烧瓶里的原始地球

真正为灵魂论和活力论钉死棺材板，在物质层面彻底葬送生命特殊论的，是大名鼎鼎的米勒-尤里实验。

1952年，美国芝加哥大学的博士新生斯坦利·米勒（Stanley Miller）对地球生命的起源问题产生了浓厚的兴趣。他说服了自己的导师、诺贝尔化学奖获得者哈罗德·尤里（Harold Urey），设计了一个即便在今天看来也有点科幻色彩的实验。

米勒的野心是在小小的实验室里模拟原始地球的环境，看看在那种环境里，构成生命的物质能否从无到有地自然产生。可以看出，米勒的目标比单纯在实验室里合成某种“活力”物质要激进得多。他的希望是检验在远古地球环境中，各种“活力”物质能否自发地出现。

根据当时人们对原始地球环境的猜测，米勒搭了一个略显简陋的实验装置（见图1-6）。他在一个大烧瓶里装上水，点上酒精灯不断加热，模拟沸腾的海洋。他还在装置里通进氢气、甲烷和氨气，模拟上古时代的地球大气。米勒还在烧瓶里不断点燃电火花，模拟远古地球大气的闪电。实验的真实情景可以想象：在酒精灯的炙烤下，“海水”不断蒸腾，浓密的水蒸气升入“大气”，形成厚厚的云层。浓云中雷鸣电闪，暴雨倾盆，又在不断搅动沸腾的“海洋”。这套简单的装置，可以说是米勒对原始地球环境一种非常简单、非常粗糙的还原。

图1-6 著名的米勒-尤里实验（Miller-Urey experiment）。米勒让水在通电的气体烧瓶（左上）和加热的液体烧瓶（右下）之间循环往复，从而模拟了原始地球海水沸腾、电闪雷鸣、暴雨倾盆的情景

短短一天之后，某些奇怪的事情就发生了——烧瓶里的水不再澄清，而是变成了淡淡的粉红色，一定有某些全新的物质生成了。即便有这样的心理准备，当一周之后米勒停止加热，关掉电源，从烧瓶里取出“海水”进行分析的时候，结果还是大大出乎他的意料。海水中出现了许多全新的化学物质，甚至包括五种氨基酸分子！

众所周知，氨基酸是构成蛋白质分子的基本单位。地球上所有生命体中的蛋白质分子，都是由20种氨基酸分子排列组合而成的。而蛋白质是什么？蛋白质是组成地球生命的重要物质，人体内蛋白质分子占到了体重的20%，仅仅少于水分所占的比例。在人体的每一个细胞里，都有超过10亿个蛋白质分子驱动着几乎全部生命所需的化学反应：支撑细胞结构、传递细胞信号、复制和翻译遗传信息、产生和消耗能量，等等。说氨基酸分子是构成地球生命的基石，一点也不为过。

米勒只需要短短一周，就在一个容量不过几升的瓶子里制造出了氨基酸，那么在几十亿年前的浩瀚原始海洋里，在数千万年甚至上亿年的时间尺度里，从无到有地构造出生命现象蕴含的全部化学反应，制造出生命所需的所有物质，乃至创造出生命本身，是不是也就不是那么难以想象了？既然如此，我们哪里还需要生命特殊论？至少在物质构成的角度上，包括人类在内的地球生命，并没有什么特殊之处。灵魂也好，活力也好，瞬间变成了多余的假说。

当然，用今天的眼光看，米勒-尤里实验的设计和解读是有不少缺憾和问题的。在2007年米勒去世后，他的学生仔细分析了20世纪50年代留下的烧瓶样本，证明其中含有的氨基酸种类要远多于最初发现的五种——甚至可能多至三四十种。这一发现更强有力地说明了制造构成地球生命的物质并非一件很困难的事情。但是另一方面，今天的研究者倾向于认为早期地球大气根本没有多少氨气、甲烷和氢气，反而是二氧化硫、硫化氢、二氧化碳和氮气更多。因此米勒-尤里实验的基本假设就是错误的。当然，后来的科学家（包括米勒的学生）也证明了即便是在这样的条件下，只需要加一些限定，仍然可以很快地制造出氨基酸。

作为经典的自然课演示实验，米勒-尤里实验在全世界的课堂上被重复过成千上万次。烧瓶里沸腾翻滚的液体，不时击穿浓浓烟雾的电火花，成为许多孩子认识生命现象的第一课。