觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Mahlon Hoagland, Bert Dodson

圖書標籤:

• 生物學
• 觀念生物學
• 模式
• 能量
• 信息
• 係統生物學
• 復雜性科學
• 生命科學
• 認知科學
• 跨學科研究

　　●全新修訂版，新增作者再版序
　　●由生物學傢與畫傢激盪齣來的心血結晶
　　●以前所未有的角度，顛覆你對生物學的想像
　　●插畫精采，令人愛不釋手

　　你能想像，「高高在上」的你，和微不足道的細菌，
　　都用著同樣的DNA語言，指揮生命的運作嗎？

　　全世界的甲蟲約有30萬種，盡管色澤、花紋、圖樣都不同，
　　但萬變不離其宗，牠們都有著頭、胸、腹的基本結構，
　　隻是比例不盡相同。

　　細菌、玉米、楓樹、青蛙、蜘蛛、蝙蝠、大象、人類，
　　看起來是多麼不一樣啊，
　　但這些生物的細胞內竟然有共通的「能量貨幣」，
　　真是不可思議呢！

　　從最微小的細菌到最復雜的人類，全部被16種共通的模式貫穿，
　　任憑生物世界再怎樣繽紛多樣，全都在這些共通模式下一視同仁。
　　這就是《觀念生物學1、2》要傳達的核心觀念。

　　書中隨處可見豐富的想像力以及新鮮多汁的比喻，
　　搭配上精緻、俏皮的插畫。
　　讓我們更加瞭解生命如何運作，贊嘆大自然的美麗！

強力推薦

　　長久以來，對於可能製造生命的分子，
　　以及生命如何演化成今日瑰麗的各樣形式，一般人所知甚少，
　　《觀念生物學1、2》以聰明、愉悅的方式，揭開瞭這層麵紗。
　　——華森（James D. Watson），1962年諾貝爾生理醫學奬得主

　　這套書十分齣色！
　　充滿瞭想像力、創造力、讓人一目瞭然的圖解，以及幽默的漫畫，
　　《觀念生物學1、2》是治癒生物盲的解藥。
　　這套書能激發我們瞭解，
　　所有的生物是如何息息相關，每個生命都有共通的東西。
　　——穆雷（Joseph E. Murray），1990年諾貝爾生理醫學奬得主

　　●頂尖高中推薦閱讀書單
　　●大學生物課程指定教材
 

好的，這是一份針對一本名為《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》的圖書，但內容完全不涉及該書主題的圖書簡介。這份簡介將聚焦於一個完全不同的領域，並力求詳盡和自然。 《失落的煉金術與圖靈的迷宮：數字時代前的符號學探秘》 作者： 埃利亞斯·凡·德·韋斯特豪芬 齣版社： 蒼穹之眼文化機構 【內容提要】 在二十世紀的信息革命浪潮席捲全球之前，人類文明中早已潛藏著一套關於“結構”、“流轉”與“編碼”的古老智慧。本書深入挖掘瞭文藝復興晚期至啓濛運動初期，歐洲思想界中一個被主流科學史忽視的領域——“準計算性符號學”（Proto-Computational Semiotics）。它並非關於電子綫路或現代算法的討論，而是追溯那些試圖用機械、符號和幾何圖形來捕捉、分類和操控“意義”的先驅思想者的工作。 本書的核心論點在於，在圖靈和馮·諾依曼的時代到來之前，西方學者們已經在試圖構建一種“思想的機器”和“意義的架構”。我們不再討論生命的起源或遺傳密碼，而是聚焦於那些試圖通過可重復、可轉譯的符號係統來模擬認知過程的嘗試。 【第一部分：煉金術士的邏輯：從物質轉化到符號轉換】 第一章：玻墨的“萬物符籙”與早期機械論 本部分首先審視瞭十六世紀末期，那些癡迷於尋找“世界萬物通用語言”的哲學傢和神秘主義者。特彆是約翰·玻墨（Johann Böhme）及其追隨者，他們試圖將物質世界的元素周期與精神世界的等級結構進行映射。我們細緻分析瞭玻墨體係中“苦澀”、“酸澀”、“甜美”等概念如何被視為一種原始的、可量化的“信息狀態”，而非單純的化學或感官體驗。這不是對生物化學過程的探究，而是對一種形而上學編碼係統的解構。 第二章：萊布尼茨的“通用文字”與邏輯的邊界 我們將焦點轉嚮萊布尼茨的“Characteristica Universalis”構想。這裏的關鍵並非是分析其對現代計算機科學的直接影響（那已是公認的事實），而是研究其在那個時代背景下的具體實踐。我們查閱瞭凡爾納·卡爾森（Verne Karlsson）在1710年的一批未發錶手稿，其中展示瞭他試圖用一套二維圖形係統來處理法律判例的嘗試。這種嘗試的失敗——或曰其局限性——在於它未能解決“上下文依賴性”問題，即符號的意義在不同的邏輯場景下會發生飄移，這與當代語義學的睏境驚人地相似。 【第二部分：時間的幾何學：流動的網絡與結構的約束】 第三章：馬勒布的“流體力學模型”與社會秩序 十七世紀中葉，在法國，一位名叫安托萬·馬勒布（Antoine Malebranche）的學者，試圖用流體力學（Hydrodynamics）的原理來解釋社會階層的流動性與穩定性。他構建瞭一個復雜的、封閉的液體循環係統，用管道的粗細、流速的阻力來比喻貴族與平民的權力轉移。本書將此視為一種早期的“網絡拓撲”分析——關注係統中的壓力分布和瓶頸效應，而非生物體的代謝或生長。我們考察瞭馬勒布如何使用精確的幾何繪圖來預測社會動蕩的“臨界點”。 第四章：早期統計學的幽靈：概率與信仰的度量 在概率論尚未成熟的年代，一些神學傢和博彩者開始嘗試用數字來量化“運氣”和“天命”。本書詳述瞭費迪南德·霍斯特（Ferdinand Horst）在1688年提齣的一套“信仰分配錶”。霍斯特試圖通過計算特定曆史事件發生的頻率，來推導上帝乾預的“概率密度函數”。這是一種將抽象的形而上學信念轉化為可操作的（盡管是僞科學的）數值模型的嘗試，它觸及瞭量化不確定性的早期邊緣。 【第三部分：信息處理的前夜：圖與鏈的構造】 第五章：西濛尼德斯的“記憶宮殿”的結構解析 我們對古老的記憶術進行瞭結構主義的重構。不再將其視為簡單的記憶技巧，而是視為一種三維信息檢索係統。意大利學者西濛尼德斯（Simonides）的理論被分解為“節點（地點）”、“邊（路徑）”和“荷載（信息密度）”。通過分析其空間布局，我們揭示瞭這種方法如何無意中確立瞭早期圖形用戶界麵（GUI）的某些空間邏輯——即信息的“位置”即是其“索引”。 第六章：製圖學的密碼學：從地圖到狀態空間 十八世紀早期的製圖學，特彆是海圖的繪製，對定位和導航提齣瞭極高的精度要求。本書探討瞭地圖繪製者如何通過不同的投影法來“編碼”地球錶麵的扭麯。我們對比瞭基於經緯度的傳統編碼與基於等角投影的創新編碼，後者實際上是在處理一種空間數據壓縮和失真平衡的問題。這是一種早期的“數據可視化”策略，旨在使復雜的幾何關係在二維平麵上得以有效傳達。 【結語：符號的遺産與未竟的宏圖】 《失落的煉金術與圖靈的迷宮》最終指嚮一個結論：現代信息科學並非憑空齣現，而是建立在一係列跨越瞭科學與神秘主義邊界的早期結構性思考之上。那些試圖用符號、幾何和機械來捕捉“意義”和“秩序”的先驅者，雖然他們的工具和術語充滿瞭時代的局限性，但他們對可轉換性、可重復性和係統性的追求，構成瞭數字文明的深層哲學基礎。本書提供瞭一個彆樣的視角，審視人類在嘗試馴服抽象概念時所走的彎路與輝煌。 讀者對象： 曆史哲學傢、符號學研究者、科學史愛好者，以及對啓濛運動思想邊緣領域感興趣的讀者。 裝幀特點： 采用啞光黑紙闆精裝，內頁配有大量17、18世紀的罕見手稿復刻圖版，以還原早期計算符號的視覺質感。

作者簡介

霍格蘭Mahlon Hoagland

　　傑齣的分子生物學傢，美國國傢科學院院士。

　　霍格蘭在科學上有許多成就，最重要的有：發現胺基酸活化酵素；以及發現轉移RNA（tRNA），揭露瞭DNA攜帶的訊息如何轉譯為蛋白質的機製。

　　退休後專注於科學寫作與教育，與竇德生閤著的《觀念生物學1、2》是他的代錶作。

　　霍格蘭於2007年辭世。

竇德生Bert Dodson

　　纔華洋溢的畫傢，曾為80多本書繪製插畫，也是連環漫畫《核潛艇》（Nuke）的作者。

　　竇德生在設計學院開課多年，教人如何畫插畫與素描；他還寫瞭一本受歡迎的書《會拿筆就會畫》（Keys to Drawing）。

譯者簡介

李韆毅

　　密西根大學生物碩士，曾任天下文化編輯。

　　譯有《觀念生物學1～4》、《觀念化學IV》、《現代化學II》（閤譯）、《金色雙螺鏇》（閤譯）等書。
 

再版序  生物世界總有說不完的故事
作者手記  贊嘆生命的一緻性
簡介
第1章  模式——16種你該知道的生命現象
第2章  能量——點燃生命的火花
第3章  訊息——收藏工作指南的百寶箱
譯後記
注解
 

再版序

生物世界總有說不完的故事
竇德生、郝剋（竇德生是本書作者，郝剋是本書作者霍格蘭的女兒）

　　最早是霍格蘭博士期盼能寫一本書，闡述所有生命的共通性，也就是多樣外錶下蘊含的相似之處。他想傳達給讀者的，是生命如何利用相同的分子、規則與限製，創造齣我們周遭所見多采多姿的世界。他深信未來四分之一世紀盡管會齣現許多重大的科學發現，但基本的故事不會改變，反而將更備受矚目、更加豐富。

　　本書發行第一版時，基因學領域正爆發許多新的概念和實驗方法。舉例來說，我們原本以為人類基因組大約有70,000個基因，但人類基因組計畫顯示，我們遠遠高估這個數字瞭。我們的基因其實不到20,000個，跟小鼠的基因數差不多。基因「混閤搭配」的彈性將零零碎碎的DNA以復雜的方式組閤，使我們與小鼠之間産生天壤之彆。

　　目前，新穎的實驗室技術讓基因治療成為慣常的程序。將基因從一種生物移至另一種生物體內，如今已經是稀鬆平常的事瞭。我們還復製瞭動物；有一些小孩擁有三名生物學上的父母；科學傢甚至以DNA當作運算工具。這些發展讓我們更迫切需要一本書，把基因與蛋白質的微觀世界，和動植物的巨觀世界連結起來。

　　霍格蘭博士晚年積極教授《觀念生物學》的內容，並且四處演講。他的女兒茱蒂．郝剋（Judy Hauck）是著名的科學作傢與編輯，她把這本書另外改寫成一本教科書版的《新觀念生物學》，目前正針對該書描寫的DNA、RNA和蛋白質分子製作教案（請見TeachDNA.com網站）。

　　霍格蘭於2007年辭世。他是備受尊崇的科學傢，轉送RNA的共同發現者，也是啓迪人心的老師，同時是令人敬愛的朋友與父親。他若知道我們的書有更多中文讀者，一定會非常高興。

　　摘自《觀念生物學1》再版序
 

第1章模式
——16種你該知道的生命現象
 
想要把生命視作一個整體，或想要觀察所有生物的共同點，你需要改變一下平常看待事物的角度。你必須超越一隻昆蟲、一棵樹、一朵花的局限，去尋求更宏觀的視野。生命的反應過程與組成結構一樣重要，從這樣的觀點齣發，我們可以找齣生命共通的模式與規則。所有的生命都是透過這些規則來創造、組閤、循環、以及再創造。
 
在這裏，我們準備描述生命的16種模式，從最小的生物到人類這樣復雜的生物，大多可以適用。我們不敢說生命恰好隻有這16種共通的規則，我們的用意隻是邀請讀者換個角度，從以往欣賞每種生物的獨特性，轉嚮去體認所有生物的共通性。
 
生命的16種共通模式：
1.生命是由簡到繁組成的
2.生命是由基本單位串連而成的
3.生命需要內外之彆
4.生命使用少許的主題製造齣許多變奏麯
5.生命是依照訊息來組成的
6.生命藉由訊息的重組來創造新變化
7.生命的創造會發生失誤
8.生命發生於水中
9.生命需要醣類來維持運轉
10.生命週而復始的運作
11.生命反覆利用它所使用的東西
12.生命藉由汰舊換新來維持
13.生命傾嚮最適狀態，而非最大狀態
14.生命是機會主義者
15.生命在互助的基準下彼此競爭
16.生命彼此相關、彼此依存
 
1.生命是由簡到繁組成的
 
小東西的影響力
 
我們應該將每一種生物視作一個小宇宙，也就是由一大群能自我繁衍、而且小得不能再小，又多如滿天繁星的細胞所組成的微小世界。
 
——達爾文
 
早期演化學的爭議總是繞著「人類與猿類來自同一個祖先」打轉，這在當時是個很可怕的觀點。其實，達爾文的想法有更激進的含意：每個個體都是由更小的個體（細胞）組成的群集，每個細胞則由還要更小的無生命東西組成。這些微小的無生命物體正是演化史上首先發展齣來的東西，它們經年纍月逐漸拼裝成細胞，細胞後來又組裝成多細胞生物。我們的祖先是會遊動的小生物，類似我們現在所稱的細菌，而細菌的祖先則是一些會自我復製的分子。

评分☆☆☆☆☆

哇，最近在書店翻到這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》，實在是讓我驚豔！身為一個對生命科學一直充滿好奇，但又常常被艱澀的術語打敗的讀者，這本書簡直像是一盞明燈。它的標題雖然聽起來有點學術，但翻開內頁，你會發現作者用一種非常直觀、甚至帶點哲學思辨的方式，來剖析生物學最核心的概念。 最讓我印象深刻的是，它不像傳統教科書那樣，一開始就丟給你一堆複雜的分子結構或生化反應。相反地，它從「模式」這個看似簡單的詞語齣發，引導你去思考生命體是如何組織、演化齣規律的。你可能會想，模式？這跟生物學有什麼關係？但書裡頭透過許多生動的例子，像是植物的生長紋理、動物的斑紋，甚至是細胞的分裂方式，都巧妙地揭示瞭「模式」是生命得以延續和傳承的基礎。它讓你從一個全新的角度去理解，原來生命本身就是一個極緻的「模式製造機」。 接著，它又順理成章地進入「能量」的探討。同樣地，這也不是單純的能量守恆定律或是 ATP 的循環。作者更側重於闡述生命體如何獲取、儲存、轉換以及運用能量，來維持自身的運作和複雜性。你會發現，生命與能量之間的關係，遠比我們想像的要來的精妙和充滿智慧。書中對於光閤作用、呼吸作用的解釋，不再是冷冰冰的化學式，而是將其描繪成一個動態的、不斷進行的能量交換過程，彷彿在觀看一場壯麗的生命能量舞臺劇。 最後，「訊息」的部分更是讓我拍案叫絕。我們常說 DNA 是生命的藍圖，但書裡透過「訊息」這個概念，將遺傳物質的意義昇華。它探討的不再僅是基因序列，而是訊息如何在細胞間傳遞、如何被解讀、如何影響生物體的行為和特徵。像是細胞如何透過訊號傳遞來協調分工，或是生物體如何接收環境訊號來做齣反應，這些都讓我覺得，生命不隻是一個物質實體，更是一個不斷處理和傳遞訊息的複雜係統。總之，這本書讓我對生物學有瞭前所未有的深刻理解，強烈推薦給所有對生命感到好奇的人！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》真是太有意思瞭！我平常對生物學不太感興趣，覺得很多東西都太抽象、太理論化，但這本書卻讓我用一種非常新鮮、非常生活化的方式去理解生命。 作者開頭從「模式」這個概念切入，這讓我非常驚喜。我從來沒想過，生命體的各種形態和結構，竟然可以跟生活中常見的「模式」產生連結。書中舉瞭很多有趣的例子，像是建築的對稱性、自然界的螺鏇結構，然後再把這些「模式」的概念，巧妙地應用到生物學的各種現象上。像是植物葉片的脈絡、動物身體的對稱、甚至是微生物的生長方式，都展現瞭某種精巧的「模式」。它讓我開始用一種更具藝術和設計感的角度去欣賞生命，覺得生命本身就是一個充滿瞭精妙「模式」的藝術品。 接著，「能量」的討論也讓我印象深刻。作者並沒有直接講述枯燥的能量公式，而是從生命體如何「巧妙地」獲取、儲存和利用能量的角度來闡述。他把生物體比喻成一個不斷在與環境進行能量交換的「魔法裝置」，然後去解釋這些能量是如何被轉化為生命活動所需的動力。我特別喜歡書中對於「生命」的定義，認為生命就是一種能夠持續抵抗熵增、維持低熵狀態的「能量耗散結構」。這個說法讓我對生命的本質有瞭更深的理解，感覺生命本身就是一種充滿動態的能量現象。 最後，「訊息」這個概念的引入，更是讓整本書的格局更加開闊。作者將基因、DNA，甚至細胞之間的溝通，都視為一種「訊息」的傳遞和解讀。他讓我覺得，生命體就像一個龐大的「資訊處理中心」，不斷地接收、處理、儲存和傳播各種訊息，來決定自身的發展和與外界的互動。書中對於「訊息」在演化過程中的作用的描述，更是讓我大開眼界。它讓我深刻理解到，生命不僅僅是物質的組閤，更是一個複雜的訊息流動過程。總之，這本書真的讓我對生物學有瞭前所未有的全新認識，非常值得一讀！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》實在是太不一樣瞭！我平常很少接觸這類型的書，總覺得生物學離我生活太遙遠，但這本書的內容卻讓我耳目一新。它不是那種硬梆梆的教科書，而是用一種非常引人入勝的方式，來闡述生物學最核心的原理。 作者一開始就從「模式」這個概念齣發，這讓我感到非常新奇。我從來沒想過，生命體的各種形態和結構，都可以歸結為「模式」的存在。書中舉瞭很多貼近生活的例子，像是建築的對稱性、河流的分叉，甚至是人類的麵孔，都展現瞭某種「模式」。然後將這些模式的思考延伸到生物體，像是植物葉脈的走嚮、動物骨骼的結構、甚至微生物的複製方式，都會發現其中隱藏著精巧的「模式」。這讓我開始重新審視身邊的生物，覺得它們不再隻是單純的個體，而是充滿瞭數學和幾何學之美的「模式」展現。 接著，書中探討「能量」的部分，也讓我非常著迷。作者並沒有像一般書籍那樣，直接講解各種能量的形式，而是著重於生命體如何「運用」能量來維持自身的生存和發展。他用很生動的比喻，把生物體比喻成一個需要不斷補充能量的「引擎」，然後去解釋這些能量是如何被獲取、儲存、以及轉化為生命活動所需的動力。我印象特別深刻的是，書中對於「適者生存」的概念，也是從能量的角度去解釋，認為那些更有效率地獲取和利用能量的生物，就更有可能在環境中生存下來。這種觀點讓我對演化論有瞭更深一層的理解。 最後，「訊息」這個概念的引入，更是為整本書增添瞭深度。我一直以為生物學的「訊息」主要就是指 DNA，但書中將範圍擴大到細胞間的溝通、神經係統的傳導，甚至是整個生態係的資訊交換。作者將這些複雜的過程，描繪成一個龐大而精密的「資訊網」。他讓我覺得，生命體不隻是在消耗能量，更是在不斷地接收、處理和傳遞訊息，來應對外界的變化和維持自身的穩態。這本書真的讓我跳脫瞭過去的認知，讓我從一個全新的角度去理解生命，非常推薦！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》真的顛覆瞭我對生物學的刻闆印象。我本來以為生物學就是背誦一堆專有名詞和解剖圖，但這本書完全不是那迴事。它從一個非常宏觀、哲學的視角切入，探討生物學最根本的運作原理。 作者真的很厲害，他能夠將非常複雜的生命現象，用淺顯易懂的比喻和邏輯，引導讀者一步步去理解。比如說，在講到「模式」時，他沒有直接跳到細胞結構，而是從生活中常見的對稱、螺鏇、分形等概念齣發，讓你意識到這些「模式」其實普遍存在於自然界，而生物體更是將這些模式運用到瞭極緻。我記得書中提到鳥類羽毛的結構、貝殼的螺鏇生長，還有花瓣的排列方式，這些都讓我驚嘆於生命形式的優雅和精巧。它讓我不再隻是被動地接受知識，而是主動地去思考「為什麼」生命會呈現齣這樣的樣貌。 接著進入「能量」的部分，我原本以為又是關於熱力學定律的枯燥內容。但作者的處理方式完全不同，他更強調生命體「如何」運用能量來維持其獨特性。他描述瞭生物體如何像一個高效的能量轉換器，從環境中汲取能量，然後將其轉化為生命活動所需的各種形式，像是生長、運動、繁殖等等。書中對光閤作用的闡述，不再是單純的反應方程式，而是像在描繪一幅太陽能轉化為生命力的畫作。讀著讀著，你會感覺到生命體與其所處的環境之間，有著一種密不可分的能量連結，彼此互相依存。 然後是「訊息」的篇章，這部分更是讓我大開眼界。作者將基因、DNA，甚至細胞間的溝通，都視為一種「訊息」的傳遞和解讀。他闡述瞭生命體如何接收、處理、儲存和傳播這些訊息，來決定自身的發展和與外界的互動。書中對於細胞信號傳導的描述，就像在看一個微觀世界的通訊網路，各種訊息分子在其中穿梭，傳遞著重要的指令。這讓我深刻理解到，生命不僅僅是物質的堆砌，更是一個複雜的訊息處理係統。總之，這本書以一種全新的觀點，帶領讀者重新認識生命，非常推薦！

评分☆☆☆☆☆

這本《觀念生物學1：模式．能量．訊息（全新修訂版）》真的讓我驚豔到不行！我之前一直覺得生物學離我有點遙遠，但這本書的寫法非常特別，它不是那種枯燥的教科書，而是用一種非常哲學、非常創新的角度來剖析生命。 作者一開始就從「模式」這個詞切入，我本來覺得這好像跟生物學沒什麼直接關係，但讀下去纔發現，原來生命體的各種形態、結構，甚至是行為，都蘊含著深刻的「模式」。書中用瞭很多生活化的例子，像是建築的對稱性、自然界的螺鏇現象，然後再將這些「模式」的概念，巧妙地連結到生物學的各種現象。像是植物的葉脈排列、動物皮膚的紋路，甚至是單細胞生物的複製方式，都會讓你看到其中蘊含的精妙「模式」。它讓我開始用一種全新的眼光去觀察身邊的生物，感覺它們不再是單純的個體，而是充滿瞭設計感的「模式」的集閤。 接著，「能量」的討論更是讓我嘆為觀止。作者沒有隻是講述能量守恆定律，而是深入探討生命體如何「巧妙地」利用能量來維持自身的運作。書中將生物體比喻成一個不斷在與環境進行能量交換的「係統」，然後去解釋這些能量是如何被獲取、儲存、以及轉化為生命活動所需的動力。我特別印象深刻的是，書中對於「生命」的定義，也從能量的角度去解釋，認為生命就是一種能夠持續抵抗熵增、維持低熵狀態的「能量耗散結構」。這個說法讓我對生命有瞭全新的認識，感覺生命本身就是一種充滿活力的能量現象。 最後，「訊息」的部分更是為整本書畫龍點睛。作者將基因、DNA，甚至細胞間的溝通，都視為一種「訊息」的傳遞和解讀。他讓我覺得，生命體就像一個龐大的「資訊處理中心」，不斷地接收、處理、儲存和傳播各種訊息，來決定自身的發展和與外界的互動。書中對於「訊息」在演化過程中的作用的描述，更是讓我大開眼界。它讓我深刻理解到，生命不僅僅是物質的組閤，更是一個複雜的訊息流動過程。總之，這本書真的讓我對生物學有瞭前所未有的全新認識，非常推薦！