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宇宙与生命(二、能工巧匠)
发表时间:2008-09-23 00:52:22 关键词:宇宙,物理,生命,外星人,恒星,星云

二、能工巧匠
  蛋白质、RNA、DNA可以由相对较简单的单元组成,但是我们还应该知道这些“较简单”的单元本身并不简单。它们也有相当严格的分子结构,那么,它们是怎么来的?
  有一种说法认为这些物质是随着一颗彗星来到地球的,这颗彗星被地球俘获并成为陨石掉到地面,是它带来了最原始的生命物质。但是这个说法并没有解释那颗彗星上的生命物质是从哪里来的。除非回到神创论,否则这个说法依然没有解决问题。
  不管生命物质是彗星带来的,还是在地球上“土生土长”的,这都不重要,重要的是,它们一定要有个从无到有的过程。既然生命和非生命的最基本组成成份是一样的,那么,这显然意味着可以用随处可见的非生命物质来制造生命物质。
  虽然生命物质有着不同的、严格的分子结构。但是笼统地说,它们可以统称为“含氮有机物”,有机物这个概念是含大量的碳元素,但是仅含碳不行,它们还得含氮,也含氧。
  40多亿年前的原始地球虽然不含这些有机物,但是碳、氮、氧这些元素随处可见。当时地球的大气主要由氮气、二氧化碳、水蒸汽和氢气组成(不含氧气),也就是说,大气里有组成生命物质的最重要元素,它们是组成生命最原始的“配件”。
  化学变化往往伴随着巨大的能量吞吐,生命物质的产生也不例外。将氮、氧、碳这些元素从原始的大气中提取出来组成含氮有机物需要大量的能量,这个能量由闪电提供了。直到今天,闪电依然在进行着将氮气转化为化合态氮的浩大工程——全球每年仅因雷电落到地面的氮肥就有四亿吨。当然制造氮肥与制造生命物质并不相同,闪电会制造氮化合物,但是绝大多数产品并不能成为生命物质——这是一个非常低的机率,但是尽管机率低,总有被制造出来的可能。
  一旦合适的有机分子被制造出来,接下来就得让它们组成更大的“有序”大分子了,这个过程也需要能量,但不需要闪电这样巨大的能量。这个能量由紫外线提供了。
  早期的地球大气并没有臭氧,紫外线可以直接到达地球表面。被闪电加工出来的小分子可以在紫外线的帮助下尝试结合成大分子。不过,紫外线是一把双刃剑,它不仅能够促成这一结合,也能够将合成好的大分子肢解掉。那么,地球上就必须有这样的地方:需要紫外线时可以有阳光的沐浴,不需要的时候又可以躲过杀戮。占地球表面积70%的海洋就是这样的“天堂”,因为海水会吸收紫外线,在海洋的表面,物质可以在紫外线的作用下尝试各种组合,而几厘米深度以下的海水就可以躲过紫外线的破坏。——这个过程同样也是极低的机率。
  无论是用闪电的能量合成含氮有机物,还是用紫外线的能量将含氮有机物合成生命的大分子,它们都是极低机率下发生的,这个机率也许只有几亿亿分之一,也许更小。但是无论这个机率有多低,一旦这样的生命物质被制造出来,地球就注定将由它们作主,因为它们会繁殖。这一类会自我复制的物质来到地球,就表示从此往后,更多个体的产生将不依赖于机率。地球从那时起就开始了生命的征程。
  也就是说,生命物质最初的原料是大气中的碳、氮、氧等原子,那么这些原子又从何而来?请看下一讲:《造物之初》。

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