地球 PK 人類科學(xué)家
讓我們想象有兩個公司在競爭制造第一個單細胞生物。
其中一家公司擁有一個叫地球的星球,他們的實驗室就是地球本身,擁有地球龐大的資源、能源供應(yīng)和數(shù)億年的時間。而另一家公司則只有狹窄的實驗室,幾只破試管,極其有限的能源和物質(zhì)供應(yīng)以及短暫的數(shù)百年時間(科學(xué)起源到現(xiàn)在也才數(shù)百年而已)。
如果讓你押注,你覺得哪家公司會贏呢?
我想只要不是傻瓜,都會押第一家公司啊,他們啥也不用干,等著就行。
事實正是如此,地球就是在形成后大約數(shù)億年的時間里,誕生了第一個原始細胞,演化至今有了人類。只要條件合適,生命誕生是必然的,就像只要溫度降下去,水就會變成冰。這也是人類探索外太空,認(rèn)為地外生命必然存在的原因所在。現(xiàn)在最大的爭論是,復(fù)雜生命的誕生是否也是必然的。甚至在太陽系中,別的星球或衛(wèi)星上就可能存在生命,當(dāng)然很可能是單細胞生命,而不是外星人。
圖示:疑似有生命跡象的火星隕石。電鏡照片。一些科學(xué)家認(rèn)為這塊隕石上的某些痕跡應(yīng)該是遠古火星單細胞生命存在過留下的痕跡。
為什么科學(xué)家的實驗室還沒有做出第一個單細胞生物,那是因為做實驗很費錢的,沒錢啥都做不成!
至于大自然,它不管干啥事兒,它需要花錢嗎?
它不需要啊,我的朋友,仔細想想是不是這么回事兒。
當(dāng)然除了不花錢之外,它還有非常龐大的實驗規(guī)模,讓我們養(yǎng)成用數(shù)字來思考的習(xí)慣吧。
圖示:對原始地球化學(xué)環(huán)境的猜想,以及生命起源都經(jīng)歷了哪些化學(xué)階段的推測
生命起源本質(zhì)上是個化學(xué)反應(yīng),而且我們現(xiàn)在知道生命來源于水,地球生命是從海洋中起源的,那么海洋中有多少水呢?海洋有大約14億立方千米的水!
而實驗室的一只試管里有能裝多少水呢?
圖示:玻璃試管,有了它才有了真正的化學(xué)
只能裝大約15ml水,等于1.5*10^-2升
而一立方千米相當(dāng)于10^12升,所以一立方千米的海水可以裝滿大約10^14個玻璃試管。每只玻璃試管的重量大約為0.2896kg,那么裝下一立方千米的海水需要2.9*10^13千克玻璃,也就是大約2.9*10^10噸,再轉(zhuǎn)換到通常的萬噸單位,也有2.9*10^6萬噸,即290萬噸。
你可以不用玻璃試管,你可以用玻璃燒杯,玻璃瓶來做實驗,但沒關(guān)系,你要想裝下一立方千米的海水,你就得有消耗足夠多的玻璃,一立方千米的海水需要290萬噸玻璃做的器皿來裝。而2015年全球玻璃產(chǎn)量也才5600萬噸,只夠裝19立方千米海水用的。而且,我們可能把這些玻璃都消耗在實驗中了嗎?當(dāng)然不能,絕大多數(shù)玻璃生產(chǎn)出來,并不是供應(yīng)給科學(xué)家做實驗用的,它們用在建筑上、汽車上等等地方。
圖示:人類生產(chǎn)的玻璃主要用于建筑業(yè)和汽車工業(yè)
而地球擁有14億立方千米的海水,你要把整個地球的海洋都當(dāng)成一個巨大的化學(xué)實驗基地,你立刻就會發(fā)現(xiàn)人類的實驗?zāi)芰偷厍蛳啾龋耆辉谕粋€等級上。除了擁有龐大的海洋外,生命現(xiàn)象是從簡單分子到復(fù)雜分子的轉(zhuǎn)變,這是一個必須消耗的能量的過程,人類現(xiàn)在每年只能生產(chǎn)大約6億兆焦耳的能源。
而地球每年僅僅從太陽那里接受的能源就相當(dāng)于100億億度電,如果將地球接受的所有太陽能分?jǐn)偨o每個人,那么你會得到1.7億度電!一度電一毛錢,你都相當(dāng)于擁有1700萬元的巨款,還是每年1700萬元。
圖示:相對于科學(xué)家在實驗室中消耗的 能源,地球每年從太陽那里得到的能源,可以說近乎無限了。
而且地球花了至少數(shù)億年時間才形成第一個原始細胞,您現(xiàn)在要求人類科學(xué)家在極其拮據(jù)的實驗條件極短的時間中,從無到有完成制造第一個原始細胞的制造,這樣的要求本身就是強人所難呀。
圖示:科學(xué)家對地球生命起源的推測路線圖,從海洋形成到生命起源大約花了八億年時間,其間經(jīng)歷了小有機分子到復(fù)雜有機分子,比如原始核糖核酸和原始多肽,最后形成生命運轉(zhuǎn)的核心聯(lián)盟:核酸-蛋白質(zhì)聯(lián)盟,最后裝上原始細胞膜,第一個原始細胞誕生了,然后它開始分裂繁殖,最終它的子孫后代遍布海洋、河流、湖泊、陸地和天空。
對生命起源的探索
圖示:和地球這個實驗室相比,人類科學(xué)家對生命起源的探索實驗實在太寒酸了,簡直慘不忍睹。
要做一個真正的生命起源實驗,我們需要一個人造星球。
我們的科學(xué)技術(shù)達到了制造一個人造星球的能力了嗎?
還差得很遠很遠很遠
今天就算我們在實驗室里,從簡單的分子開始做出原始的細胞,也很難讓人相信這就是地球生命真實起源的過程。要做真正的生命起源實驗,人類先得學(xué)會如何制造一顆星球。
圖示:無厘頭科幻小說,《銀河系漫游指南》中就有一個真造星工廠,專門接受客戶的星球定制計劃