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口述生命现象的偶然与必然 　　生命是这个世界上最美好的事物，地球是生命的大家园。郁郁葱葱的森林、鲜花盛开的草原、鸣腔婉转的鸟儿、翩翩起舞的蝴蝶，使地球世界充满“生”机。人类更是地球生命最杰出的代表，人类不但能够作为生物而生存，还能反思这个孕育生命的世界。如果考察一下这个宇宙的诞生过程，就会发现生命的产生是多么不易。从产生化学元素到小分子、从小分子到大分子、从大分子到细胞结构乃至生命出现，真的需要“过五关斩六将”，只要其中任何一个步骤的发展情形不同，生命就无从产生。从这个意义上讲，生命的出现是一系列幸运事件的结果。 　　1组成生命的化学元素的产生 　　人类所处的宇宙来自137亿年前的一场大爆炸。这场大爆炸不仅产生了人类所在的宇宙，更有可能产生了多个宇宙，各有自己的物质组成、时间、空间、物理常数及运行规律。幸运的是，这个宇宙的运行规律，使得生命的出现成为可能。在爆发的1万亿亿亿亿分之一秒(lOw秒)之后，我们的宇宙已经急剧膨胀，组成这个宇宙的物质是夸克、胶子等基本粒子。随着宇宙的膨胀，温度也在不断下降。这时宇宙中物质之间相互作用的4种力-强作用力、弱作用力、电磁力、重力开始起作用。在1 },s后，温度降到约1 000亿度，基本粒子结合形成电子、质子和中子。几分钟后，温度降到10亿度，一些质子和中子结合，形成重氢(氛)和氦的原子核。这个过程叫做“太初核合成”。多数质子与中子结合，成为以后的氢原子核。这时宇宙中最多的化学元素是氢，其次是氦，它们之间的重量比约为3:1，原子数比为12:1。此外还有微量的铿。这是人类所处宇宙最初形成的元素。20 min后，温度进一步降低，太初核合成停止，宇宙中元素的构成被固定，即主要为氢和氦。 　　38万年以后，温度大幅降低，电子与原子核结合，成为中性的原子。这个时候辐射与物质脱离偶联，成为以后的背景微波辐射。 由此可见，在宇宙形成的最初阶段，化学元素就只有氢、氦和微量的铿。组成人体的元素，如氧、碳、硫、磷等，还完全不见踪影。如果宇宙就这样均匀地膨胀和冷却下去，这个宇宙就只有氢和氦，不会有恒星和行星，也不会有生命出现。 　　幸运的是，宇宙中物质的分布不是绝对均匀的，而是存在着微小的浓度差异。由于引力的作用，浓度稍高的地方就开始将周围的气体吸引过来，使自己的质量增大，从而吸引更多的气体。气体不断聚集，浓度就会越来越大，直至形成星球。第1批恒星大约在大爆炸后4亿年形成。在这些星球内部，当由于重力作用产生的巨大压力和随之而来的高温达到一定程度时，原子核之间已足够靠近，强作用力(把质子和中子等基本粒子结合在一起的力，只在非常短的距离上起作用)发挥作用，核融合反应再次发生。这次融合反应发生在恒星内部，只取决于恒星的质量所导致的内部温度和压力，不会像太初核合成那样因宇宙膨胀温度降低而停止。原子核越大，其中正电荷越多，彼此的排斥力越强，就需要更大的压力和更高的温度。 　　2从原子到分子 　　虽然星球内部的热核反应可以产生各种化学元素及原子，但原子本身并不能产生生命。如果原子中的电子只围绕自己的原子核旋转，原子之间互不相关，这个世界就只能由原子组成，生命也就无从产生。幸运的是，不同原子中外层电子的运行轨道可以相互重叠，这样，这些外层电子就可以同时围绕2个原子核旋转，把这2个原子“绑”在一起，形成分子。而且同一原子的外层电子还可以跟多个其他原子的外层电子轨道重叠，例如氧原子的外层电子轨道就可以和2个氢原子的外层电子轨道重叠，形成水分子。氮原子的外层电子轨道也可以和3个氢原子的外层电子轨道重叠，形成氨分子。由于氢是宇宙中最丰富的元素，热核反应生成的氧可以和氢反应生成水，氮和氢生成氨，碳和氢生成甲烷。 　　但是这样形成的分子多数是小分子，只由少数几个原子构成，而生命现象是极为复杂的，需要各种各样复杂的分子。幸运的是，化学元素中有一种元素叫做碳，它有4只“手”可以和别的原子拉在一起，即可以用4个化学键与其他原子相连。碳原子之间也可以彼此相连，形成长链或环。由于形成链和环时只占用每个碳原子的23个化学键，每个碳原子还有12个化学键可以用于和其他的功能基团相连，这样就可以组成具有不同结构和功能的复杂分子。无论是葡萄糖、脂肪酸、氨基酸、核昔酸，还是辅酶Q、血红素，都是以碳原子为骨架的。煤和石油就是古时的生物遗体被埋藏，在高温高压下分解后留下的碳骨架，所以地球上的生命是以碳为基础的，碳元素使得生命的出现成为可能。 　　3生命所需要的复杂分子，可以在太空环境中自然形成 　　地球上的葡萄糖、脂肪酸、氨基酸、核昔酸等，都是生命过程产生的。而在生命出现之前，这些分子又是从哪里来的?如果非生命过程不能产生这些分子，生命的出现就是一句空话。 幸运的是，