你知道嗎--現代科學中的100個問題

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那麼是哪些較大的分子呢？

1953年，美國化學家米勒決定設法去發現這樣一些較大的分子。他製備了人們認為曾在地球原始大氣中存在過的一些物質的混合物，並確信它是完全無菌的。然後，他用放電作為能源，讓這種混合物接受幾個星期。在這段時間的最後，他發現這個混合物中含有比他開始時使用的分子稍微複雜一些的分子。它們都是生命組織中存在的各種型別的分子，而且包含著一些用於製造重要的化合物（蛋白質）的氨基酸。

從1952年以來，世界上許多研究人員重複做了這個實驗，並做得更加細緻和精巧。他們用多種方法形成了多種分子，然後用這些分子作為形成更復雜的分子的起點。

這樣形成的一些物質都已證明是在直接通向複雜的生命物質——蛋白質和核酸。在這些物質中，沒有發現任何一種物質與具有生命組織特徵的那些物質大不相同。

然而，即使憑藉最寬廣的想象力，迄今也還沒有形成可以稱之為生命的東西，但是科學家目前只是用僅僅幾升液體進行研究，每個階段僅僅幾個星期，而在原始地球上，整個海洋的液體接受陽光照射已達數十億年之久。

在陽光的酷烈照射下，海洋中的分子逐漸地變得越來越複雜，直至最後、由於某種不知道的原因形成了某一個分子，這個分子能夠把較簡單的分子組成像它自身那樣的另一個分子。這樣，生命就開始了，並且延續著，漸漸進化為現在的生命狀態。“生命”的原始形式甚至比今日最簡單的生命形式還要簡單得多，但它們已夠複雜的了。現在科學家正在努力工作，以便填補上面所說的那個“由於某種不知道的原因”的細節。

但生命的出現並不是一種奇蹟，它只不過是因為各種分子沿著一條阻力最少的線索彼此結合起來而已，這一點似乎是十分肯定的，在原始地球的條件下，必然會形成生命，就像鐵在潮溼的空氣裡必然會生鏽那樣。在物理性質上和化學成分上與地球相似的任何其他行星，也會不可避免地出現生命——儘管不一定是有智力的生命。

第92節

一切有生命的東西，從最簡單的細胞到最大的紅杉樹，都包含著水作為它們的最普通的分子。浸在這種水中的是極複雜的分子，稱為蛋白質和核酸，它們似乎具有我們所知道的一切生命的特徵。這些複雜的分子具有由碳原子鏈和環組成的基本結構。幾乎所有的碳上都附有一個或多個氫原子。少數的碳則附有包含著像氧、氮、硫和磷等原子的原子結合體。

用最簡單的話來表達時，我們可以說，就我們所知，生命是由水中的碳氫化合物的衍生物所構成的。

生命能夠由別的東西構成嗎？我們能夠找到某些其他種類的分子來提供生命的複雜性和多樣往嗎？除水以外，還有什麼東西能提供起著生命基礎作用的必要的獨特性質嗎？

我們能想象有什麼像水那樣的東西可以代替水嗎？液態氨（氨水）在性質上與水最相近。在一個比地球冷一些的行星上（例如在木星上）氨是很普通的東西，它可能是液體，而水卻是固體，可以想那裡存在著以氨為基礎的生命。

還有，氫附著在碳鏈上的許多地方，因為它很小，所以它適於附在任何地方，附在任何狹窄的角落或縫隙裡。氟原子在某些方面像氫原子，幾乎跟氫原子一樣小。碳氟作合物的組成和化學性質與碳氫化合物的組成和化學性質有些相似，只不過，碳氟化合物比碳氫化合物穩定得多。

然而，也許在一個比地球熱一些的行星上存在著以碳氟化合物為基礎的生命。

但是，碳原子的情況又是怎樣的呢？有什麼東西能代替它嗎？碳原子能夠以四面附著在四個不同的原子上（包括別的碳原子）。由於碳原子非常小，相鄰的碳原子非常接近，中心連著中心，形成一種牢固的鍵。正是這種鍵使得碳原子的長鏈和環處於穩定狀態。

矽最像碳。矽原子也能以四個不同的方向附著在四個不同的原子上。然而，矽原子大於碳原子，因此，矽原子與矽原子的結合物不如碳原子與碳原子的結合物穩定。矽原子的長鏈和環存在的可能性遠遠小於碳原子的長鏈和環。

可能有一種由矽原子與氧原子交替排列而成的複雜的長原子鏈；每一矽原子上可能附有兩個其他的原子或者原子團，這種分子稱為“矽酮”。

碳氫化合物原子團或碳氟化合物原子團可能附著在矽酮分子上，這些結合物可能產生這樣的一些分子，它們的大小、精緻和靈活性足以形成生命的基礎