总结 1：早期（冥古宙）地球的环境并不是我们以前以为的那样炽热，充满剧烈的地质活动，而是和今天的样子差不多，只不过缺少氧气。

######第一章 1. 什么是生命

现代的锆石( zircon ,硅酸锆的细微晶体，比砂粒还小，存在于很多岩石中）成分分析结果表明，地球上开始存在海洋的时间点，比我们之前估计的早得多。通过铀同位素年代测定，我们发现，这些极其耐久的晶体有的形成于44亿、40亿年前，后来在沉积岩层中聚集成碎屑沉积物。锆石晶体就像微小的囚笼，困住化学杂质，能反映其形成之际周围的地质环境。早期锆石的化学成分表明，它们形成于相对较低的温度条件下，而且所处的环境存在液态水。这个时代的地质术语是冥古宙(Hadean Period ),艺术复原图曾生动地把它描绘成炼狱般的世界：到处是喷发的火山和沸腾的岩浆海洋。通过锆石晶体获得的线索表明，真实情况可能大不一样，那很可能是一个更为平静的水世界，陆地面积有限。

研究者过去认为，原始大气中充满了气态的甲烷、氢和氨，它们在某种条件下发生反应，形成有机分子。这个场景同样经不起锆石化学成分研究的推敲。多种微量元素（比如铈）以氧化物的形式存在于锆石晶体中。 最早的锆石中铈含量很高 ， 意味着当时的大气大多由火山喷出的氧化物构成 ， 大气成分主要有二氧化碳、 水蒸气、 氮气和二氧化硫。这种混合物的成分与今天的空气大致相似 ， 不同在于前者缺少氧气——一直到很久以后 ， 光合作用问世 ， 氧气才丰富起来。 从几颗零散的锆石晶体中阅读早已消逝的原始世界是什么样子 ， 这可能让这些砂粒担负了太多重任 ， 但总比没有证据好。 这些证据一致描绘出一颗行星 ，** 与我们今天所知的地球惊人相似** 。 偶尔的小行星撞击可能导致部分海洋蒸发 ， 但不太可能影响生活在深海中的任何细菌 （ 如果它们当时已经演化出现）。

总结 2. 维持活细胞的能量供应效率极高，是通过极大量的ATP（三磷酸腺苷）分子水解释放的自由能提供的。人体每天的ATP周转量与我们的体重相当。

第一章 2. 什么是活着

人类并不特殊。 像大肠杆菌（E. coli）这样的细菌 ， 每20分钟就可以分裂一次， 每次分裂都需要消耗500亿个ATP来供应能量 ， 这些 ATP的总质量大约是大肠杆菌细胞自身质量的50、 100倍。 论合成ATP 的速度 ， 它们是人类的4倍。 如果把这种能量供应效率转换成用瓦特计算的功率，数字同样惊人：人类每克组织的功耗大约为2毫瓦，65千克的成人功耗就是130瓦，功率比标准的100瓦灯泡还大一些。这看起来不算太多，但如果以单位质量比较，人类身体每克功率是太阳的一万倍（注意：这当然不是说我们的功率大过核聚变。太阳任何时候都只有极少一部分质量在进行核聚变反应 ）。 与其说生命是闪烁的烛光 ， 不如说生命是喷射的火箭发动机。

总结3. ATP合酶的结构是实实在在的一台“微观机器”，依靠质子流驱动曲轴，转动具有催化能力的旋转头进行。工作方式就像涡轮水力发电机。

第一章 2. 什么是活着

这个巨大的电位势，或称为质子动力，驱动着最令人叹为观止的蛋白质纳米机器：ATP合酶（ATP synthase,图10）。“动力"意味着运动，而ATP合酶确实是一台旋转马达。在ATP合酶中，质子流推动曲轴，曲轴转动具有催化能力的旋转头一正是这些机械力驱动着ATP的合成。 这台蛋白质机器的工作方式就像涡轮水力发电机 ， 在膜对面积蓄的质子就像被水坝拦起来的水。** 质子从膜外回流 ， 就像水流从高处泻下 ，推动涡轮转动。 这真不是诗意泛滥的修辞 ， 而是精确的描述 ， 是这台微观机器的本来面目 **； 即使这样形容 ， 也很难表现出这台蛋白质机器内部惊人的复杂度。我们仍然不知道它的很多工作细节：质子如何与膜内的c 环结合；静电力如何让c环单向旋转；旋转的c环如何扭转曲轴，使催化头发生形变；催化头上面裂隙的开合，又是如何抓住ADP和Pi，并用机械力强制它们结合 ， 生成新的 ATP, 锁定质子承载的能量 。 这是最高级别的精确纳米工程技术 ， 像一件魔法装备 ， 我们研究得越多 ， 它越显得不可思议。 有些人认为它就是上帝存在的证据 ， 我不敢苟同 。 我看到的是自然选择的奇迹 。 但无论它来源于什么 ， 这台机器都是造化的巅峰之作。