行走的幽灵

生命是一系列特殊条件风云际会的产物，这种组合很可能是独一无二的。在一片死寂的荒凉世界里，生命显得那么渺小、虚弱、孤立无援。残酷的环境一有机会就要打击它，让它缩回到萌芽出来的瘠土中去。不管生命的诞生有多么不可思议，它毁灭的悲剧却每天都在发生。维系生命的存在是那么脆弱：如果我们从50英尺高的地方摔下来，肯定会一命呜呼。同样，要是自然界发生大的变化，或是地球上的热量、空气和水的含量发生大的变化，一切生命也就都结束了。就我们所知，如果温度高于水的沸点或是低于水的凝固点，多数生命是不能长期生存的，实际上，大多数动植物生存所需的温度范围要比这严格得多。地球距离太阳恰好够远，能获得维持生命所需的热量，它又恰好够大，能吸引住保存这些热量的大气层。空气和水也一样，要是它们的含量或成分发生较大变化，生命的脉搏就无法继续跳动了。很多天文学家相信：在另一个星球上重现这些适宜条件的可能性非常之小。我们就像宇宙马戏团余兴节目里的木偶，只是造物主兴之所至的产物，大自然偶然建起了演出的舞台，孕育了演员，有朝一日它也可能将一切全部摧毁。

地球与太阳的距离刚刚好——既为地球提供了合适的温度，让大部分水保持液态，促进生命的形成；又使地球能发挥引力作用，留住大气层

生命之美

在死寂的宇宙里，我们的存在显得既不合理，又无比独特。而生命与它诞生所需的土壤之间的联系实在太密切了，让我们无法对生命本身给出一个令人满意的定义。亚里士多德说过：“生命是能够自我营养并独立生长和衰败的力量。”6两千多年后，斯潘塞认为：“生命是内部条件相对于外部条件所做的不断调整。”我们还可以引用许多定义，但都不能让人满意，因为它们描述的都不是生命本身，只是生物的性质而已。我们对生命的了解并不比对声、光、热、电的了解更多，只是对它有何表现略知一二罢了。想描述生命本身，就像满嘴空话却想揭示真理一样不切实际。

另一方面，只有浪漫主义者才会认为生命是无法理解的神秘存在。他们坚信生命是不可知的，有不可知的力量凌驾于现实世界的物质和能量之上。这些人并不怎么关心真理，他们更在乎的是自己的希望和幻想。但我们所知的生命却并非某种理论，它是一种过程。

20世纪所有的科学研究都支持这样一个结论：自然界没有什么东西是完全静止的。“迟钝的地球”只是对那些视而不见的人才显得迟钝罢了：地球表面的模样始终在缓慢地改变着，动植物在时间长河里也是一样不断地生长变化着，千姿百态，华美壮观。拉马克7、达尔文和他们的继承者曾经清楚地展示了生物世界的进化过程，而现代物理学家和化学家同样清楚地说明了物质的基本组成单元。物质和能量是不灭的。在一段短暂的时间里，某些特定的动植物会以某些特定的形式占有一定的物质和能量。随着生物本身的死亡，这些特定的形式也随之消亡，但物质和能量本身并没有完全消亡，换个时间，换种生物，它们依旧存在，之后还会继续被其他生物占有——如此循环，生生不息。至少通过这些形式，生命获得了永生。

地球生命组图

人类的错误观念可以构成一座地狱，无生源说8的幽灵曾经从中悄悄升起，并困扰着探究生命起源的科学家。当然，它只是偶尔出现，出现时也很少受到欢迎，因为尽管它已过去多年，但人们都还记得它曾经是怎么作恶的。它蒙蔽了古代社会最全知全能的心灵：亚里士多德、卢克莱修9、维吉尔10、奥维德11、老普林尼12；它导致中世纪的诗人、哲学家、博物学家纷纷误入歧途；它让冯·赫尔蒙特构想出了那个著名的“制造老鼠的配方”——往装着脏亚麻布的罐子里加几颗麦粒或一块奶酪，你想要的老鼠就会出现。由于当时缺乏可以进行精密观测的仪器，更缺少精密观测的意愿，人们都无一例外地相信生命可以由无机物自动产生。腐朽的骨架可以繁殖昆虫，腐肉可以生蛆，雨水能产生微生物，采石场里新敲裂的石块能孕育癞蛤蟆，把马鬃放进一杯水里就能生出线虫。有位中世纪的意大利人曾严肃地发表他的研究结果：海水里腐烂的木材能产生蠕虫，然后蠕虫会变成蝴蝶，而蝴蝶最终会长成夜莺。

地球生命的进化

早期的无生源说想象图。这种理论显然是荒谬的，任何生物都是进化而来的。但这也能看出人类对生命起源孜孜以求的想象和探索

直到17世纪晚期，才有人认真质疑起无生源说的正确性。当时弗朗切斯科·雷迪13发现，只有苍蝇在腐肉上产卵之后，蛆才会出现。因此，蛆并不像之前人们所认为的那样，是无父无母自动产生的，它的根源在蝇卵。随后，借助显微镜的帮助，斯帕兰扎尼14、巴斯德15、丁达尔16和其他科学家证明：之前被广泛接受的那些无生源说的实例不过是粗糙观察得出的结论。科学界逐渐开始相信：由于无法证明生命能够从无机物中直接产生，因此所有生物都有祖先。这一假说可以用那句著名的格言“万物皆有源”来描述，它也是当代生物科学的圭臬。

但无生源说的幽灵又出现了，因为生命总有开始，亡者必曾生存。人们都相信地球上并不是一直像现在这样栖息着各种生物，只有在地表进化出适宜的条件之后，生命才可能存在。同样，大部分科学家都承认，无论在地球上，还是在其他行星上，生命必须首先由无机物直接进化而来，那么，“万物皆有源”这句话至少曾有过这个最初的例外。于是人们自然要问：曾经发生过的事，会不会再发生？即便到了现在，生命是不是还可能从无机物的泥沼中孕育出来？当然，这个过程可能已经变得极其缓慢或是进展甚微，让人无法察觉。光合细菌是游荡于生物与无机物之间的卫士，严格守护着这两个世界的分界线，但就算是它恐怕也无法压抑大自然的创造力。现在，没有人知道这些问题的答案，但理性的科学家不会只是因为没有亲眼观察到这一过程，也没有在实验室中实验出来，就假定它不可能存在，毕竟这个过程在过去曾经发生过。科学家会努力寻找事实，来说明——即便不能证明——这个过程在今天的地球上依旧可能存在。

大部分教科书对生物和无机物之间的相似性都轻描淡写，略过不谈，它们满足于强调两者间的区别，尽量不谈及它们的相似性。确实，在绝大多数情形下，无机物——比如原子、大海和太阳——的大小几乎没有限制，而动植物在这方面是有严格限制的。它们的存在形式也是如此：无机物有各种各样的存在形式。但所有生物都必须严格遵循遗传学原理。家猫可能会哭着想长出狮子的肌肉和利爪，但它们永远也长不出来。无机物世界的组成材料是地球上已知的92种化学元素17，而生物世界对这些元素千变万化的组合显然已经感到满意了。绝大部分无机物在结构上缺乏组织，而绝大部分生物都有着精密的组织结构——细胞构成组织，组织形成器官，它们彼此完全不同，却相互依存，有机地结合在一起。此外，人们通常认为维持生命最重要的现象是生长、适应环境和繁殖，但在矿物王国里却找不到它们的对应现象。

植物的细胞组织

以上便是有关生物与无机物区别的主要观点，它们在两者之间划出了一道不可逾越的鸿沟。但是，和大部分概而论之的观点一样，它们也忽略了例外现象，而在这个比较中，这些例外显然才是最有意思的——很可能也是最重要的。很久以前，赫拉克利特18曾把生命比作火焰。首先，生物最重要的特征之一是能从环境中获取物质和能量来维持自身运转。在这一点上，蜡烛的燃烧方式和生物体颇为相似：火焰从空气中吸收氧气，让它发生化学变化，放出光和热。动植物用相同的方式从环境中获取食物，吸收营养，并以各种形式散发出能量。就人类的成长来说，在婴儿出生以前，卵子中的物质发生了变化；而在孩童成人之前，他的骨骼和肌肉也填充了一些新的物质，但他却始终是同一个个体。从某种意义上，我们不再是童年的自己；从另一种意义上，我们和童年时又毫无区别：火焰始终以相同的方式保持着个性。

天然的紫水晶簇。水晶主要由二氧化硅组成，在适合的温度和压力下自然结晶而成。如果在其形成时掺入铁、锰等矿物，则会呈现出漂亮的紫色

比火焰的营养来源更重要的，是两个值得关注的现象：扩散和渗透，它们在无机物和生物中都很常见。在一杯水中加入一些盐，盐会渐渐溶解，慢慢通过扩散过程均匀分布到整杯水中。扩散是杯中的盐离子浓度分布不均匀导致的。盐分子会从浓度高的地方移向浓度低的地方；相反，水分子会从浓度低的地方向浓度高的地方移动。最终导致杯中的液体浓度重新达到平衡：盐均匀地溶解、分散在水中，而不会受重力影响导致浓度不均。

渗透现象是阿贝·诺雷19在1748年发现的，当时他把一个装满酒精的猪尿脬浸在水里，观察到水渗透进猪尿脬的速度要比酒精渗透到水里的速度快得多，结果是猪尿脬涨大了。这种浓度较低的溶液通过薄膜向浓度较高的溶液移动的过程叫作渗透。正是渗透压让土壤里的水分上升到了树冠上的小树枝里。动物的消化主要是将食物大分子粉碎成小分子的过程，这些小分子在肠道中可以经扩散和渗透等物理过程被吸收。实际上，以这两个过程为基础，生物构造了一系列至关重要的精细结构。

有些矿物质在高浓度溶液中会与其他溶液接触，形成薄膜，这些薄膜能阻碍水和溶液中的其他物质通过。比如，把可溶性钙盐放进碱金属碳酸盐或磷酸盐的溶液中，钙盐表面会形成一层渗透膜。膜内溶解的物质就会对有限的表面施压，致使渗透膜膨胀，膜内体积增大，这样就会有更多的水涌进渗透膜，矿物结构发生改变。动植物生长的原理与之非常类似。

法国南特的斯蒂芬·勒杜克博士20为渗透生长现象的研究做出了杰出的贡献。渗透生长中的物质会从它所在的培养液中吸收营养，但和晶体生长不同的是，新物质的吸收不是用外加方式来实现的，而是通过套叠过程实现的，换句话说，是通过在原有物质的分子之间加入新分子来实现的。这样会慢慢形成比最初的矿物“晶核”重许多倍的物质来，而培养液会减少相应的重量。生长中吸收的物质在被吸收的过程里经历了化学变化，这也和动植物生长过程中吸收的物质一样。渗透生长吸收了特定的某些矿物“食物”，拒绝了其他“食物”，随后还排泄出废物。

许多渗透生长物质会因为周围环境中最微小的刺激而在母液中四处游动，很多物质会进行与营养状况相关的周期性运动，还有些会通过出芽进行繁殖。在特定的条件下，某些衰退的个体会重获生命力，伤口也会像生物组织一样愈合。随着时间的推移，渗透生长的渗透膜会变厚，生长减慢，最终由于膜内外的渗透压平衡进而停止生长。就像孩子的细胞年轻而充满活力一样，渗透生长初期的渗透压高，长出的细胞丰满，形状优美；而随着年岁渐长，人的细胞都变得干瘪衰老；最终，两者也都将面对死亡，它们的躯体和结构终将不复存在。

现在，如果我们回到最初的假设中去，即我们所知的生命只是一种过程，那么很显然，生物与无机物之间的界线并不像绝大部分人认为得那么清晰。渗透生长现象成功地模拟了营养、生长、形式、结构和感觉等维持生命所必需的现象，它已经非常接近这两个世界的分界线。此外，尽管我们还不能人工制造原生质21——所有生物发源的土壤，但在实验室里已经可以制造包括尿素在内的许多有机物，完全不需要任何动植物的辅助。这些现象和许多类似的事实表明，生物与无机物之间并无天堑之别，它们在本质上源出同门。

细胞想象图。细胞膜就是一种渗透膜，能够实现内外物质的交换

因此，勒杜克博士和其他科学家再次提出了无生源说的问题。尽管矿物渗透生长中不包括蛋白质，而且还无法和生物的化学复杂程度相提并论，但它确实让无机物在形式和结构上都达到了动植物标志性的复杂程度。它们通过渗透压和扩散物理作用，完成了和生物同样的过程。现代化学家和生物学家还无法制造生物，但他们已经在矿物世界里成功复制了许多生物生长过程和结构，也包括某些在不久之前还被认为是生物特有的物质。回溯生命诞生的远古时代，大自然完全可能在它的实验室里重复相同的实验，只不过它走得更远，更进一步创造出了生物。这样的过程现在也完全可能在深海中存在。没有人了解远古时代到现在大洋深处的情况。合成生物学家还没能发现生命的配方，但它在生命诞生时必定存在，现在也依旧可能存在。

关于生命有一种新概念，认为元素、化合物、矿物、岩石、植物、动物可能都是某个巨大生物体的一部分。当代研究正慢慢地为这种信念奠定基础：物质从最简单的形式到最复杂的形式，其进化的过程是连续的。植物王国和动物王国之间模糊的界线正在融合，没人会拿奶牛做卷心菜沙拉，或是用卷心菜挤牛奶，因为奶牛和卷心菜是极端的例子，没人会混淆它们。但有些单细胞生物就同时结合了动物和植物的特征，植物学家和动物学家都把它们归入自己的研究范畴。生物与无机物的世界在逐渐融合，生死之间的沟壑曾是妨碍科学泛神论形成完美教义的最后障碍，而它正在消失。人类和石头并不相像，但人类维持生命所需的过程却和矿物的渗透生长过程几乎一模一样，这种相似性意味着生死之门或许可以通往其中任何一个世界。

人造生命，一种很小的支原体细菌。2010年5月20日，美国生物学家克雷格·文特尔研究所宣布世界首例人工生命诞生，并被命名为“辛西娅”