本書導覽：

◎文／丁照棣（臺灣大學生命科學系）　
　　
　　惟天下之靜者乃能見微而知著。
　　
　　─宋．蘇洵
　　
　　「細胞」，看似簡單的兩個字，卻蘊藏著深奧的秘密。它是生物體結構與功能的基本單位，是它將一堆看似沒有生命的東西集結在一個有限的空間裡協同作用，造就了現今的大千世界。亙古以來它默默地存在了數十億年，卻在350 年前才被首度發現。透過現代的科技，讓我們不再只是接受它改變的事實，而是去創造事實、改變未來。
　　
　　人類基因體定序完成後生命科學發生革命性的進展，舉凡非編碼RNA 的大量發現與研究、快速定序方法的普及、CRISPR 基因編輯技術的建立，都將我們對生命現象的認知向前快速推進了一大步。翻開科學專欄，基因、病毒、細菌、幹細胞、大腦、老化、癌症等名詞充斥於字裡行間，搭電梯時鄰居告訴我基因檢測的重要性與他的個人經驗、同學會時討論著是不是該趁年輕先凍卵？ 該不該花錢做產前非侵入性基因篩檢？上次健檢中癌症指數的結果、隨著年紀增加身體各項指標都亮紅燈??。在這些生老病死的對話中，大家逐漸意識到，「生物老師都沒有教」、「生物課本都沒有寫」、「我為什麼高一讀完基礎生物後就再也沒學過??」，如果你也有這些經驗，別太驚慌，生命科學在最近的十年的確是以子彈列車的速度前進，許多的進展也在今天或是不久的將來對我們的生活、健康與醫療有全面性的影響。如果你上一次閱讀生物的知識已經是五年、十年、甚至是二十年前的事，《細胞》這本書會是幫助我們銜接現代生命科學進展的入門寶典，也是未來與醫生溝通的敲門磚。
　　
　　《細胞》以淺顯的文字將生命科學的基礎知識介紹給讀者，全書分為四大部分：第一部從生命的單元—細胞與細胞構造入門，簡單介紹了讀者需要的基礎生物學知識，第二部介紹遺傳密碼，從孟德爾遺傳、DNA 雙螺旋、中心法則、表觀遺傳、基因表達、DNA 定序、基因體、個人醫學，每個章節都言簡意賅，在短短的數十頁中涵括了遺傳學百年發展的主軸，最有趣的是作者在最後一章討論科幻小說與現實的差距，與基因密碼在法醫學上的應用。每一個章節都是一個獨立的主題，作者利用簡單的圖示與貼切的譬喻介紹過去一百多年我們在遺傳與基因體科學上的進展，讀者不需要深厚的生物學根基即可以輕鬆地閱讀，進而瞭解DNA 是如何的影響一個生命單元的運作與我們的健康。
　　
　　第三部介紹顯微鏡下的世界，由於作者本人是一位整日與顯微鏡為伍的細胞生物學家，他從顯微鏡發明的簡史入手介紹顯微鏡的原理，由虎克最初的觀察與貢獻到現代成像技術的精進，其中作者清楚的解釋螢光蛋白引入顯微鏡下後，使我們可以一窺微觀分子的世界，與近代相關視覺化技術的應用，並說明顯微技術的極限與目前正在發展的解決方案。作者的專業素養使得他將這些技術的基本原理與應用敘述得十分清楚，由於這些章節中所描述的現象在專業領域的應用層面很廣，對生命科學研究的從業人員也非常有用。如果你對顯微鏡下的世界好奇，也想一窺鏡裡乾坤的話，書中對視覺化進展的詳述很值得細細研讀。如果你正在應用這些技術從事研究，希望對方法有更深入的認識，這些章節無疑是最佳的入門讀本。如果你非常想深入了解這些方法與應用，別忘了書末有參考文獻可以作為延伸閱讀。
　　
　　第四部生與死，作者以細胞與病毒為例，介紹生命現象的根本問題—生與死。短短的二章中，深入淺出的介紹細胞凋亡與病毒的增生。第五部進入生理學的範疇，作者以器官為例，說明細胞間的溝通方式與協同運作。再以二章的篇幅介紹與我們息息相關的神經科學與免疫，作者在這些章節中陳述生物學的知識之餘也引導讀者了解這個領域的進展與我們的關係。作者在字裡行間點出大腦研究的困難度與重要性，呼應了世界各國都投注相當的研究經費在神經科學領域。最後一章介紹免疫系統的運作，點出免疫系統「水能載舟也能覆舟」的原因。
　　
　　第六部科學與倫理的省思，喜歡科幻小說或電影的讀者常常有的問題是現實生活中可能發生嗎？ 2015 年〈侏羅紀公園〉系列中的第四部電影作品─〈侏羅紀世界〉賣座之餘，大家好奇電影中呈現的生物科技有哪些是真的？ 在學術界隨著基因編輯技術的發展，我們也開始關心與討論科技應用的規範。同時，科學研究競爭下造假醜聞讓社會對學術研究產生疑惑甚至不信任，這些浮現檯面的問題似乎凸顯了科學素養中欠缺社會責任的體認，我們太專注於科學的發現與重要突破，卻忘了科學研究的本質與我們被賦予的責任。作者以幹細胞研究著名的科學醜聞為例，點出現今科學訓練、同儕審查、期刊競爭的問題，小保方一夕成名已成海市蜃樓，留下的遺憾與反思希望對科學界有正面的作用。科技的發展所引發的可能危害不是今天才浮現的問題，分子生物技術上常用的限制?在發現與應用於DNA 科技之初也是爭議不斷，雖然我們無法預知基因編輯科技的進展是不是會讓科技電影的場景實現，但是科學研究人員與社會的對話、溝通應該是自律與避免不必要恐慌的開始。
　　
　　作者在最後一章，聚焦在追求真理與個人野心的討論，短短的五頁中從以自身觀察科學訓練現場的現況反思，分析基礎、轉譯與臨床研究的差異，再次以螢光蛋白為例強調基礎研究的重要性。作者費了不少筆墨點出學術現場的問題，並提出可能的解決方案。可是大眾對科學知識的理解也出現了重大的鴻溝，網路資訊的發達讓偽科學的傳播更迅速，學術與社會的對話似乎應該更加速、積極進行，科學的價值應該為每一個人正視，學術界在追求真理的浪潮下，也必須負起傳播科學知識的責任。瞭解基礎研究的重要性，認識生命科學最新發展、癌症治療與精準醫學就從閱讀這本書開始。

內容簡介：

一本從頭開始解說細胞是什麼，卻不是教科書的科普讀物！

細胞，生命體的基本結構單位，但你真的瞭解它嗎?
你知道人類是如何發現細胞構造的嗎？跟顯微鏡的發展有什麼關聯？
細胞的結構是什麼？它在人體內如何運作？

更重要的是——
DNA、RNA的轉譯、轉錄如何影響你；
人工改造基因體技術CRISPR是什麼？操控基因體可能嗎？
還有，攸關你我未來的個人化醫學與再生醫學的發展與可能難題有哪些……

細胞是生命的基本單位，單細胞生物無所不在，包括我們身體的表面。人體是由特定細胞類型，排列成特定結構、並且彼此相互聯繫的不同自給自足的器官。我們的細胞可以被分離，並且在培養皿中生長。一個功能不正常的細胞可以是癌症形成的原因。細胞療法、幹細胞的潛能，以及許多現代的個人化和再生醫學，歸根究柢都是受惠於對細胞在分析、理解和操作上新方法的運用。沒有先瞭解細胞和細胞生物學，便無法理解現代生物醫學的研究和臨床實作。因此，本書將細胞視為人類健康和疾病的核心焦點，人體的內部運作以及現代醫學的主要治療目標。

《細胞》作者書寫與細胞相關的大部分知識，從DNA雙螺旋、孟德爾的遺傳學說到基因體的破解與操作、最新的人工改造基因體技術CRISPR，從細胞、器官到系統，以及將生物科技運用在現實生活上，甚至還介紹了觀察細胞的光學顯微術發展和最新技術。本書文字淺顯易懂又不拖泥帶水，讀來有趣且沒有門檻。

【名家推薦】

這本由約書亞．拉普波特博士撰寫的新書，透過作者廣博的知識以及深入淺出的文筆，讓即使是非科學專業背景的讀者，也能一窺快速發展的分子生物學技術以及光學顯微技術最新的進展。我自己也在分子生物學的部分學到很多新概念，受益匪淺，因此很推薦給對跨領域研究有興趣的讀者。
——台灣大學物理學系教授　朱士維

精確地傳達了細胞生物學中傳統指標背後的歷史背景，以及我們近期在透視細胞內部運作方面令人振奮的進展。
——醫學博士、英國華威大學華威醫學院微生物基因體學教授、《演化指南》作者　馬克．裴稜

細胞是對一幢建構生命的神奇大廈的概觀。約書亞．拉普波特精闢地介紹了細胞如何運作、人類如何發現細胞，以及對地球上生命的因果關係。每一頁都流露出作者對他所探討主題的熱愛。所以請仔細閱讀這本書，因為它可能會影響你！
——英國皇家科學院院士、英國伯明翰大學生物科學學院生物化學教授　史蒂夫．巴斯比

《細胞》是由一位年輕的細胞生物學家出於愛好的創作，他想要跟大家分享他所熱愛的主題。約書亞．拉普波特讓我們更清楚的意識到這個看似學術性的主題，在我們人性和未來的各個層面上是何等重要。他以一種嘲諷和娛樂的手法，把握現實生活中接觸到的每一個類比的機會，正確地闡明分子細胞生物學中尖端的概念……讓不是科學家偶爾也能夠理解複雜的觀念。約書亞．拉普波特在書中也很有技巧地避免疏遠生物學家，甚至讓他們也可以學習一些新的事實，見證本書內文中徹底、精心研究的本質。透過向讀者講述一連串引人入勝、跨越現代分子細胞生物學的誕生和各種發現的軼事，《細胞》彌合了高等教育史上最新的教科書和詞藻華麗、啟發性哲學散文之間的鴻溝，呈現一種令人愉悅的回味和比我們以前想像更重要的微觀世界。
——博士、巴黎巴斯德研究院影像科學園區研究組組長兼主任　史賓塞．梭德

序跋：

前言
　　
為什麼要讀這本書？

　　
　　生物醫學領域的研究進展速度驚人，我們幾乎每天都能接收到新突破的消息。每個人都很關心新發現，因為這些消息關係到我們的健康和壽命。此外，這些消息不僅與疾病的成因、診斷和治療有關，有時候也提醒我們如何適度調整行為、飲食和生活方式。事實上，正是這些行為、飲食和生活方式的調整，也就是讓我們活得更久、更健康的方法，最容易遭到渲染、誇大和誤解。
　　
　　不論在談論的是肥胖、衰老、傳染病、癌症，還是改善你的數獨能力，這一切都能歸結到細胞與它們所創造和調節它們的分子。所以，我撰寫本書的其中一個目的，是讓一般大眾更瞭解細胞和分子生物學的基本知識，以便對聽到和讀到的內容做出更嚴謹的判斷。另外一個目的，是引導讀者進入人類發現中最令人振奮和著迷的現代尖端科學的領域，特別是從一個擁有最強大的工具的顯微鏡專家，可以在細胞和分子尺度下真正觀察到事件發生的觀點來看。
　　
　　要完全瞭解科學並不容易，將正確資訊傳達給一般民眾也並不簡單。大學、醫院和研究機構，現在都擁有媒體相關部門，發行時事通訊、新聞稿和推文，宣布他們單位內研究人員最新和最偉大的發現，因此，我們經常遭受旨在傳達聳人聽聞的科學突破精簡摘要的轟炸。同時，科學家現在必須具備傳達簡短又吸引人的簡明扼要簡報和「社區參與」的能力，以便快速且清楚地向非科學家傳達他們的研究目標和實驗成果。
　　
　　大眾媒體是個推銷聳動新聞的行業，傾向於表達令人窒息的興奮事件，而不是精確的科學訊息。我們通常不會聽到實際研究成果的討論，反而是可能導致什麼後果的報導。大多數科學作家的主要本職是記者，他們不會因為偶爾的報導錯誤，或者聚焦在更多新發現的潛在後果，不去精確描述細節而受到指責。相反地，坦白說，大多數的科學家是很糟糕的溝通者。很少有科學家能夠精確地敘述自己的工作以及將重要的訊息說給非科學家聽，而不讓聽眾睡著。
　　
　　我憑什麼認為我能做得更好？
　　
　　我並非要你相信我的專業領域和我的研究部門是科學界裡最吸引人和最重要的，我想要的是提供一個根本的基礎和架構，討論生物醫學研究中各種有趣、重要和即時的主題。
　　
　　身為細胞生物學家，我的觀點是，細胞是大多數疾病問題的主要根源。從以前到現在，細胞一直都是許多治療的標的。身為顯微鏡使用者，我認為很多我們所知的生物系統內部運作，都來自用顯微鏡直接觀察的結果。我們目前正處於使用顯微技術的黃金年代，很容易看到以前看不到的事物，顯微鏡現在不僅用於觀察分子、細胞、組織和生物體，還可以作為操作和探索生物醫學系統的實驗工具。
　　
　　因此，我的目標並不是要描述我自己的研究，或提供一本有系統和綜合性的教科書；我只是想要傳達一些範圍廣泛又有趣，而且正確的科學訊息相關話題，為我們身為一個物種，更能瞭解所面臨最重要的生物醫學挑戰打下基礎。我希望這本書能提供一個開端，讓你能更深入瞭解生物學和醫學以及影響我們健康和福祉的發展。
　　
　　我寫這本書還有另外一個非常重要的原因。雖然反智主義一直都存在，今天24 小時不斷播放的新聞，尖銳的文化部門和網路酸民的崛起，令人遺憾地讓「反科學」成為大家討論的一個重要因素。雖然懷疑主義是科學方法和科學研究自我修正本質的核心，信心、信仰和直覺等雖然在其他情況下也很重要，卻不是在科學結論和共識上站得住腳的反對觀點。無論是演化、氣候變遷還是疫苗安全性的問題，過多的關注—更不用說可信性—都被放在其他選項，而非「已經被接受，經過科學證明的觀點」方案。對未經實證確認為科學事實的情況下，對假相等值（false equivalence）傾向於同等對待是不合邏輯、不明智又危險的行為。
　　
　　我希望，讀者可以透過閱讀本書，從專業人士的角度去看待科學，以及科學家所從事的特別相關和有趣的觀察。科學的方法包括找出問題，提出假設，然後設計某種實驗來檢視，進而理解大自然。實驗結果必須要能定量，並能通過統計檢測。在某些情況下，比如說推斷分子的結構—如DNA 雙螺旋的結構—則是一個未經真正測試的明顯假說。但是一個假設必須透過實驗證明時，使用的方法和取得的數據得要是可以對外公開，讓其他科學家可以評斷，並且在他們的實驗室裡重現結果。科學家毫無疑問也免不了會犯錯，數據可能被詮釋錯誤，實驗的設計和方法也可能會出錯。隨著時間過去，當很多科學家試圖回答相同類型的問題，正確的答案最終會出現，並獲得確認。做假會被發現，錯誤會被更正。
　　
　　科學家不會參與大規模的串通行為。事實上，要讓在世界各地工作的科學家一起串連起來共謀的情形並不存在，因為你無法同時讓那麼多人保守任何一個秘密，更不用說是耍詭計—尤其是當下許多科學家之間還在相互競爭。科學家竭力爭取研究資金，並且在競爭的環境下工作，完全無法確定研究是否會成功，而且還經常感受到功成名就的壓力。因此，儘管少數幾起不法行為可能不會或至少不會立即被發現，但科學研究的競爭，可以確保最有趣和最重要的結果無法偽造，真相遲早都會被發現。科學家最喜歡證明其他科學家的錯誤；只有短視和不成熟的科學家，才會認為造假的結果永遠都不會被揭穿。
　　
　　相對於某些反知識分子的大聲叫囂，我們科學家既不受製藥公司的控制，也不會故意隱瞞新發現或故意從事大規模、不道德或達到自我吹噓的犯行。那是因為我們通常不會從這種不道德和非法的行為中得到足夠的報酬，況且這些造假行為通常會得不償失。如果科學家被發現偽造數據，他們的研究結果會從科學紀錄中刪除，也必須承擔從學術期刊撤回論文的恥辱。即使已經獲得終身職，還是會賠上他們的工作和前途。另一方面，如果誠實的科學家由於出現了新數據而被證明以前的論點錯誤，他們頂多聳聳肩，接受這是進步必經的過程，然後回去繼續研究。
　　
　　我希望讀者能藉由閱讀本書，意識到真正的科學是怎樣進行的？ 以及為什麼應該提倡和支持科學，而不是把科學視為某種不可捉摸、神秘，可以暗中偏頗政治和經濟目標的黑魔法。
　　
　　我是細胞生物學家和顯微鏡使用者。在過去20 多年的時間裡，我投注了相當多的時間在觀察顯微鏡下的細胞，希望在細胞的尺度上，去瞭解生命裡的不同基本層面。我研究了細胞如何排除廢棄物，細胞如何從外部攝取物質，以及細胞如何移動到其他地方，例如在傷口癒合時或癌症轉移期間。此外，我也參與了開發以顯微技術為主的實驗方法。這讓我堅信，使用顯微技術研究細胞，讓我們可以學到大量有關「生命、宇宙和所有的一切」，這是引用《銀河便車指南》（The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy）作者、英國科幻小說家道格拉斯．亞當斯（Douglas Adams）的一句話。
　　
　　為什麼要研究細胞？
　　
　　細胞是生命的基本單位，單細胞生物無所不在，當然人體上也有。人體是由特定細胞類型，排列成特定結構的不同獨立器官，再彼此相互聯繫而成。我們可以分離細胞，並讓它們在培養皿中成長。疾病，如癌症，可能始於一個功能不正常的細胞。細胞療法、幹細胞的潛在運用，以及許多現代的個人化和再生醫學，歸根究柢都受惠於對細胞在方法學上的分析、理解和操作。要先瞭解細胞和細胞生物學，才能理解現代生物醫學的研究和臨床實作。因此，本書將細胞視為人類健康和疾病的核心焦點，人體的內部運作以及現代醫學的主要治療目標。