鳥會按內在的星座地圖追蹤布滿夜空的星象排列。相對的，感謝幾百萬年的演化，讓牠具備比這些更卓越的能力，讓牠能在往後每年的秋天，都能進行三千多公里的遷徙旅程。

遷徙在動物的國度裡是司空見慣的事。例如，每年冬天，鮭魚會在北歐的河流與湖泊產卵。孵化後，這些幼小的魚苗會沿著河水流到海裡，進入北大西洋，並在那裡成長茁壯。3年後，這些成年的鮭魚會回到當年孵化的那條河流與湖泊去產卵。北美洲的帝王蝴蝶，秋天會橫跨整個美國數千公里向南遷徙。隔年春天，牠們或者是牠們的後代（在途中所孵化的），會飛回北方當初牠們成蛹的那棵樹。在南大西洋的阿森松島孵化出來的綠蠵龜，會在海洋中游過千萬公里，而每3年牠們都會回到當初孵化的海岸來產卵。這樣的例子可以一直列舉下去：各種鳥類、鯨魚、北美馴鹿、龍蝦、青蛙、蠑螈，甚至是蜜蜂都有能力完成令許多優秀的人類探險家都感到異常艱辛的旅程。

動物究竟如何在地球上找到正確方向，這是許多世紀以來的謎團。目前所知牠們使用的方法有下列幾種：某些動物在白天利用太陽來導航，而夜晚則運用星座；某些動物則靠記憶地標的位置；還有一些動物甚至可以「聞到」正確的路徑。但是所有動物的導航本能中，最令人感到神祕的，就是歐洲知更鳥所擁有的導航能力：具備感測地球磁場的方向和強度的能力，就像磁場接收器一樣。我們現在知道還有一些其他的生物也有相同的感應能力，但是歐洲知更鳥的遷徙仍是令我們最感興趣的。

知更鳥能夠知道要飛多遠以及飛行方向的機制，都儲存在去氧核糖核酸（DNA），這是父母所遺傳給牠的。這項能力如此精巧又非凡——一項用來描繪路線的第六感。就像許多其他的鳥類、昆蟲以及海洋生物一樣，牠有能力感知到地球微弱的磁場，並且從自身內建的導航能力來描繪出飛行方向的資訊，這是一種非常新穎的生物性羅盤。

知更鳥有類似磁場接收器的感知力是個謎。問題在於地球磁場非常微弱——表面磁場大約介於30到70微特斯拉：足夠去偏轉羅盤裡一根平衡且沒有摩擦力的針。但是這個磁場的大小約莫是一般黏在冰箱上的磁鐵所產生磁力的百分之一。這就出現一個讓人難以理解的事：一隻動物要能偵測到地球的磁場，代表磁場對動物身體中的某些化學反應產生影響——畢竟這是所有生物感知外在訊號的方法，包括人類在內。但是地球磁場與細胞分子之間的交互作用中所提供的能量，比破壞或產生一個化學鍵能量的十億分之一還小。所以，到底知更鳥是如何感知到地球磁場的？

神祕的事物，即便微小，總是格外吸引人，因為這些事物的答案很有可能會在本質上改變我們對這個世界的理解。例如，十六世紀時，哥白尼深入思考托勒密描述太陽系時所提出的地心說模型中的一個有關幾何的問題。這個看似不重要的問題，讓他推翻了以人類為整個宇宙中心的說法。達爾文著迷於不同物種在地理上的分布狀況，而且疑惑為什麼不同島嶼上的雀科鳥與仿聲鳥有著不同的特徵，從而讓他提出生物的演化論。還有德國的物理學家馬克斯・普朗克在嘗試解決黑體輻射的問題中，讓他在1900年提出了，能量是以一團一團不連續的形式存在，稱之為「量子」，並催生了量子理論。所以，如果我們能了解鳥類如何在地球上遷徙，是否就可以為生物學帶來革命性的進展？這個答案，也許聽起來很奇怪，但肯定是對的。

神祕的事物也經常是偽科學家和神祕主義者所喜愛圍繞的主題。就像牛津的化學家彼德

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