燒瓶里的原始地球

真正為靈魂論和活力論釘死棺材板，在物質層面徹底葬送生命特殊論的，是大名鼎鼎的米勒-尤里實驗。

1952年，美國芝加哥大學的博士新生斯坦利·米勒（Stanley Miller）對地球生命的起源問題產生了濃厚的興趣。他說服了自己的導師、諾貝爾化學獎獲得者哈羅德·尤里（Harold Urey），設計了一個即便在今天看來也有點科幻色彩的實驗。

米勒的野心是在小小的實驗室里模擬原始地球的環境，看看在那種環境里，構成生命的物質能否從無到有地自然產生。可以看出，米勒的目標比單純在實驗室里合成某種“活力”物質要激進得多。他的希望是檢驗在遠古地球環境中，各種“活力”物質能否自發地出現。

根據當時人們對原始地球環境的猜測，米勒搭了一個略顯簡陋的實驗裝置（見圖1-6）。他在一個大燒瓶里裝上水，點上酒精燈不斷加熱，模擬沸騰的海洋。他還在裝置里通進氫氣、甲烷和氨氣，模擬上古時代的地球大氣。米勒還在燒瓶里不斷點燃電火花，模擬遠古地球大氣的閃電。實驗的真實情景可以想象：在酒精燈的炙烤下，“海水”不斷蒸騰，濃密的水蒸氣升入“大氣”，形成厚厚的云層。濃云中雷鳴電閃，暴雨傾盆，又在不斷攪動沸騰的“海洋”。這套簡單的裝置，可以說是米勒對原始地球環境一種非常簡單、非常粗糙的還原。

圖1-6 著名的米勒-尤里實驗（Miller-Urey experiment）。米勒讓水在通電的氣體燒瓶（左上）和加熱的液體燒瓶（右下）之間循環往復，從而模擬了原始地球海水沸騰、電閃雷鳴、暴雨傾盆的情景

短短一天之后，某些奇怪的事情就發生了——燒瓶里的水不再澄清，而是變成了淡淡的粉紅色，一定有某些全新的物質生成了。即便有這樣的心理準備，當一周之后米勒停止加熱，關掉電源，從燒瓶里取出“海水”進行分析的時候，結果還是大大出乎他的意料。海水中出現了許多全新的化學物質，甚至包括五種氨基酸分子！

眾所周知，氨基酸是構成蛋白質分子的基本單位。地球上所有生命體中的蛋白質分子，都是由20種氨基酸分子排列組合而成的。而蛋白質是什么？蛋白質是組成地球生命的重要物質，人體內蛋白質分子占到了體重的20%，僅僅少于水分所占的比例。在人體的每一個細胞里，都有超過10億個蛋白質分子驅動著幾乎全部生命所需的化學反應：支撐細胞結構、傳遞細胞信號、復制和翻譯遺傳信息、產生和消耗能量，等等。說氨基酸分子是構成地球生命的基石，一點也不為過。

米勒只需要短短一周，就在一個容量不過幾升的瓶子里制造出了氨基酸，那么在幾十億年前的浩瀚原始海洋里，在數千萬年甚至上億年的時間尺度里，從無到有地構造出生命現象蘊含的全部化學反應，制造出生命所需的所有物質，乃至創造出生命本身，是不是也就不是那么難以想象了？既然如此，我們哪里還需要生命特殊論？至少在物質構成的角度上，包括人類在內的地球生命，并沒有什么特殊之處。靈魂也好，活力也好，瞬間變成了多余的假說。

當然，用今天的眼光看，米勒-尤里實驗的設計和解讀是有不少缺憾和問題的。在2007年米勒去世后，他的學生仔細分析了20世紀50年代留下的燒瓶樣本，證明其中含有的氨基酸種類要遠多于最初發現的五種——甚至可能多至三四十種。這一發現更強有力地說明了制造構成地球生命的物質并非一件很困難的事情。但是另一方面，今天的研究者傾向于認為早期地球大氣根本沒有多少氨氣、甲烷和氫氣，反而是二氧化硫、硫化氫、二氧化碳和氮氣更多。因此米勒-尤里實驗的基本假設就是錯誤的。當然，后來的科學家（包括米勒的學生）也證明了即便是在這樣的條件下，只需要加一些限定，仍然可以很快地制造出氨基酸。

作為經典的自然課演示實驗，米勒-尤里實驗在全世界的課堂上被重復過成千上萬次。燒瓶里沸騰翻滾的液體，不時擊穿濃濃煙霧的電火花，成為許多孩子認識生命現象的第一課。