当潮水初涨的时候，
波涛汹涌直扑海岸，
三十四名出色的勇士，
挨个地浮出水面。
——普希金
《皇子与天鹅公主》
地球上的生命是如何起源的？它们来自陆地还是海洋，抑或从宇宙深处某个遥远的地方被带来？直到今天，这个问题仍然令科学家费尽心思而莫衷一是。在这个专题中，我们打算对在这个问题上的一些肤浅的认识做一个简要的回顾。我们将不考虑“从哪里来”这个问题，因为它并没有回答“生命是怎样发生和发展的”这个问题。我们将把讨论的焦点集中在“怎样来”上，主要从物理的角度出发，介绍在探索生命形成和演化的研究中的一些猜想，以及这些猜测的实验证据。
生命的种子：一颗小行星袭击地球，带来了原始的生命形态。这是一个相当吸引人的猜想。
在前面几个专题中，我们已经对宇宙中的天体的起源和演化有了一个概括的认识。我们看到，宇宙中的一切，小到原子，大到整个宇宙，都处于永恒的运动和演化中。不过，这些运动和演化都属于机械的或者无意识的行为。在宇宙中，还有一些别的现象，它们所呈现的特性与前面讲过的事物的特性大不相同，这就是生命现象。在各种自然现象中，生命现象最为复杂，它是物质世界的一种崭新的表现形式，它是有意识的，它的行为和特性主要由自身的因素决定，这与我们已经认识的世界有极大的差别。尽管如此，化学分析的结果表明，生命体内部的化学组成并没有任何特殊的地方，生命与我们熟悉的事物一样，都由原子构成，原子之间的相互作用所遵从的规律也是我们所熟知的。生命与非生命唯一的区别是，生命体主要由碳、氢、氧和氮四种元素构成，钠、钾、磷和铁等元素在生命体的构成中只占有微量的比例，这些元素的原子以某种方式结合在一起形成一些特殊的分子，它们的结构和功能与非生命物质的分子有显著的差别。这种差别主要表现在，由它们构成的生命体除了能够维持自身的存在外，还能够繁衍与自身几乎一模一样的后代，这种能力构成了生命与非生命的本质的区别。这些结构和功能如何在漫长的演化过程中产生出来？这些碳原子和氮原子等等如何在长达几亿年的蛮荒岁月中肩负起创造这个多姿多彩的世界的重任？找出这个问题的答案极其重要，因为人类自身就是生命这个大家庭中的一个成员。遗憾的是，在经过了许多年的努力探索之后，我们现在仍然未能得到一个明确的答案。关于我们所熟悉的原子和分子如何通过相互作用结合在一起创造出生命，我们现在只有一些并不成熟的看法。19世纪生物学研究的一个重大发现是发展了细胞学说。这个学说认为，任何复杂的生命体都由细胞组成，细胞是复杂生命现象的最基本的单元。细胞内部的物质成分是一些高分子量的特殊的化合物分子，构成这些分子的材料不是别的什么，而是我们熟悉的原子。当然，这些原子不可能在开始的时候就聚在一起形成生命物质的分子，因为即使两个原子相互接触也需要有一定的机遇，并且需要有合适的外部条件。生命分子都是由大量原子构成的，这么多原子能够碰巧聚在一起形成一个在结构上如此精致、功能上如此复杂的生命大分子，机遇是极其微小的。因此，生命不可能直接由原子聚集在一起形成。
那么，生命是怎样形成的呢？一个简单而且合理的猜测是，最基本的几种元素的原子在一定的外界条件下结合成一些相对地说较为简单的有机物小分子，然后通过漫长的化学演化过程产生出生命。这个猜想的部分证实是20世纪生命科学的一个重大进展。
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