《寻秘自然》01 文字版

生命，
是我们这颗蓝色星球上最伟大的奇迹。天空、陆地、海洋，生命无处不在。生命的诞生，恐怕是这个宇宙中最神奇的一种戏法。自古以来，有无数的先贤大儒都问过这样的一个问题：我们从哪里来？这也是著名的哲学三问中的一问。你可能会想，科学家们不是告诉我们说，人类都是从古猿进化而来的吗？这么想当然没错，那我也可以继续追问啊，古猿又是从哪里来的呢？如果这么不停地往上追问，其实就到了生命起源问题。所以我们从哪里来这个问题问的其实是：生命到底是如何从一个毫无生机的自然界中诞生的呢？

哲学家们为此思考争辩了几千年，但是我们可以肯定的是，假如我们只有哲学思辨，那么我们得不到正确答案。现代科学诞生以后，科学家就从哲学家的手中接过了这个问题。想要找到正确答案，我们必须依靠科学。在这一卷生命演化的壮丽诗篇中，进化论已经能够给我们解释，后面的这一切到底是怎么发生的。但是，这一切到底是怎么开始的呢？进化论必须面对一个终极谜题，那就是第一个生命到底是怎么诞生的呢？

地球在太阳系中刚刚形成的时候，是一个炽热的岩浆球，在那样的炼狱般的环境中，是不可能诞生生命的。后来彗星给地球带来了丰富的水源，地球也慢慢冷却了下来，终于形成了海洋和坚实的陆地。根据现有的最佳证据，地球上最早的生命，出现在距今 37.7 亿至 42.8 亿年间，证据就是在加拿大魁北克省发现的微生物化石。那么这些最古老的生命到底是如何出现的呢？从逻辑上来说，只有两种可能性：一种是从地球的自然环境中自发生成的；另一种是被陨石从宇宙中带到地球上来的。宇宙胚种说，其实是无助于我们回答这个问题的，因为它只不过是把生命起源问题给推向了外星球，它并没有真正地回答生命到底是怎么诞生的。所以科学家们最感兴趣的假说，还是地球发生说，因为只有这个假说，才真正触达了生命起源的本质问题。我们很想知道在 40 多亿年前的地球生命到底是如何诞生的呢？

在大约 40 亿年前的地球，一切都还是混沌初开 毫无生机。但在一个奇迹般的时刻，在地球的某一个角落中，一小团由碳、氮、氧、磷等元素组成的物质，突然抽动了一下，于是第一个生命诞生了。刚才的这一切，其实都是出自我们的想象。科学有一个最重要的特征，就在于它的可重复性。从无生命的物质到有生命的物质，这一切的转变到底是如何发生的呢？要想提出一个令人信服的科学解释，那么我们就必须要在实验室中，再现生命创生的伟大时刻！

1953 年，在芝加哥大学的一间实验室中，有两个人向这个谜题发起了冲锋，其中一个叫米勒，他是一名研究生，还有一个是米勒的导师，诺奖得主尤里。他们将水、甲烷、氨、氢气与一氧化碳这五种物质，密封在无菌状态下的玻璃管和烧瓶内，然后将它们连接成一个回路。在这个精巧的装置中，其中一个烧瓶装着半满的水，另一个则含有一对电极。米勒和尤里用这个装置模拟太古时代的地球环境。他们首先将液态水加热产生水蒸气，然后将另一个烧瓶中的电极通电，产生电火花，这就模拟了闪电。水蒸气在经过电极之后，会在实验装置的底部重新冷凝成水，这些冷凝水中产生了有机物，变成了黄绿色。（尤里：）“我敢打赌上帝就是这么干的！”其实这里面并没有诞生生命，他们发现的只不过是一些有机化合物，例如氨基酸。氨基酸就是构成蛋白质的零件，而蛋白质又是构成细胞的零件，所以尤里他们合成的只不过是生命的零件的零件。
米勒-尤里实验的结果一宣布，在当时的公众中就引起了极大的反响，生物学家们也是纷纷地奔走相告，仿佛进化论的壮丽诗篇那缺失的序章终于给找到了，我们从哪里来的这个终极哲学之问也终于告破了！当时的这些新闻报道就让人觉得，好像我们只要把一些化学物质放到这个试管中，然后用力地摇一摇，生命就会从里面爬出来一样。我是非常理解当时人们的这种心情，毕竟延续了几千年的哲学三问，萦绕在我们的脑海中，我们真的很想知道我们从哪里来这个终极疑问。所以尽管这个实验，是如此显而易见的简陋，而且它的结论也明显不能说明生命起源问题，可是人们还是乐于夸大它的作用，假装得到了满意的结论。

然而米勒实验的真相是，我们对原始大气的成分其实一无所知。那五种物质和它们的配比，基本上也就是连蒙带猜的，即便这个猜测是正确的，但它们也仅仅只是合成了一些小分子有机物，这离最终诞生生命那还有十万八千里呢。从小分子有机物到氨基酸，再从氨基酸到蛋白质，再到核酸的形成，单细胞生命的形成，这每一步都像是一个巨大的鸿沟，要跨越这些鸿沟，我们不知道的事情还有太多太多。如果我们把这样的一个小球，想象成是这样的一个氨基酸分子，那么无数个这样的氨基酸分子要自发随机地，组成这样的一个蛋白质分子的话，那么就好像这样：

如果我们的大自然真的是像这样，把蛋白质分子给弄了出来，这就好像有一只猴子在打字机上随机地乱敲，结果出来了一部《西游记》。显然，大自然肯定不是这么干的。像这么复杂的一个蛋白质分子，它不可能是突然出现的，它只能是像生命演化一样，从一个简单的有机小分子，逐步演化成了复杂的有机大分子。而这个至关重要的第一个有机小分子，它必须具备一个神奇的功能——自我复制。

而每一次自我复制所产生的随机性错误，才是大自然演化的真正奥秘。接下去科学家们要考虑的一个问题就是：第一个能够自我复制的有机小分子，到底是从地球上的啥地方出现的呢？从逻辑上来说，有两个条件是必不可少的：第一，需要有一个能让有机分子自由活动的环境，这样才有可能让小分子聚集成大分子。第二，需要存在一个天然的物理屏障，来保证小分子能聚集，但又不容易散开，就好像一个漏斗进去容易出来难。那么地球上是否存在这样的一个天然环境呢？在哪里最有可能出现这样的天然环境呢？我们要在地球上去寻找这样一个可能的地方。

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