“我来这个世界，不是为了繁衍后代。而是来看花怎么开，水怎么流。太阳怎么升起，夕阳何时落下。我活在世上，无非想明白些道理，遇见些有趣的事。生命是一场偶然，我在其中寻找因果。”

——王小波

40亿年前……

地球是一个“水球”，板块扩张造成的火山喷发时常发生，天外行星可能不断的撞击地球，导致漫天的水化为水汽倒灌向苍穹。地球上少有的陆地却是真正的蛮荒，不光如此，宇宙深处强烈的紫外线也正在蹂躏着这个星球，如果那时作为碳基生命的智者正驾驶着天际飞船掠过地球，也许你会对这片土地嗤之以鼻，甚至不会多看一眼，只会认为它只是宇宙一颗肮脏的尘土，以后飘向何处，如何毁灭根本不值得思考，但是你却想不到正是这块“肮脏贫瘠”的尘埃正在孕育宇宙中最伟大的艺术品。

距离板块扩张数公里以外的海底，海水悄无声息的渗入地壳以下，在那里水汽滋润着地幔中的“宝石”（青白的橄榄石），于是关于地球化学转为生命化学的历史长河开始浩荡前行。橄榄石是一种镁铁硅酸盐，在高温作用下，水将二价的铁离子镁氧化，生成含有大量氢气和氧化铁以及氢氧化镁的温暖碱性热液，由于气体存在，这些热液上浮至地壳与海水中的盐反应并冷却形成今天所谓的“失落之城”，即碱性热液口，由于常年的化学反应，矿物质的形成、冷却以及积累，如今已经像是站在海床上的巨人一般，有的足足60多米之高，但是我更愿意把它称作是一块巨大的矿化海绵，因为它身上的碱性热液微孔便是解开生命诞生的关键物理结构。

热液喷口由于不断有热液喷出，从而在内部形成如迷宫般微小的通道，而有的通道之间的岩石壁只有几微米的厚度，由于热液中含有甲烷、氨气、硫化氢等气体，自然而然这些岩石成分中具有了大家都熟悉的无机催化剂“铁硫簇”。再说岩石外部的海水，由于火山运动的频繁，大气中主要充满氮气、甲烷、硫化氢以及二氧化碳使得海洋酸化。那么酸性的海洋和碱性的热液喷口有什么关系呢？别着急，我们先来讨论一下曾经风靡一时的原生汤理论，这里我详细讲述细节，只批判它的致命缺点，从热力学角度去批判，无论是海洋内部不稳定的化学反应还是宇宙深处的强烈紫外线都不可能使得生命的有机分子稳定，其次从动力学角度来看，没有稳定的能量供应分子间化学反应所需要做的功（有机分子的浓缩与分子的活化），从两个角度来看原生汤理论与生命的物理规律需求背道而驰。有人可能还会说利用闪电提供能量，而我只能嗤之以鼻。

那么到底那种结构可以满足生命的基本物理学定律，当然是我们如今所认识到的碱性热液喷口，想象这样一幅场景，岩石（热液喷口的简称）内部有两个蜿蜒平行微孔洞，一支孔洞的液体是渗入冷冷的酸性海水（pH=6），而另外一只是温热向上的碱性热液(pH=10)，中间是几微米富含铁硫簇的微孔壁，两支微流流速缓慢均匀，会发生怎样的反应？我们知道，有机分子是无机分子聚合而来，就像《自私的基因》那本书所说，无机分子就像食物，被作为猎手的有机分子无情吞食并转化为自己身上的部件，那时起，大批有机分子族群中由于DNA的稳定和自我复制而统治了世界。但是如此精彩的故事必须的说明DNA是如何在遵守物理基本定律下诞生的，我想这也是每个生物人所期待知道的。好了继续说回我们的故事，讽刺的是，其实生命的化学结构说起来也很简单，解剖生命有机分子发现就是CH2O，处于一个狭窄的半氧化状态，说白了，就是氢气和二氧化碳的作用。为什么没有说氧气，那是因为生命诞生之初，地球大气并未有氧气存在，何况海底。

但是问题随之而来，氢气和二氧化碳及其稳定，在化学热力学以及动力学上角度来看，两个气体在当时的地球环境下发生反应及其困难，因为产物甲醛还原电位极低，我们没有任何理由维持它的稳定以及浓度，即便是真的制造出少量那样像氨基酸、核酸的生物大分子也没有意义（米勒-尤列反应）。那么怎样让氢气心甘情愿交出电子给二氧化碳生成稳定的有机分子并积累尼？只是祖先细胞露卡面对的第一个生命难题？不过自然的眷恋解决了这个问题。

不知道你还记得上文提到的碱性热液中含有大量的氢气，酸性海洋中含有大量的二氧化碳，这里我不扯化学有关的专业知识，为了大家好理解，我就尽可能用大白话来说，当两个微孔液体平行流动时，碱性热性中的由于OH-离子浓度很大，整个体系是一种还原电位较低的状态（多电子体系），这就造成氢气急于甩掉自身的电子，这时铁硫簇发生作用，它作为催化剂（半导体晶体）慷慨的接受电子，并将电子给予了还原电位较高（缺电子体系）的酸性海水中的CO2，这样第一批有机化合物诞生了（甲酸），我们来看看这个简单的始祖化学反应如何克服的前面我们所说的困难。由于矿物膜造成质子梯度和热泳冷却以及无机催化剂的作用，热力学方面使得有机分子稳定并轻松积累。然而像核酸、氨基酸糖等化合物的产生，需要这些有机小分子的活化，因为那时并没有进化出高效的蛋白酶以及ATP这样复杂的能量货币。这就需要克服动力学的难题，这时质子梯度可能又恰合时宜的起了作用，由于矿物质膜中铁镍锰等金属元素的催化，生成乙酰辅酶A这样的活化分子来转移乙酰基。

你可能会问，连ATP这样的能量货币都演化不出来，怎能可能演化出辅酶A，不错，你问的对，确实不会演化出来，但是可以用简单的基团代替，不妨想想，将辅酶A换成一个甲基，如（CH3-S-CO-CH3），那么这样的结构完全是可以的，并且可喜的的是，磷酸基团也可以携带乙酰基团（乙酰磷酸）。试想这样一个原始生命的场景，冒出海床100℃左右的碱性热液在通道流通，沿途与周围含有冰冷的酸性海水在微孔洞壁上反应，生成大量小的有机物，由于热的缘故，小有机分子运动剧烈，最终随着液体温度冷却到60℃左右开始聚集成千上万倍，质子梯度又在那里制造了源源不断的类似ATP一样的乙酰磷酸能量货币分子，驱动反应有机代谢反应，最终诞生了核酸、脂质、糖以及蛋白质。而产生的废物可以通过热泳带走，这就满足一个简单且开放的代谢系统。

好了，故事继续，露卡的祖先为了确保代谢反应的进行，能量分子需要进一步浓缩，首先需要进化出有机膜脂来隔离外界扰动的流体，如果说这时候自然目前开始抛弃脆弱的孩子，那么没有进化出膜脂的当然是首先被抛弃的，它们将会作为有膜脂原始细胞的食物。但是你可千万不要以为膜脂就是现代细胞膜，它和现代细胞膜比起来只是一套破衣烂衫，既没有多类型磷脂，也没有实施多种细胞功能的膜蛋白，有的只是上面满是微孔的磷脂球，而这样的小球包裹着各式各样的有机分子嵌在微孔壁的孔洞上，一半体积浸在碱性热液中，一般浸在酸性海洋液中，而双层油膜的内部酸碱度呈中性，因为碱液和酸性海洋液中和。

现在露卡祖先需要生存能量仍然需要依靠天然的质子梯度来提供，而膜上的微孔是关键，如果进化出现代几乎不渗透的膜反而会葬送整个生命的开端。好了，能量分子的浓缩进一步加快了生命进化的脚步，接下来需要进化出一套有序得到代谢系统，而这些代谢系统的信息要能够储存并且可以间接指导代谢系统，还有能够自我复制。我想说这样有序的系统是及其严谨的，也并不是一个这样的独立原始细胞就能完成。需要指出我们所述的所有生命反应都是放热自发的，这关乎生死。