“我來這個世界，不是為了繁衍后代。而是來看花怎么開，水怎么流。太陽怎么升起，夕陽何時落下。我活在世上，無非想明白些道理，遇見些有趣的事。生命是一場偶然，我在其中尋找因果。”

——王小波

40億年前……

地球是一個“水球”，板塊擴張造成的火山噴發時常發生，天外行星可能不斷的撞擊地球，導致漫天的水化為水汽倒灌向蒼穹。地球上少有的陸地卻是真正的蠻荒，不光如此，宇宙深處強烈的紫外線也正在蹂躪著這個星球，如果那時作為碳基生命的智者正駕駛著天際飛船掠過地球，也許你會對這片土地嗤之以鼻，甚至不會多看一眼，只會認為它只是宇宙一顆骯臟的塵土，以后飄向何處，如何毀滅根本不值得思考，但是你卻想不到正是這塊“骯臟貧瘠”的塵埃正在孕育宇宙中最偉大的藝術品。

距離板塊擴張數公里以外的海底，海水悄無聲息的滲入地殼以下，在那里水汽滋潤著地幔中的“寶石”（青白的橄欖石），于是關于地球化學轉為生命化學的歷史長河開始浩蕩前行。橄欖石是一種鎂鐵硅酸鹽，在高溫作用下，水將二價的鐵離子和金屬鎂氧化，生成含有大量氫氣和氧化鐵以及氫氧化鎂的溫暖堿性熱液，由于氣體存在，這些熱液上浮至地殼與海水中的鹽反應并冷卻形成今天所謂的“失落之城”，即堿性熱液口。由于常年的化學反應，礦物質的形成、冷卻以及積累，如今已經像是站在海床上的巨人一般，有的足足60多米之高，但是我更愿意把它稱作是一塊巨大的礦化海綿，因為它身上的堿性熱液微孔便是解開生命誕生的關鍵物理結構。

熱液噴口由于不斷有熱液噴出，從而在內部形成如迷宮般微小的通道，而有的通道之間的巖石壁只有幾微米的厚度，由于熱液中含有甲烷、氨氣、硫化氫等氣體，自然而然這些巖石成分中具有了大家都熟悉的無機催化劑“鐵硫簇”。再說巖石外部的海水，由于火山運動的頻繁，大氣中主要充滿氮氣、甲烷、硫化氫以及二氧化碳使得海洋酸化。那么酸性的海洋和堿性的熱液噴口有什么關系呢？別著急，我們先來討論一下曾經風靡一時的原生湯理論，這里我詳細講述細節，只批判它的致命缺點。從熱力學角度去批判，無論是海洋內部不穩定的化學反應還是宇宙深處的強烈紫外線都不可能使得生命的有機分子穩定，其次從動力學角度來看，沒有穩定的能量轉化分子間化學反應所需要做的功（有機分子的濃縮與分子的活化），從兩個角度來看原生湯理論與生命的物理規律需求背道而馳。有人可能還會說利用閃電提供能量，而我只能嗤之以鼻。

那么到底那種結構可以滿足生命的基本物理學定律，當然是我們如今所認識到的堿性熱液碰口，想象這樣一幅場景，巖石（熱液碰口的簡稱）內部有兩個蜿蜒平行微孔洞，一支孔洞的液體是滲入冷冷的酸性海水（pH=6），而另外一只是溫熱向上的堿性熱液(pH=10)，中間是幾微米富含鐵硫簇的微孔壁，兩支微流流速緩慢均勻，會發生怎樣的反應？我們知道，有機分子是無機分子聚合而來，就像《自私的基因》那本書所說，無機分子就像食物，被作為獵手的有機分子無情吞食并轉化為自己身上的部件，那時起，在那一大批有機分子族群中，由于DNA具有穩定和可以自我復制的特性而快速崛起并統治了世界。但是如此精彩的故事必須得說明DNA是如何在遵守物理基本定律下誕生的，我想這也是每個生物人所期待知道的。好了繼續說回我們的故事，諷刺的是，其實生命的化學結構說起來也很簡單，解剖生命有機分子發現就是CH2O，處于一個狹窄的半氧化狀態，說白了，就是氫氣和二氧化碳的作用。為什么沒有說氧氣，那是因為生命誕生之初，地球大氣并未有氧氣存在，何況海底。

但是問題隨之而來，氫氣和二氧化碳及其穩定，在化學熱力學以及動力學上角度來看，兩個氣體在當時的地球環境下發生反應及其困難，因為產物甲醛還原電位極低，我們沒有任何理由維持它的穩定以及濃度，即便是真的制造出少量那樣像氨基酸、核酸的生物大分子也沒有意義（米勒-尤列反應）。那么怎樣讓氫氣心甘情愿交出電子給二氧化碳生成穩定的有機分子并積累尼？這是祖先細胞露卡面對的第一個生命難題？不過自然的眷戀解決了這個問題。

不知道你還記得上文提到的堿性熱液中含有大量的氫氣，酸性海洋中含有大量的二氧化碳，這里我不扯化學有關的專業知識，為了大家好理解，我就盡可能用大白話來說，當兩個微孔液體平行流動時，堿性熱性中的由于OH-離子濃度很大，整個體系是一種還原電位較低的狀態（多電子體系），這就造成氫氣急于甩掉自身的電子，這時鐵硫簇發生作用，它作為催化劑（半導體晶體）慷慨的接受電子，并將電子給予了還原電位較高（缺電子體系）的酸性海水中的CO2，這樣第一批有機化合物誕生了（甲酸），我們來看看這個簡單的始祖化學反應如何克服的前面我們所說的困難。由于礦物膜造成質子梯度和熱泳冷卻以及無機催化劑的作用，熱力學方面使得有機分子穩定并輕松積累。然而像核酸、氨基酸以及糖等化合物的產生，需要這些有機小分子的活化，因為那時并沒有進化出高效的蛋白酶以及ATP這樣復雜的能量貨幣。這就需要克服動力學的難題，這時質子梯度可能又恰合時宜的起了作用，由于礦物質膜中鐵鎳錳等金屬元素的催化，生成乙酰輔酶A這樣的活化分子來轉移乙酰基。

你可能會問，連ATP這樣的能量貨幣都演化不出來，怎能可能演化出輔酶A，不錯，你問的對，確實不會演化出來，但是可以用簡單的基團代替，不妨想想，將輔酶A換成一個甲基，如（CH3-S-CO-CH3），那么這樣的結構完全是可以的，并且可喜的的是，磷酸基團也可以攜帶乙酰基團（乙酰磷酸）。試想這樣一個原始生命的場景，冒出海床100℃左右的堿性熱液在通道流通，沿途與周圍含有冰冷的酸性海水在微孔洞壁上反應，生成大量小的有機物，由于熱的緣故，小有機分子運動劇烈，最終隨著液體溫度冷卻到60℃左右，小的有機物開始聚集成原來的千萬倍，質子梯度又在那里制造了源源不斷的類似ATP一樣的乙酰磷酸能量貨幣分子，驅動反應有機代謝反應，最終誕生了核酸、脂質、糖以及蛋白質。而產生的廢物可以通過熱泳帶走，這就滿足一個簡單且開放的代謝系統。

好了，故事繼續，露卡的祖先為了確保代謝反應的進行，能量分子需要進一步濃縮，首先需要進化出有機膜脂來隔離外界擾動的流體，如果說這時候自然母親開始拋棄脆弱的孩子，那么沒有進化出膜脂的當然是首先被拋棄的，它們將會作為有膜脂原始細胞的食物。但是你可千萬不要以為膜脂就是現代細胞膜，它和現代細胞膜比起來只是一套破衣爛衫，既沒有多類型磷脂，也沒有實施多種細胞功能的膜蛋白，遠遠看去是上面滿是微孔的磷脂球，而這樣的小球包裹著各式各樣的有機分子嵌在微孔壁的孔洞上，一半體積浸在堿性熱液中，一般浸在酸性海洋液中，而雙層油膜的內部酸堿度呈中性，因為堿液和酸性海洋液中和。

現在露卡祖先需要生存能量仍然需要依靠天然的質子梯度來提供，而膜上的微孔是關鍵，如果進化出現代幾乎不滲透的膜反而會葬送整個生命的開端。好了，能量分子的濃縮進一步加快了生命進化的腳步，接下來需要進化出一套有序得到代謝系統，而這些代謝系統的信息要能夠儲存并且可以間接指導代謝系統，還有能夠自我復制。我想說這樣有序的系統是極其嚴謹的，也并不是一個這樣的獨立原始細胞就能完成，必須通過千千萬萬個這樣的獨立“小池”互相交流。需要指出我們所述的所有生命反應都是放熱自發的，這關乎生死。