人类的终极问题

科学观念

·芝加哥大学的美籍意大利学家恩里克·费米（Enrico Fermi）曾说过一句话：“如果你做了一个实验，得到了你想要的结果，那么你只是完成了一项实验而已。但如果你做了一个实验，得到了你意想不到的结果，那么你就有了一项新发现。”

·一提到科学研究，很多人都会觉得想象力才是最重要的，只要想得到，没有做不到。但帕博用最科学的方式证明，想象力固然重要，但对细节的关注才是一个科学家获得成功的关键因素。另外，科学是有边界的，有些想象无论怎样努力都是无法实现的，如果认不清这一点，就会钻进死胡同，永远也出不来。

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化石的DNA检验

·化石里含有大量的现代人DNA污染，极易混淆。帕博非常清楚这样的污染会给古DNA研究带来致命伤害，于是他花了很多时间研究如何消除污染，最终他找到了减少污染的方法，这使得他做出来的结果比别的实验室更可信。

随着经验的积累，帕博越来越意识到古DNA研究是有边界的。即使所有条件都绝对完美，DNA分子仍然是有寿命的，总有一天 会断裂成细小的碎片，再也无法复原了。据他估算，起码从理论上讲，古DNA中保留的信息最多只能保存几十万年，超过100万年的古DNA是不可能含有任何有用信息的，因此也就毫无价值。

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尼安德特人的差异性

考虑到尼安德特人的脑量甚至比现代人的还要大，也许双方的差异是在其他一些很微妙的地方。 比如，美国科学家曾经研究过尼安德特人的喉咙骨骼结构，发现不如现代智人那么精细，这说明尼安德特人无法像现代智人那样发出复杂的音调，在语言表达方面存在缺陷。我们都知道语言对于人类的智力进化来说有多么重要，大家普遍相信，正是因为人类进化出了语言，才使得现代人的智力发生了飞跃，最终统治了世界。

还有一个问题无法避免，那就是尼安德特人的基因贡献是否导致了现代欧亚人和非洲人之间的不同。要知道，欧亚人身体内有1%- 4%的基因来自尼安德特人，非洲人几乎没有，难免有人因此而相信非洲人就是不行，并将这件事看成种族歧视的证据。

针对这个疑问，帕博做出了自己的解释。首先，虽然平均每个现代人体内只有1%- -4% 的尼安德特人基因，但因为每个人继承的尼安德特人基因都不一样，加起来已经有30%的尼安德特人基因在现代人体内被找到了，未来这个数字甚至有可能接近50%。也就是说，已经灭绝的尼安德特人至少有一半的基因被保留了下来。这些基因之所以没有被淘汰掉，很可能说明它们确实对人类有某种好处。其次，目前已经发现的所有尼安德特人基因都是和皮肤、体毛、免疫系统和消化系统等直接和环境接触的部位有关的，没有发现任何基因是和神经发育有关联的。这件事其实是很好理解的，尼安德特人毕竟已经在欧亚大陆生活了几十万年，适应了那里的环境和病菌。现代智人刚刚走出非洲，进入一个完全陌生的地方，肯定会对新环境不那么适应，从尼安德特人那里继承下来的这些基因正好派上了用场。

另一个比较著名的案例就是中国西藏地区人的抗高原基因。研究显示这个基因继承自丹尼索瓦人，西藏人的祖先正是通过和丹尼索瓦人的基因交流获得了在高海拔地区生活的技能。

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金力教授的观点

无独有偶，复旦大学的金力教授也不再对传统人类学感兴趣了。“人类起源的问题虽然重要，但从目前的情况来看，要想让科学界达成共识是很难的。”金力在接受采访时对我说，“现在我更关注亚洲人对东亚环境的适应问题。我想知道东亚人为什么进化出了黄皮肤，晒太阳就会变黑，休息几天又会恢复原样。这种皮肤是东亚人独有的，我想知道这是如何进化出来的，这样的皮肤对于我们的祖先适应东亚环境做出了什么样的贡献。’

金力原本就不是学人类学的，他的专业是生物医学，因此他-直想把人类进化研究和疾病联系起来。“我认为人类进化史上有两个节点非常重要，一个是走出非洲，一个是发明农业。前者意味着人类去了不该去的地方，后者意味着人类做了不该做的事情。”金力对我说，“我认为正是这两个节点导致了现代人类的很多困境，因为这两件事对于任何一个物种来说都是不该做的。比如，农业提供了稳定的食物来源，而人是不应该有稳定的食物来源的，只有这样我们才能在生理和心理上保持健康。”

紧接着，金力又把矛头对准了现代文明。“更重要的是，农业衍生出来的是文明，但是文明对我们是有害的，文明让人类走上了一条不归路。”金力对我说，“因为文明强调生存的权利，以及人人都有好生活的权利，其结果就是让不该活的人活下来，让不该出生的人生下来。”

我想，金力教授的意思是说，文明违反了进化论的前提条件，导致了不良基因的积累和某些性状的退化。确实，现代人无论是御寒能力还是抗病能力都很可能比不过尼安德特人，我们的野外生存能力更是比不上几乎所有的野生哺乳动物。但是，为什么最终反而是尼安德特人灭绝了，而我们却活了下来呢?为什么看似手无缚鸡之力的人类最终登上了食物链的最顶端呢?原因恰恰就是文明。文明的基础是高级智慧，高级智慧的最大特征就是知识的主动传承，这两件事让人类成为自然界最善于分工合作的物种。正是这种分工合作，使得人类能够团结起来，克服诸多困难，成为地球上最成功的物种。

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氧气悖论：氧化还原反应是生命的能量之源，但最终生命却会毁于氧化还原反应之手。

重复抑制：大脑会理所应当地自动屏蔽往复的事物；我们需要在勇于探索间保持平衡。

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相邻可能

美国历史学家史蒂文.约翰逊( Steven Johnson)在《好主意来自何处》( Where Good Ideas Come From)一书中借用了考夫曼的观点，提出人类的创造过程也遵循这原则，所有伟大的创意都是由无数个简单创意一点一点累积而成的，每一个新的想法都和当时已有的旧想法非常相似，每次只能进步那么一点点，不可能一下子跳跃太多。

在约翰逊看来，“相邻可能"理论最有趣的地方在于，它为人类的创新规定了潜力和边界。一方面，该理论证明创造力不是凭空而来的巨大飞跃，而是受到周围环境的严格限制。在任何一个给定的时刻，可能出现的创新都是有限的。另一方面，该理论证明只要这个过程可以不断地继续下去，我们就可以一步一步地创造出任何伟大的东西，因为我们的每次探索都会扩大领地的外延，会出现可供探索的新领地。人类就是这样一步步扩展自己的边界，最终创造出了今天这个崭新的世界。

肤色差异性的来源

为什么现在生活在欧亚大陆上的各个民族会有如此大的不同呢? 针对这个常见问题，群体遗传学家有自己的解释。他们通过对现代人基因多样性的分析发现，现代智人在走出非洲后经历过好几次瓶颈效应，即人群数量因为自然环境恶化等原因而突然大量减少，就好像一群人一起通过个狭窄的瓶口一样。最终大部分人都被瓶口堵住了，只有极少数幸运儿挤了过去，其结果就是原有人群的遗传多样性大幅减少，在此基础上重新扩增起来的人群就有可能和原来的很不一样了。

从遗传多样性的角度讲，能通过瓶颈的人纯属运气好而已，这就是前文提到的“遗传漂变”。但是，对于一些和生存能 力有关的基因来说，这是个优胜劣法的过程，属于自然选择的范畴，人类肤色的差异就是如此。

肤色是由两个因素决定的，一个是维生素 D的合成，一个是叶酸的破坏。人的皮肤会在阳光的催化作用下合成维生素D.阳光越强烈，维生素D的合成就越充分。但是，过于强烈的阳光会破坏叶酸，这同样是一种非常重要的维生素，所以低纬度地区生活的人倾向于进化出深色皮肤，以此来保护叶酸不被阳光破坏。生活在高纬度的人则倾向于进化出浅色皮肤，以便更好地利用阳光补充饮食中缺乏的维生素D。

当然了，这是在人类褪掉毛发后才出现的一种进化选择。我们的祖先因为毛发浓密，挡住了绝大部分阳光，皮肤几乎可以肯定是浅色的。

有趣的是，真正到了最北端，也就是生活在北极圈内的人，情况又有所不同。比如，生活在阿拉斯加和加拿大北部的因纽特人皮肤反而非常黝黑。这是因为他们主要靠打猎为生，动物脂肪富含维生素D，所以他们并不需要从阳光中获得维生素D，这时候防晒就是一一件更重要的事情了。

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不完全替代模型&多地区进化附带杂交理论

美拉尼西亚人的祖先由“取代人群”与原住民发生过基因交流，这就是为什么今天他们体内含有高比例的尼丹索瓦人的基因的原因。而今天的东亚人的祖先很可能是“取代人群”，当他们迁徙到东亚的时候尼丹索瓦人很可能已经灭绝了。

最早抵达欧洲的那批人都几乎死光了，也没有留下后代；第二代移民尼安德特人则留下了10%-20%的基因，返祖现象是为什么今天有的欧洲人相貌各异如眉脊特别突出或毛发浓密的原因；第三代移民携带着农作物种子并促使了当地农业文明的发展，也就是说欧洲农业的兴起并不是源于文化的交流，而是人口的迁徙、取代和交融。

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制造工具对大脑智力的开发

虽然制造工具这件事已经不是人类专属的特长，但迄今为止还没有发现任何一种动物能够制造出阿舍利石器水平的高级工具，这是为什么呢?美国埃默里大学( Emory University) 的人类学家迪特里希.斯图特( DietrichStout )决定研究一下这个问题。他的研究方法非常特殊，不是研究别人，而是研究自己。他亲自动手，一边学习制造阿舍利石器，一边通过脑部扫描仪来观察工作中的大脑，看看到底哪个部位被激活了。结果表明，要想打造出一把真正的阿含利手斧，不但需要高超的手眼协调能力，还需要事先做好周密的计划，这种能力可不是一般动物所能具备的，只有人类才有。 事实上，扫描结果证明手斧制造者大脑中的右额叶下回非常活跃，这一区域和高级认知有关，也可能和语言技能的发展有关系，只有人类才有这样精细的脑结构。更重要的是，斯图特教授发现制造阿舍利石器这件事本身也会反过来刺激大脑的学习中枢，增加大脑的可塑性，让人变得更聪明。换句话说，他认为制造工具和高级思维很可能是相辅相成的，两者是一种协同进化的关系，我们的祖先因为聪明而发明了精巧的石器，又在制造石器的过程中促进了大脑的进化，从而变得更加聪明。

斯图特教授对石器的探索并没有到此结束，他又招募了一群大学生，让他们试着用古人的方法打造石器，结果发现美国大学生平均需要花费167个小时才能学会打造阿舍利石器的基本技术，而且这个过程必须得有老师负责教才行，光靠练习或者模仿是很难学会的。因此他得出结论说，阿舍利石器技术一定是代代相传的，而不是某个人通过反复试验就能开发出来的一项技能。

这个例子说明，人类技术发展到阿舍利石器时代就已经变得非常复杂了，任何一个人，无论多么聪明，都不可能凭借一己之力从无到有地开发出来。我们甚至可以得出结论说，从那时起，人类社会的任何一项技术都是从个人传给个人，或者从社区传给社区，如此这般代代相传下来的，所有的创新都是在传承的基础上一点一点加上去的。

正是在制造石器的教学过程中，斯图特教授意识到语言的重要性。如果不用语言来教授，学生们很难学会这门手艺，所以他认为祖先对于石器制造的需求很可能促进了人类语言的进化。

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中美理工科教育的不同

周艺品告诉我，中美两国的大学在机械工程专业领域的教学思路很不一一样。美国大学的机械工程系本科生需要学习的内容非常广，老师要求学生掌握和机械工程有关的各种基础知识，但深度普遍不如国内大学，所以美国的大学毕业生往往需要在研究生阶段继续深造后才能找到工作。相比之下，中国大学本科生从大二开始就要学机械制图等各项实用技能了，保证学生们一.毕业就能上岗工作。换句话说，美国大学注重培养的是工程师思维方式，中国大学更看重的是培养合格的劳动力，因为中国的工厂普遍急需专业人才。“同样是本科毕业生，美国学生在劳动力市场根本拼不过中国毕业生。”周艺品说，“但是美国研究生学历的毕业生只要在工厂里干几年，优势立刻就显出来了，因为现代化工厂的工程师需要和各种各样的人合作，美国学生的知识面比中国学生广得多，显得更有后劲。”

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灵感的神经机制

核磁共振成像是一种相当新额的脑成像技术，对空间细节的分辨率很高。研究结果显示，即兴演奏时乐手大脑的背侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex)处于被抑制的状态。这部分脑组织的正常功能是主管自我意识的控制和监督，按照林姆的说法，这就相当于一一个人的上司。当这个人身处公共场合时，这部分脑组织一定会非常活跃，时刻提醒他要注意自己的言行，不要做出格的事情。

与此同时，乐手大脑的内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex)则兴奋了起来。这部分脑组织连接着大脑的默认网络( default network),这个网络负责管理-个 人在发呆时的内心活动， 此时的他不关心外部世界，要么在回忆自己的过去，要么在胡思乱想，即所谓的“做白日梦”。按照林姆的说法，默认网络相当于一个人的自我，人与人之间之所以各不相同，原因就是每个人头脑中的默认网络各不相同。

这两个彼此关联的实验结果似乎是在告诉我们，当一个人处于创造的状态时，他实际上是在向内搜寻，即从自己过去的经验中寻找此前被忽略或者被抑制的想法。为此他必须主动关闭监督网络，不再听从这位“上司”的命令，因为凡是上司允许的想法或者行为肯定都是此前已有过的，不可能是创新。阿布之所以弹错音，很可能就是因为他在即兴演奏时处于一种和演奏他人作品时很不一样的状态。如果用一句俗话来形容的话，那一刻的他放飞自我了。此时必须再次提到共情能力，只有共情能力很强的艺术家才能在向内而视的时候创造出其他人也喜欢的艺术作品。

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如何培养创造力

无数案例告诉我们，创造是一个虚无缥缈的过程，很难事先做出规划。但是，既然我们已经初步了解了灵光乍现的生理过程，就可以想办法营造一个环境，让我们的大脑置身于一个富有创造力的土壤之中，加速创新的到来。

前文提到，洛维是在梦中想出了那个双心实验的设计思路。无独有偶，俄罗斯化学家门捷列夫也是在梦中想到了元素周期表，德国化学家弗雷德里希.凯库勒( Friedrich Kekule)同样是在梦中想到了苯分子的环状结构。类似的案例还有很多，科学和艺术的都有，这说明梦确实是一个很重要的灵感来源。这里面的原因很好理解，因为人在做梦时大脑处于混乱状态，缺乏監管，更容易触发白天被忽略或者被压抑的神经连接，更能够帮助我们去探索“相邻可能”。

但是，做梦和灵感一样，都属于可遇而不可求的东西。有没有其他办法模拟做梦时的精神状态呢?答案是肯定的。曾经有心理学家做过实验，发现让大脑休息会提高创造力，但这并不是啥事不做的那种休息，而是让自己一边做着一件简单的事情一边放松心情， 比如散步、浇花或者做家务。此时灵感最容易出现，因为这个时候大脑仍然在想着那件让你琢磨不透的难题，只是不像专心思考时那么集中精力地在琢磨，只有这样才能让埋藏在大脑深处的神经连接浮出水面。

除此之外，看闲书、记笔记以及和同事聊天等做法都能扩大神经元的触角。说到看闲书，微软前总裁比尔.盖茨就是个好例子，他多年来一直坚持阅读和自己职业不相关的闲书，从中寻找灵感。最近几年他开始定期公布自己看过的闲书，题材真的极其广泛，大家可以找来这份榜单认真体会一下。记笔记的好处可以把自己平时偶得的奇思妙想记下来，防止遗忘。早有历史学家指出，启蒙年代的欧洲绅士们大都有记笔记的习惯，这就是那个年代之所以人才辈出的原因之一。曾经有人研究过达尔文留下的笔记，发现他其实很早就产生了自然选择的想法，此后的十几年里他.直在收集证据，不断强化这个思想火花，这才有了《物种起源》。

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人脑是个液态网络

一种化学物质叫作乙酰胆碱，它能使心跳减速。与之对应的就是大名鼎鼎的肾上腺索，能使心跳加快。这两种小分子同属于一类被称为神经递质( nurtramsttr的化学物质，它们作用于神经细胞之间的一个名为突触(synapse) 的结构，用于调节电信号在两个细胞之间的传输速度，或增加，或减弱，或阻断。换句话说，当我们说两个神经元连接在一起时，并不是说它们真的连在一起了， 中间还隔着一个突触，因此电流并不是从一个神经元直接传导到另- 个神经元的，而是先传到突触这里，然后经由神经递质的化学介导传往下一个神经元。

我们可以把神经细胞的各种触角想象成铁路，货物(也就是电流)通过铁路运输，速度很快。但如果你想把货物从A国运到B国，中间必须要过一条河，突触就相当于渡口，神经递质就相当于摆渡船，货物要先装到船上，走一段水路通关，卸到对岸的火车上，才能继续下一段旅程。在这样一个系统里，我们可以通过对摆渡船的管理来调控货物运输的方向和总量。对应于神经系统的话，这就相当于通过调节神经递质来控制电流的传输速度和方向，有些通路需要经常使用，那就多分泌一些神经递质， 加快电信号的传导，反之则少分泌一些神经递质，减缓电信号的传输速度，甚至分泌一 此具有阻碍作用的神经递质，将其彻底断开。久而久之，那些经常发生联系的神经细胞就会形成一个局部网络，就好像些友好国家联合起来成立一个区域性组织一样，这就是记忆形成的方式。与此同时，那些很长时间没有通电的神经网络就会逐渐断开，不再相互联系，这就是遗忘。

这个发现非常重要，它揭示了神经网络的一个重要性质，那就是可塑性( neural plasticity)。蒲慕明博士告诉我，一个刚出生的婴儿大脑里只有少量基本的神经网络，几乎相当于-张白纸， 在此后的几年时间里， 小孩子通过不断地观察和学习，搭建了一套真正的神经网络，为将来的生活做好了准备。此后这套神经网络还要不断地被修正和重塑，终其-生永不停歇，其结果就是成年人大脑中的每一个神经细胞平均都要和超过1000个神经细胞相互连接，算下来人脑中的神经突触的总数超过了100万亿个，这就相当于100万亿个可以被重新塑造的神经节点。另外，发生连接的神经细胞并不总是相互挨着的，两个分别位于大脑两端的神经元同样可以依靠一根横 贯整个大脑的神经束相互连接。有人计算过人脑中所有神经束的总长度，结果大约为16.5万公里，相当于绕地球赤道4圈!人类之所以进化出了这样一个极其复杂的网络系统，是因为我们头脑中的每一个微小的思想，每一种细微的感情， 都是由一组特定的神经网络来实现的。所谓灵感，其实就是一组此前没有联系的神经元突然连在了一起，或者此前联系不够紧密的一组神经元因为某种机缘巧合被重新强化了，如果这个新的网络被证明很有用，它就会上升到意识的层面，变为-项有用的创新。

这个理论可以很好地解释了智商和创商之间的差别。研究显示，一个人的智力是由神经传导的速度决定的，智商高的人往往脑白质(神经纤维)比较多，神经信号从A到B的传输路径很直接，速度自然也就快了。与之相反，脑白质较少的人经常找不到一根神经纤维可以直接从A连到B,需要通过其他神经细胞中转，这样一来 神经信号的传输速度就慢了下来，其表现就是逻辑思维能力不强，智商测验得分不高。但这样的人往往更容易想出新颖的点子，因为神经信号绕的弯越多，就越容易发现此前被忽视的信息。这就好比开车旅行，走高速公路速度快，可以尽快到达目的地。如果走小路的话，速度肯定会慢，时间肯定会长，却更容易在路上遇到惊喜。这个理论还可以解释为什么某些毒品不但可以增加创造力，还能治疗抑郁症，比如毒蘑菇的主要成分裸头草碱(psilocybin)就是如此。研究显示，裸头草碱具有促进神经细胞相互连接的功能，尤其善于让此前很长时间都不被允许发生连接的神经细胞连在一起，这一点显然有助于产生出全新的想法，虽然它们当中的绝大多数都是毫无用处的幻觉。至于抑郁症，主要病因就在于患者的神经连接太过简单，以至于每天都在重复同一个想法，很容易沉浸在某种负面情绪里跳不出来，裸头草碱可以帮助这样的人跳出神经系统的死循环，重新找到生活的乐趣。

综上所述，人脑是宇宙间最复杂的物体，没有之一。人类大脑中的神经元非常善于建立新的连接，同时也非常善于保存有用的连接方式，这就是液态分子的典型特征。换句话说，人脑是宇宙间最复杂的液态网络，人类之所以具有如此非凡的创造力，原因就在这里。

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结语

美国历史学家史蒂文.约翰逊在《好主意来自何处》一书的最后一章向读者介绍了自己的一项研究成果。他从数据库中找出了过去600年里出现的200个对人类社会有重大影响的200个发明创造，并按照创造者到底是个人还是集体，以及创造的直接目的到底是市场还是公益为标准，将这些创新分成了四个象限，即个人/市场、个人/公益、集体/市场、集体/公益。

结果显示，在1400 - 1600年这200年时间里，大部分创新来自个人/公益象限，说明在启蒙运动刚开始的那段时间里，因为通信手段的落后和商业机制的不健全，大部分创新来自少数天才，比如达.芬奇、古腾堡、哥白尼和伽利略等。事实上，人类对于天才的过度崇拜就是从那段时期开始的。

到了1600 1800年， 情况发生了微妙的变化，个人/公益象限仍然是创新的主要来源，但集体1公益象限赶了上来，几乎和个人1公益象限并驾齐驱了，这说明印刷术的发明和邮政系统的建立使得信息的传承和扩散变得越来越容易，人与人之间的交流变得越来越方便，合作已经成为创新的重要机制。但是，因为真正的资本主义工业化直到18世纪才诞生于英国，所以商业化对于创新的影响还很小。

自1800年开始直到现在，情况发生了根本性的变化。集体1市场象限追了上来，几乎和个人/公益象限持平了。但是，排名第-的却变成了集体/公益象限，这说明虽然市场机制起了很大作用，但大部分对人类社会起到重要作用的创新仍然来自公益领城。这点并不奇怪， 因为现代科研体 系就属于集体/公益象限，绝大部分创新首先是由大学和政府科研机构做出来的，然后企业才会跟进，将其发展成新产品，比如避孕药、DNA测序技术和基因编辑技术等都是如此。

约翰逊的研究得出了两个重要结论:第一，现代社会的大部分创新都是集体智慧的产物，过去那种绝世天才单打独斗的情况正在变得越来越罕见。资本主义市场经济虽然对于创造力的增长起到了一定的促进作用，但基于公益的创新仍然是主流，这一点和达尔 文的进化论非常相似。生存竞争只是进化的表象，团结合作才是核心。自然界的绝大多数生命都是相互依存的关系，大家遵照一个简单的原则共同成长，人类也不例外。我们这个物种要想在宇宙间长久生存下去，就必须学会相互合作，把创造力用在正确的地方，齐心协力面对将来必然会出现的各种风险。

高中生物介绍了生命的几种形式（真核生物、原核生物），细胞分裂讲了有丝分裂和减数分裂。

讨论真核生物时，生命组成的基本单位——细胞采用有丝分裂繁殖，但是个体采取减数分裂有性生殖繁衍后代。有丝分裂也会存在基因突变，能够让种群进化呀！真核生物为什么要采取有性生殖？这方面此书能够得到浅显的解答。

袁老师耿直有趣，这本书是他在三联几个封面故事的合集，本书把人从哪里来，人为什么会衰老，既然衰老死亡不可避免，那么人类的创造力就显得尤为重要，这三个问题缓缓讲开来，对于生命科学，人类演化，抗衰老路上的坑，如何创作。对自己，对生命意义感兴趣的人都可以来读，

this book will blow your mind ，and it’s a good thing ，让好的信息冲刷自己，跟随着聪明的大脑走一圈，在读好书的路上走的更稳一些，另外，袁老师在这本书的签售会上推荐的Nick Lane是又一枚硬核科普作家和科学家，也很值得去读。

去买这本书，去读，有用。