为什么一堆没有生命的分子组合在一起就变成了有生命的生物？

笑看风云

为什么一堆没有生命的分子组合在一起就变成了有生命的生物？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/430907627

检验医师

生命的本质是一种有序性，物质以该种有序性组织起来后，能够最有效率地利用系统内外吉布斯自由能差，Jeremy England对此做过非平衡态动力学的推导证明，我很喜欢。
这种有序性呈现出很多我们熟知的特点：1. 自我循环复制，尽量多且快地占据吉布斯自由能差的截面；2. 有一定程度的遗传突变以应对外界吉布斯自由能差的变化；3. 吉布斯自由能以物质作为载体流过生命体，因而生命体需要新陈代谢；4. 生命体在演化过程中，在从蛋白质到生命体各个层面，都日趋复杂，形成越来越精致的有序结构。

卡卡

单单就智慧这个东西，已经是处在神学范围了。
就人类现在，在理论上，都不知道智慧是如何产生的
就那么些基本粒子，能够产生自主运动？再带动宏观运动？还能产生思想……
粒子运动，都是遵循物理规律 ，咋就能够自动捕食，摄取能量来运动。
到今天，也没有谁，能够用有机大分子，来产生生命。
如果生命是自然诞生的，那么每个人，只要知道原理，都能造出生命。
在现代刻意营造的条件，都不能创造出生命来，
自然条件下，那是更别想了


自信点，准确说是原子，组成了生命
想想也很奇妙，不过是碳氢化合物，组成了复杂有机大大分子
这些分子自动学会了复制自己，学会了组合，学会变成生命？
其奇妙之处，堪比硅铁等元素，放在那里，自己变成电脑，还自己产生智慧，形成变形金刚那样的机械生命
根本是不可能的。
那说点我觉得可能性更大，概率更高的
一堆人类精细设计的手表零件放进随机翻滚的桶里，滚多久能够组合成为精密的机械表？
一只猴子对着26个字母完全随机敲击，需要多久能够敲出一部莎士比亚？
不可能。
根本就是不可能的事情，一丝可能性都没有。
那为什么这活生生的例子发生了呢？
可能性1:首先最早诞生一个智慧体，可能是意识团，可能是什么幽灵之类的形体，慢慢进化成为超级牛逼的智慧，或者成神了，各自规律科技了如指掌，然后就创造了生命这东西，用分子就跟搭积木一样简单。
可能性2:宇宙是不断循环的，这里生命出现了，就算爆炸了，也能把碎片之类的东西传播出去别的地方，继续演化
可能性3，某些生命不是我们这样的形式，可能他们是高维度生物，有意创造了生命，我们就像纸片人，他们就是类似我们这样的存在
可能性4，这个世界就是虚拟的，就像游戏世界一样。
不论什么可能性，都不可能，是分子自己慢慢变成生命
无意识的东西，如何能够进化出有意识的行动？
原理上就说不通。你说分子自己因为化学性质，会跟别的因素组合，会产生化学反应，会变化
可是这些都是不可持续的，也是不可逆的。
例如一群分子，给你组合成为超级牛逼的蛋白质分子，然后呢？
一个分子会去考虑，哎呀我要复制我自己，我要成为生命？
然后开始找一堆原材料，努力，不懈的创造相同的自己？
我问你动力哪里来？这个想法又是那里来的？谁的脑子想的？
你说不是想的，是化学性质决定的自然化学反应……
问题是化学反应需要前提条件，需要满足条件后才能反应，
例如C+O2=CO2，这是燃烧反应，放热，然后就完了，在自然条件下，CO2是绝对不可能自己变回碳和氧气的
自然状态下，蛋白质放在那里，只会分解腐败，而不是自己去找元素干活
所以，生命绝对是，某智慧生命，精妙的设计后产生的
一堆原子不可能自己变成能够精密工作的生命
一堆零件也绝对不可能在无意识的外力下变成精密的手表零件

卡卡

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清风寡欲

生命是自然选择塑造的信息，是物质的运动模式，其根本特征是自我制造。没有生命的粒子组合起来作为生命信息的物质载体，获得了自我制造的能力，就变成了有生命的生物。在系统性上，生物是自我组织并自我制造的，只要保持信息的延续性即可。
自我制造能力在RNA分子、蛋白质分子的层面就已经存在了。“没有生命的分子”要拆分到核苷酸、氨基酸的层面。

• 早在能称为生命之前，自组织产生的大分子的化学性质就是使用材料进行自组织。能将环境中的无机物和有机物当做材料来组装自身的分子，只要还没有被不适宜的环境因素或彼此的干扰给破坏掉，组装过程就能一直重复执行，组装出来的分子也具备和组装者同样的组装能力。
  

人类可以轻易制造具有这种能力的分子：
成楚旸：会自我复制和进化的分子DNA和RNA能够储存遗传信息，但长链的自发产生需要的化学反应太过缓慢、需要有效的催化剂，在现代生物体内这个任务是蛋白质完成的，而蛋白质是在DNA或RNA指导下合成的，这是个“先有鸡还是先有蛋”的问题。
二十世纪八十年代，人们发现RNA能够折叠来具备一定的结构多样性、行使酶的功能，具备自复制和自组装的可能性。1986年，随着多种RNA核酶催化活性的发现，Walter Gilbert的RNA世界假说应运而生，认为生命起源的第一个分子是RNA。
目前已经发现的RNA分子可以独立地进行遗传信息的储存，可以作为核酶催化各种反应，可以对基因的表达进行调控。

1993年，哈佛大学的科学家在实验室里创造出能执行RNA聚合酶功能的RNA。从那以来，人类制造出的这种RNA的性能不断改善，2016年David P. Horning和Gerald F. Joyce发现的24-3聚合酶几乎能复制任何RNA链并将其扩增万倍。

在RNA的自发产生方面，2009年，Matthew W. Powner等人成功找到了从原始有机物到U、C两种碱基核苷的化学反应过程；2016年，Carell团队破解了从原始有机物到A、G两种碱基核苷的化学反应过程；2019年，Carell团队搞出了能在远古地球的环境条件及简单的无机底物作用下同时产生四种RNA核苷酸的过程。该过程不需要复杂的分离和纯化，即可产生关键的生命组分：


蛋白质同样可以自然形成并在计算机模拟中自组织成链[1]。




在实际的远古地球上，反应物的量和条件是在逐渐改变的，生命需要的有机物会经过一些反应形成并积累下来，例如：


在硼酸的参与下，核糖通过如上的formose反应生成并积累下来。
DNA与RNA结构相似，能形成杂交双链。2018年Angad P. Metha等人[2]构建并表征了一种含有DNA-RNA杂交基因组的大肠杆菌菌株，其基因组中40~50%是RNA。这种大肠杆菌的存活说明DNA-RNA杂交链并不致死。
综上，地球生物可以在远古地球上以天然形成的RNA和蛋白质为基础自发地产生，并允许其中部分物种逐步将遗传物质从RNA替换为DNA。

卡卡

因为生命不是物质的一种根本属性，生命可以理解为物质运动的一种比较复杂的表现形式，也就是说生命的本质是物质的运动，这样非生命和生命就统一起来了，只不过非生命物质的运动比较简单，而生命体内的物质运动复杂。【当然我这个观点有点机械唯物主义的倾向】