简单818这个世界的真相，种种细思极恐细节
但是宇宙规律决定了生物只能在我们这样一个尺度上出现。
如果人类微缩到分子的尺度，那么人类的一切活动必须与分子内部强大的化学键相抗衡。比如现实世界中我们咬一口馒头好像很简单，但是在微缩人类那里，就需要把一个原子从分子上分离下来。
这可要了命了。化学键是连接着分子内各原子的作用力，拆散化学键需要人类发出足够大的能量。人类可以模拟分子热运动，在宏观上表现为加热，在微观上就是用极快的速度撞击我们想要操作的分子使其破裂。也可以模拟光照，用带高能量的光子轰击目标分子，使分子轨道能级发生跃迁。想象一下，为了咬一口馒头，你需要用极快的速度出拳狠狠打在馒头上，然后趁馒头懵逼的瞬间把打飞出来的一小块馒头赶紧吞下去，要是晚了一微秒还得再打一拳。或者发出激光去烤这个馒头把馒头烤化，趁馒头化掉的时候咬一口……这馒头吃下去真累。
如果人类微缩到分子的尺度，那么人类的一切活动必须与分子内部强大的化学键相抗衡。比如现实世界中我们咬一口馒头好像很简单，但是在微缩人类那里，就需要把一个原子从分子上分离下来。
这可要了命了。化学键是连接着分子内各原子的作用力，拆散化学键需要人类发出足够大的能量。人类可以模拟分子热运动，在宏观上表现为加热，在微观上就是用极快的速度撞击我们想要操作的分子使其破裂。也可以模拟光照，用带高能量的光子轰击目标分子，使分子轨道能级发生跃迁。想象一下，为了咬一口馒头，你需要用极快的速度出拳狠狠打在馒头上，然后趁馒头懵逼的瞬间把打飞出来的一小块馒头赶紧吞下去，要是晚了一微秒还得再打一拳。或者发出激光去烤这个馒头把馒头烤化，趁馒头化掉的时候咬一口……这馒头吃下去真累。
而且到了分子层面上，就要考虑布朗运动的影响。布朗运动是一种无规则的热运动，相当于你靠近馒头的时候，你自己在无规则地满天乱飞，馒头也在无规则地满天乱飞，你能不能吃到馒头要靠运气。啥时候你和馒头撞到一起，你才有机会咬到馒头。
如果人类继续变小，到达电子、夸克的尺度，活下去是不是能简单一点呢？恭喜你，原子核内部的强核力比组成化学键的电磁力强137倍，只有核裂变才能把原子核拆散开来。而且这时由于微观粒子体现出波动性，要考虑量子特性，然而量子的随机涨落会使得生物的遗传物质产生巨大的随机性，也就是说人类生的孩子不一定还是人类，可能是别的不可名状之物。这样的话，已经不符合生物的定义了。
如果人类继续变小，到达电子、夸克的尺度，活下去是不是能简单一点呢？恭喜你，原子核内部的强核力比组成化学键的电磁力强137倍，只有核裂变才能把原子核拆散开来。而且这时由于微观粒子体现出波动性，要考虑量子特性，然而量子的随机涨落会使得生物的遗传物质产生巨大的随机性，也就是说人类生的孩子不一定还是人类，可能是别的不可名状之物。这样的话，已经不符合生物的定义了。
那么如果把生物放大到星球、星系的尺度呢？到了这时，引力的影响已经不可忽略，生物的每一个动作都要克服巨大的引力。宇宙中任何速度都不能超越光速，但是光的速度相对于星系的尺寸来说太小了，这就使得生物体内的物质循环无比缓慢。生物的繁殖也是个问题，星球甚至星系内部包含了无比庞大的信息，根据亲代复制出子代是一项无法想象的庞大工程……
总之，由于宇宙种种规律的限制，生物的大小被限制在我们熟悉的尺度上。正因如此，生物的新陈代谢是分子尺度的化学反应，而非质子中子尺度的核反应或者宏观世界尺度的其他物理变化。
总之，由于宇宙种种规律的限制，生物的大小被限制在我们熟悉的尺度上。正因如此，生物的新陈代谢是分子尺度的化学反应，而非质子中子尺度的核反应或者宏观世界尺度的其他物理变化。
二，液体
我们所在的世界是由分子组成的，分子之间的化学反应构成了生物的新陈代谢。我们把第一个细胞看做生物诞生的标志，而细胞是一个囊泡，一层选择透过性的流动生物膜把细胞和细胞外部的自然环境隔绝开来。
细胞膜是一层流动的膜，我们可以想象一个空气中的肥皂泡，肥皂泡是由液体组成的，如果我们仔细观察，能看见肥皂泡上流动的七彩闪光。细胞膜内部是水，与细胞膜构造相同的生物膜组成了各种细胞器，在水中完成各种生理过程。可以说，细胞是液态的。
我们所在的世界是由分子组成的，分子之间的化学反应构成了生物的新陈代谢。我们把第一个细胞看做生物诞生的标志，而细胞是一个囊泡，一层选择透过性的流动生物膜把细胞和细胞外部的自然环境隔绝开来。
细胞膜是一层流动的膜，我们可以想象一个空气中的肥皂泡，肥皂泡是由液体组成的，如果我们仔细观察，能看见肥皂泡上流动的七彩闪光。细胞膜内部是水，与细胞膜构造相同的生物膜组成了各种细胞器，在水中完成各种生理过程。可以说，细胞是液态的。
我们知道，自然界中的物质有固态、液态、气态、等离子态四态。那么除了我们熟悉的细胞以外，生命能否出现其他形式呢？
由于生物的新陈代谢无一例外，全部由化学反应组成——更小尺度的核反应和更大尺度的宏观世界物理变化已经在第一章被我们否决了。那么在生物可能的四态——固态、液态、气态和等离子态中，无法形成分子的等离子态就率先被排除了。
（等离子态最常见的形式：火）
由于生物的新陈代谢无一例外，全部由化学反应组成——更小尺度的核反应和更大尺度的宏观世界物理变化已经在第一章被我们否决了。那么在生物可能的四态——固态、液态、气态和等离子态中，无法形成分子的等离子态就率先被排除了。
（等离子态最常见的形式：火）
下一个被排除的是固体。原因很简单，化学反应的本质是粒子的相互碰撞，然而组成固体的分子之间作用力很大，导致这些分子只能在原有位置附近振动，很难与周围其他分子发生碰撞。而流体中的分子能够自由运动，这就使得化学反应容易实现。我们又排除了气体，因为气体能够无限膨胀，无法产生足够将气体分子吸引在一起的力，所以气态生物的组成部分会很快逸散掉，化学反应的原料会飘散到各种地方，不能很好地互相接触。
因此生命的化学反应必定发生在液体溶剂中。整个宇宙中，含量最多的元素依次为氢、氦、氧、碳、氖、氮、镁、硅、铁、硫，这是由核聚变反应决定的。可想而知，能够产生生命的溶剂一定是含量多的元素组成的、构造简单的液体物质，才能形成足以产生生命的庞大海洋。
由于很多复杂化学反应需要离子的参与，液体溶剂必须是介电常数较高、可以使溶质发生电离的极性溶剂。离子就是带有电荷的粒子，而极性分子的意思就是分子一端带有正电，一端带有负电，这样的结构使得离子能够很好地溶解到溶剂中，方便化学反应的发生。因此我们排除了上述元素的单质，以及液态甲烷、甲硅烷、二氧化碳这类非极性溶剂。剩下的可能的溶剂有：
1，水H20，0℃~100℃
2，液氨NH3，-77.7℃~-33℃
3，液态硫化氢H2S，-85.5℃~-60.4℃
4，液态二氧化氮N02，-11℃~21℃
5，液态二氧化硫S02，-75.5℃~-10℃
（以上物质的熔点沸点均在标准大气压下测得）
由于大量化学反应需要溶剂提供质子（H+离子），可能只有H20，NH3，H2S能够满足生物产生的要求。
在地球的温度和压强下，水是最大量、介电常数最高、最适合的极性溶剂，因此地球生命一定会在水中诞生。从宇宙的角度来说，氢和氧两种元素占了总元素的99%，因此氢和氧的化合物——水，一定是最常见的生物溶剂。
由于很多复杂化学反应需要离子的参与，液体溶剂必须是介电常数较高、可以使溶质发生电离的极性溶剂。离子就是带有电荷的粒子，而极性分子的意思就是分子一端带有正电，一端带有负电，这样的结构使得离子能够很好地溶解到溶剂中，方便化学反应的发生。因此我们排除了上述元素的单质，以及液态甲烷、甲硅烷、二氧化碳这类非极性溶剂。剩下的可能的溶剂有：
1，水H20，0℃~100℃
2，液氨NH3，-77.7℃~-33℃
3，液态硫化氢H2S，-85.5℃~-60.4℃
4，液态二氧化氮N02，-11℃~21℃
5，液态二氧化硫S02，-75.5℃~-10℃
（以上物质的熔点沸点均在标准大气压下测得）
由于大量化学反应需要溶剂提供质子（H+离子），可能只有H20，NH3，H2S能够满足生物产生的要求。
在地球的温度和压强下，水是最大量、介电常数最高、最适合的极性溶剂，因此地球生命一定会在水中诞生。从宇宙的角度来说，氢和氧两种元素占了总元素的99%，因此氢和氧的化合物——水，一定是最常见的生物溶剂。
三，碳基
我们知道，地球上的生物都是“碳基”生物。生物的骨架是由碳碳键连接组成的蛋白质，生物的能量来自于碳链组成的有机物，生物的遗传信息是碳搭建的大分子。我将要说明，为什么生物只有“碳基”这一种形式，而“硅基”生物只可能存在于科幻小说中。
http://img3.laibafile.cn/p/m/307421103.jpg（人类想象的硅基生命）
对于生物来说，组成其身体的主要物质必须性质足够稳定，才能应付自然界中种种化学变化。又要足够活泼，才能方便地参与身体中的复杂化学反应。这样的宏观性质表现在微观上，可以用电负性来帮助描述。
我们知道，地球上的生物都是“碳基”生物。生物的骨架是由碳碳键连接组成的蛋白质，生物的能量来自于碳链组成的有机物，生物的遗传信息是碳搭建的大分子。我将要说明，为什么生物只有“碳基”这一种形式，而“硅基”生物只可能存在于科幻小说中。
http://img3.laibafile.cn/p/m/307421103.jpg（人类想象的硅基生命）
对于生物来说，组成其身体的主要物质必须性质足够稳定，才能应付自然界中种种化学变化。又要足够活泼，才能方便地参与身体中的复杂化学反应。这样的宏观性质表现在微观上，可以用电负性来帮助描述。
电负性是原子核吸引电子的能力。我们知道分子由原子组成，而把原子连接起来的就是化学键。化学键的本质就是电磁力，因此，电负性就表现了这种元素的化学性质。我们可以看到各种元素的电负性大小，列表如下。
（Allen光谱电负性表）
可以看到，碳C的电负性约2.5，而硅Si的电负性约1.9，相差很大，这也导致碳和硅的化学性质大大不同。碳原子与氢原子可以很稳定地结合，比如甲烷，它的分子式是CH4，长这个样子。
甲烷化学性质稳定，与氧气混合也不会自燃，需要用火花点燃。然而如果我们把甲烷中心的碳原子替换成硅原子，就成了甲硅烷，它的化学性质极为活泼，在零下180摄氏度也能与氧气发生爆炸，几乎无法在自然界中稳定存在。
可以看到，碳C的电负性约2.5，而硅Si的电负性约1.9，相差很大，这也导致碳和硅的化学性质大大不同。碳原子与氢原子可以很稳定地结合，比如甲烷，它的分子式是CH4，长这个样子。
甲烷化学性质稳定，与氧气混合也不会自燃，需要用火花点燃。然而如果我们把甲烷中心的碳原子替换成硅原子，就成了甲硅烷，它的化学性质极为活泼，在零下180摄氏度也能与氧气发生爆炸，几乎无法在自然界中稳定存在。
碳原子之间可以连接成长链，像这样
而硅原子之间形成长链十分困难，很容易断裂。人工合成出来相对稳定的只有两三个硅原子组成的硅链，然而生物体内最简单的物质比如葡萄糖，也由六个碳连接组成。
而硅原子之间形成长链十分困难，很容易断裂。人工合成出来相对稳定的只有两三个硅原子组成的硅链，然而生物体内最简单的物质比如葡萄糖，也由六个碳连接组成。
有人提出如果用氧原子来连接两个硅原子，可以形成比较稳定的硅-氧-硅的长链。但是在生物化学中，相邻的两个碳上连接的基团发生的化学反应占了很大一部分。而硅-氧-硅链由于中间隔了一个氧原子，导致硅原子不相邻，那么它们上面连接的基团无法互相接触，也就无法发生反应。
我们可以回到上面的电负性表，在碳所在的第四主族，从碳向下数，电负性依次减小，可见只有碳才能构成生物。
我们可以回到上面的电负性表，在碳所在的第四主族，从碳向下数，电负性依次减小，可见只有碳才能构成生物。
等一下，大家要问了。磷P、硫S、硒Se、碘I的电负性都与2.5很接近，并且磷和硫都能组成长链。它们有没有可能代替碳，成为生物的骨架？
我们可以参考下面这张图。
碳C的周围有四个电子，每个电子都可以与其他原子相连，所以碳可以伸出四只小手去拉别的原子，形成四根键。碳是所有元素中成键能力最强的元素，因此碳的化合物千变万化，能够形成数千万种有机物，而其他的无机化合物总共只有数十万种。
磷P的周围有五个电子，其中两个电子形成了一对，不与其他原子相连。剩下三个电子，就是三只小手。为什么它不能形成五根键呢？其实也是可以的，但是同一个磷原子周围连了五个其他原子，太挤了，导致化学性质不稳定，所以我们不去考虑。
磷只能形成三根键，与碳相比，构造的可能性大大减少，因此人们更多地去寻找“硅基”生命而非“磷基”生命，因为硅和碳处于同一主族，也可以成四根键。
硫S的周围有六个电子，只能伸出两只小手。而碘I的周围有七个电子，只能伸出一只手。所以硫只能形成一根长链，而碘无法成链，更加没有办法形成足以构成生命的复杂结构。
综上所述，碳基生物是可能性最大的生命形式，也是人类目前唯一发现的生命形式。
我们可以参考下面这张图。
碳C的周围有四个电子，每个电子都可以与其他原子相连，所以碳可以伸出四只小手去拉别的原子，形成四根键。碳是所有元素中成键能力最强的元素，因此碳的化合物千变万化，能够形成数千万种有机物，而其他的无机化合物总共只有数十万种。
磷P的周围有五个电子，其中两个电子形成了一对，不与其他原子相连。剩下三个电子，就是三只小手。为什么它不能形成五根键呢？其实也是可以的，但是同一个磷原子周围连了五个其他原子，太挤了，导致化学性质不稳定，所以我们不去考虑。
磷只能形成三根键，与碳相比，构造的可能性大大减少，因此人们更多地去寻找“硅基”生命而非“磷基”生命，因为硅和碳处于同一主族，也可以成四根键。
硫S的周围有六个电子，只能伸出两只小手。而碘I的周围有七个电子，只能伸出一只手。所以硫只能形成一根长链，而碘无法成链，更加没有办法形成足以构成生命的复杂结构。
综上所述，碳基生物是可能性最大的生命形式，也是人类目前唯一发现的生命形式。
四，只要我变得足够多，你就打不死我
我在前面用了大量的篇幅来说明为何生命表现为我们所熟知的形式：由分子组成，液态，以碳的有机化合物为主要组成部分。
在37亿年前的最初的海洋里，经过岩浆喷发、海底火山、打雷、彗星撞地球等复杂的化学反应，逐渐产生了尿素、氨基酸等简单有机物。这些有机物经过漫长的时间，又出于某种机缘巧合，组合成最初的细胞。
这个细胞里，除了一层薄而脆弱的细胞膜，和膜内包裹的一些化学物质以外，一无所有。
而这个细胞，作为一切生物的老祖宗，被赋予了一个神圣的任务。
那就是——活下去。
不只是自己活下去，而且是要带领整个种族，活下去。
（我们知道进化出大脑之前大部分生物没有意识和思考，并且进化的方向是自然选择的过程而非生物主动选择的，楼主在这里是为了便于讲述而采用这种叙事方式）
我在前面用了大量的篇幅来说明为何生命表现为我们所熟知的形式：由分子组成，液态，以碳的有机化合物为主要组成部分。
在37亿年前的最初的海洋里，经过岩浆喷发、海底火山、打雷、彗星撞地球等复杂的化学反应，逐渐产生了尿素、氨基酸等简单有机物。这些有机物经过漫长的时间，又出于某种机缘巧合，组合成最初的细胞。
这个细胞里，除了一层薄而脆弱的细胞膜，和膜内包裹的一些化学物质以外，一无所有。
而这个细胞，作为一切生物的老祖宗，被赋予了一个神圣的任务。
那就是——活下去。
不只是自己活下去，而且是要带领整个种族，活下去。
（我们知道进化出大脑之前大部分生物没有意识和思考，并且进化的方向是自然选择的过程而非生物主动选择的，楼主在这里是为了便于讲述而采用这种叙事方式）
我们能判断是生命的最早化石是澳大利亚Pilbara地质年代35亿年前的Warrawoona群碳质燧石中的叠层石中的丝状细菌。在冥古宙的早雨海代，距今38亿年前，地球气温降低，空气中的水蒸气凝结成雨，大量的雨水带着空气中的各种物质从天而降进入海洋，这场连绵不断的大雨下了五百万年。
古老的海洋暗藏杀机。原始大气中没有氧气，也就没有吸收紫外线的臭氧层，宇宙射线可以轻易刺透大气，杀伤最初的生命。海底火山喷发出大量热量和重金属离子，可以使蛋白质变性，细胞功能丧失。混乱的洋流把细胞带到未知的领域，那里过低或过高的温度使它死无葬生之地。
古老的海洋暗藏杀机。原始大气中没有氧气，也就没有吸收紫外线的臭氧层，宇宙射线可以轻易刺透大气，杀伤最初的生命。海底火山喷发出大量热量和重金属离子，可以使蛋白质变性，细胞功能丧失。混乱的洋流把细胞带到未知的领域，那里过低或过高的温度使它死无葬生之地。
在那个年代，我们的老祖宗——最初的细胞，它的身体构造太简单了。它没有厚厚的皮肤去防御射线，没有灵巧的双腿躲避危险，也没有精密的产热和血液循环系统以维持体温。它对大自然的杀意毫无防御能力，只能被动挨打。但是，在这样的绝境里，最初的细胞进化了，它掌握了一项令人叹为观止的绝技，那就是复制自己。
让狂风暴雨来得更猛烈些吧！自然哟，你可以轻易杀死我，但是只要我们数量够多，你就不能杀死我们所有人。只要我们还有一息尚存，哪怕只剩下一个幸运活下来的细胞，等待风雨停歇，我们就会重新复制自己，繁衍出整个家庭。
让狂风暴雨来得更猛烈些吧！自然哟，你可以轻易杀死我，但是只要我们数量够多，你就不能杀死我们所有人。只要我们还有一息尚存，哪怕只剩下一个幸运活下来的细胞，等待风雨停歇，我们就会重新复制自己，繁衍出整个家庭。
利用身体里的物质，它把自己的全部信息写成了一根RNA长链。生物膜的组成原理，如何吸收海洋中的有机物，身体中发生的所有化学反应，遗传物质如何破译如何重载……它把自己对这个黑暗世界所知的一切，写到这根长链上。
然后，最初的细胞开始了这项伟大的工程。它以已经写好的RNA为模板，复制出了另一根RNA链。随后，它把自己的身体缓缓撕裂成两份。它没有眼睛，感受不到光，也没有神经，感受不到疼痛。它也没有意识，不知道自己的生命正在一点一点消失，变成两个全新的个体。
这一切都在无声无息中发生，却又惊天动地。亿万年后的今天，我们知道，那个细胞之所以被称作“最初的生命”，不是在其诞生的时刻就被叫做生命，而是在它死亡的一刻才被称为生命。它的伟大死亡带来的，是两个生命的新生，以此决定的生命形式一直延续到今天，从未改变。
然后，最初的细胞开始了这项伟大的工程。它以已经写好的RNA为模板，复制出了另一根RNA链。随后，它把自己的身体缓缓撕裂成两份。它没有眼睛，感受不到光，也没有神经，感受不到疼痛。它也没有意识，不知道自己的生命正在一点一点消失，变成两个全新的个体。
这一切都在无声无息中发生，却又惊天动地。亿万年后的今天，我们知道，那个细胞之所以被称作“最初的生命”，不是在其诞生的时刻就被叫做生命，而是在它死亡的一刻才被称为生命。它的伟大死亡带来的，是两个生命的新生，以此决定的生命形式一直延续到今天，从未改变。
生命的样子一代一代发生着改变，但是对于大自然的恐惧亘古不变。生物继承了初代祖先绝境中爆发出的繁殖欲，所以我们看到，从最渺小的细菌病毒到庞大的大象蓝鲸，只要环境合适，就开始疯狂繁殖。繁殖是手无寸铁的弱小生物面对强大自然淫威的最终保命措施，繁殖是弱者的最后挣扎。
放在人类社会中，这条规律也是同样的。我在《物质》篇得出了文明疆域和人口无关的结论，正如食物链顶端的老虎靠的是尖牙利爪而非庞大的数量，文明之所以强大靠的是科技而非人口。但是人口为弱势文明提供了存活的可能性，蟑螂依靠腐烂残渣为食却凭借强大的繁殖能力存活四亿年，阿三这样的逗比文明仗着人数多居然能存活到现代。
放在人类社会中，这条规律也是同样的。我在《物质》篇得出了文明疆域和人口无关的结论，正如食物链顶端的老虎靠的是尖牙利爪而非庞大的数量，文明之所以强大靠的是科技而非人口。但是人口为弱势文明提供了存活的可能性，蟑螂依靠腐烂残渣为食却凭借强大的繁殖能力存活四亿年，阿三这样的逗比文明仗着人数多居然能存活到现代。
五，吞食一切，为我所用
生命获得的第二项本领，就是物质转化。
最初的生命只有一个细胞膜和一根RNA，自己不会合成有机物。构造身体的那些物质，比如核苷酸、氨基酸、脂质等，需要从原始海洋中获取。由于相似相溶的原理，细胞由有机物构成，也就能吸收海洋中自然产生的有机物。细胞在海洋中随波逐流地漂浮着，经过漫长的等待，终于体内富集了足够进行分裂的物质，才能进行细胞分裂。
但是这样繁殖的速度太慢了。生物的演化遇到了重大的瓶颈，那就是碳。生命所必需的碳在自然界中大量以二氧化碳和甲烷的形式存在，能够直接被利用的有机物形式的碳太少了。如果能利用大自然中的碳构建自己的身体，那么有机物的积累速度将是质的飞跃。
生命获得的第二项本领，就是物质转化。
最初的生命只有一个细胞膜和一根RNA，自己不会合成有机物。构造身体的那些物质，比如核苷酸、氨基酸、脂质等，需要从原始海洋中获取。由于相似相溶的原理，细胞由有机物构成，也就能吸收海洋中自然产生的有机物。细胞在海洋中随波逐流地漂浮着，经过漫长的等待，终于体内富集了足够进行分裂的物质，才能进行细胞分裂。
但是这样繁殖的速度太慢了。生物的演化遇到了重大的瓶颈，那就是碳。生命所必需的碳在自然界中大量以二氧化碳和甲烷的形式存在，能够直接被利用的有机物形式的碳太少了。如果能利用大自然中的碳构建自己的身体，那么有机物的积累速度将是质的飞跃。