第二節 聚合而生的生命

碳結構不同的有機生命與無機物質世界

生命與物質之間存在著病毒等中間體，人們不禁要問，是什么動力促使生命得以實現？物質與生命的界限在哪里？在第三章關于雙縫實驗與時間延遲實驗里，介紹了量子感知與智慧選擇性。很多相對實驗證明，量子不僅僅有智慧選擇，還有記憶性和協調性。

對于生命來說碳是必不可少的生命元素。碳在地球上儲量豐富，碳不僅有豐富的有機化學合成物，而且因為碳元素之間組成結構不同，構成不同的無機物質。在無機碳物質里，碳因為結構不同可以成為脆弱順滑的石墨，也可以變成世界最硬的鉆石，也可以變成具有催化功能的富勒烯。

而在有機碳豐富的世界里，就拿氨基酸來說，因為不同的結構，相同分子的不同折疊，就會變形出不同的蛋白質結構（生命分子結構圖見第九章九層宇宙部分），如構成人的皮膚、骨骼、血管、神經等。有機化合物主要由碳、氫和氧元素組成。構成人體需要的脂肪、氨基酸、蛋白質、糖、血紅素、葉綠素、酶、激素等。生命體內的新陳代謝和生物的遺傳現象，都涉及到有機化合物的變化。目前人類已知的有機物達8000多萬種，數量遠遠超過無機物。對人類生活、生產有極重要的意義。

有機化合物的碳原子的結合能力非常強，互相可以結合成碳鏈或碳環。碳原子數量可以是1.2個，也可以是幾千個、幾萬個，許多有機高分子化合物甚至可以有幾十萬個碳原子。此外，有機化合物中同分異構現象非常普遍，這也是造成有機化合物眾多的原因之一。碳原子可用共價鍵彼此連接生成多種結構，組成數量巨大的不同種類的有機分子骨架。

無機碳的物質世界：碳以多種同素異形體的形式存在，因為結構不同構成不同的物質，碳是鋼鐵的主要輔助元素，碳纖維是飛機的主要材料。

碳因為結構不同充滿神奇的不同功能：比如石墨、金剛石、富勒烯（也被稱為巴基球）、石墨烯、無定形碳、碳納米管、六方金剛石、碳纖維、碳氣凝膠（密度極小的多孔結構，類似于熟知的硅氣凝膠）碳納米泡沫（蛛網狀，有分形結構，密度是碳氣凝膠的百分之一，有鐵磁性）

碳納米泡沫：

碳納米泡沫呈蛛網狀，具有分形結構，有鐵磁性。泡沫由許多原子團簇構成，每個含有約4000個碳原子，直徑約6～9納米；其中很多原子團連在一起，形成了纖細的網。泡沫由團簇構成，似乎形成了石墨層，碳納米泡沫的密度很低，與碳氣凝膠很相似，但密度是它的百分之一；它是目前世上最輕的物質之一，密度約為2毫克每立方厘米，僅有海平面上空氣密度的幾分之一。

富勒烯：富勒烯是一種碳的同素異形體。任何由碳一種元素組成，以球狀，橢圓狀，或管狀結構存在的物質，都可以被叫做富勒烯。

富勒烯C60分子是一種由60個碳原子構成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。C60是單純由碳原子結合形成的穩定分子。富勒烯具有完美對稱的足球結構，C60分子的電子能級簡并度最高可達五重。C60具有很高的電負性，它能夠接受電子而形成帶負電子的陰離子。C60還容易發生電化學加氫反應．C60電極能夠通過氫而發生電化學充電反應。勒烯可以作為一類新的催化劑材料的基礎。在富勒烯分子的中心空隙加入一些已知具有催化性能的金屬原子，如鉑、鈀等，制成一類新的催化劑，在這種催化劑中，催化性原子被碳籠保護起來。這也是第一個發現的由一種材料的數個原子組成的團簇催化化學反應，因為催化劑通常只在很大質量下才起作用。

同時我們發現，類似碳C60組成的富勒烯，就像多層聚合宇宙里講的，因為不同層級的聚合結構，就會產生不同尋常的物理學效果。