Shore和Irida的共同旅程

生命的产生是物质-能量演化的自然结果
       我们看看原子的结构，原子由原子核和核外电子组成，原子核一般包括中子和质子，而中子和质子是由夸克组成，对夸克的内部结构的解释现在最前沿的理论就是“ 弦理论”，夸克的内部实际是相互作用的能量，夸克之间借由强相互作用而形成我们传统观念中的“基本粒子”。宇宙爆炸之初，能量演化为中子、质子、电子等基本粒子，这些粒子相互结合形成原子。可想而知，产量最大的就是结构最简单的氢原子（一个质子、一个电子），到现在宇宙中最多的元素还是氢。后来，这些氢逐渐聚集到一起，形成恒星的雏形。由于这些“氢团”的质量导致的时空弯曲，从而产生出引力，因此“氢团”越聚越大，中央压力积聚升高，最后将里面的质子挤到一块——核聚变发生了。基本过程就是1个H3和一个H2聚变为一个He4，多出来的一个中子变成能量释放出来。这样，这些“氢团”中央的温度和压力都飞速升高，产生出来的He元素继续聚变为更大的原子，于是在这些一个个点亮的恒星Baby中，元素周期表前26位的元素便逐渐产生出来了。到了第26位的铁元素，其聚变已经不会释放处能量，反而会消耗能量，因此质量较小的恒星演化到这种程度时，光辉就会散去，成为白矮星，我们的太阳的宿命基本就会是如此的。更大的恒星进入老年期时，其巨大的质量造就的核心超高温超高压环境，会导致突然的核心崩溃，发生爆炸式的反应，在这个反应中，才会产生出比铁还要重的元素，比如金、铀等等。（没想到吧，你的金项链是恒星用它的最后的璀璨换来的。）

      这样，在宇宙大爆炸N久之后的日子里，N多恒星形成-爆炸之后，才形成了我们现在宇宙的大致的元素构成。只有这些元素都形成之后，才有形成“类地生命”的最最基本的基础。
      这里，我们假设地球的生命仅仅起源于地球，而不是某些混蛋期望的什么外星人的杰作。当46亿年前开始，还以一团熔岩的Baby地球逐渐温度降了下来，逐渐有了大气。这个时候，大气的主要成分是CH4，NH3，H2O等还原性成分（根据对现有的其他早期行星的光谱分析而来），在闪电的作用下，这些物质被电离，成为高活性的离子态，相互反应，形成包括氨基酸在内的很多种类的有机物（详见Miller’s Simulations，195X年？）。再经过几十亿年的有机物积累，生命的产生才真正开始。

      总结起来就是，宇宙奇点->能量->基本粒子->H原子->恒星->轻原子->重原子->简单有机物->复杂有机物->类地生命。

早期生命形式的极端多样性
      这里，生命体如何定义呢？按照现有物种（包括病毒）的特征定义，就是具有以下特征的物质集合：1. 可以摄取环境中的物质和能量，并在内部发生有序的化学变化（新陈代谢）；2. 借助外部的物质和能量，可以以一定的介质（遗传物质）将自身的特征保持，并产生仍然具有这种特征及其介质的新个体。
      积累了很多有机物的原始地球海洋，可以称为生命之汤（the soup of life）。在太阳光的紫外线（大气中连氧气都没有，更别说臭氧层）的照射下，里面的反应十分旺盛。我们可以作如下的想象：没准那一天，两个氨基酸就飘到一块去了。后来，形成了一团奇特的物质，它可以借由紫外线提供的能量和由紫外线活化了的化学键，不断地从环境中吸收某种氨基酸，记作AAx。每223个 AAx就会形成一周期的Ω模体，并且维系Ω模体结构的分子间相互作用在存在了223个AAx后就会相互抵消，因而只能形成一个个单独的Ω模体。并且这种对新的Ω模体的形成有着协同促进的作用。这里，Ω模体就可以看做是一种原始生命，它吸收环境中的紫外线能量和AAx物质，并以其自身的结构信息作为遗传介质形成新个体。这和藻类的基本过程是很相似的：吸收可见光和CO2和水，以DNA作为遗传介质，形成新的个体。
      另外还有很多的形式是我一时无法想象的，导致疯牛病的Prion其实就可以看做是一种幸存到现在的早期生命形式。其实Prion并没有“故意”寄生在神经系统的，只是神经系统的条件适合其生长而已。就如我刚才提到的生命之汤几乎适合任何早期生命生长一样。寄生这个概念只是作为寄主才有的概念而已，在 Prion看来，它只是适合于在此地生长而已。
      有经过了十几亿年的演化，“生命之汤”的成分构成也发生了巨大的改变，简单有机物含量被极大地消耗从而大不如前，前面提到的“Ω模体”生物已经很难从环境中获得AAx单体，从而不再有新的个体产生（灭绝）。生命之汤中最早起源的很多生命形式可能都会在此终结，但他们并不是没有意义的：这个过程中“发明”了很多中生化反应和生物过程，并积累了很多复杂的有机物或生命结构，我们的Ω模体没准最后便以别的形式，成为更复杂生命的组成部分；在此过程中，可能发生多种过程的联合，比如多种原始生物互为反应的上下游，从而形成互利共生的关系（这个意义十分巨大，后面详述）；在此过程中，筛选出了很多种子选手，为更复杂的生命形式的形成奠定了基础。

细胞生命的形成并成为地球的主宰
      某种早期生命的代谢产物就是磷脂分子，这些产物漂浮到了海面上，形成了疏水基相对的双分子层。在这油乎乎的海水下面，就是已经高度发展过后的“生命之汤 ”。突然，一阵狂风，海面上顿时浪花朵朵。海水飞到空中，落入海面，溅起很多气泡，正好有一个“泡泡”包住了生命之汤里的一群生命体，而“泡泡”的外层正好是来自于刚才的“油乎乎”的海面。这样，一个由磷脂双分子层包裹的，内含有多种生命过程的原始细胞就出现了。这种事情在当时每天都在发生，但大多数包裹的内容物都是无关的或者不完善的反应体系。而恰好有一天，包裹出来的泡泡里面包含了一个完整的体系，包括能量利用，物质吸收，遗传信息存储的多个原始生命。这些原本独立的原始生命在这里形成互利共生的关系，因此原本的生物群落，被外层的双分子层包裹之后，便成了单一的个体。当然，能成为一个反应体系的“ 细胞”也并不一定能生存下来。只有那些能良好利用外部能量环境，能产生后代，并能稳定遗传亲本特征的细胞才能很好的得以保留。这种随机试错的筛选过程是需要上亿年作为代价的，但一旦有适应环境的细胞产生，它便可以利用良好的“生命之汤”的外部环境，很快地取得优势地位。这样，稳定的细胞生命就诞生了。稳定的细胞生命产生后，由于生存能力的提高，便对生命之汤及整个地球产生了巨大的影响。随着蓝绿藻等合成氧气的生物的产生，大气环境被改造为氧化型大气，产生的氧气在紫外线的电离下形成臭氧层。因此，生命之汤里的紫外线辐射量骤减，失去了紫外线电离作用的很多化学键都纷纷去活化，没有了如初