大家好！我论文的题目是生命起源的充分必要条件
生命起源的问题是四大起源问题之一。生命之谜不仅是一个科学问题，而且是一个哲学问题。虽然现在科学家已经能了解生物和人的全部基因图谱，但这并不意味着真正理解生命，这还只是知其然，而不知其所以然。这个理解的鸿沟不仅是一个技术问题，更重要的是一个概念的缺失。
2010年美国《科学》杂志发表了一篇文章，说在莫诺湖发现了一种细菌能用砷代替磷合成DNA和其他生物分子。很多科学家认为这对破解生命之谜有重大意义，但我认为，不管这个发现是否真实，这都与生命的本质无关。生命的本质并不体现在组成元素上，而是体现在结构上。生命不仅可以以碳、磷或砷为基础，还可以以硅为基础，如果将来机器人能自复制，它们也是生命。
现有的生物都是由大分子构成，结构异常复杂，即使用现在人类最先进的工业技术也造不出一片树叶。
结构决定功能，生物的复杂功能完全是由DNA的复杂结构决定的。所谓生命之谜就是问复杂结构如何产生，而且这种复杂结构为什么能在亿万年中幸存。
清华大学赵玉芬教授认为磷酰化氨基酸是生命的最小单元。因为她发现当磷酰化氨基酸与核苷酸作用时，生成2’，3’-环磷酰化核苷和氨基酸复合物。这个复合物与另一分子核苷酸作用时，生成二聚核苷酸并释放一分子氨基酸。另一方面，磷酰化氨基酸与一分子氨基酸作用生成磷酰化二肽，然后磷酰化二肽解离成二肽，并释放一分子焦磷酸。这一分子焦磷酸又与核苷二聚时生成的氨基酸结合，生成磷酰化氨基酸，如此循环往复。在这种循环当中，小分子变成了大分子，氨基酸变成了二肽，核苷酸变成二聚核苷酸，然后越来越大，链越来越长，最后形成蛋白质和多聚核苷酸，也就是RNA。
这是一个重要的发现，对揭开生命之谜有重大意义。但我认为磷酰化氨基酸不是生命的最小单元。有三个原因。
第一，当我们找到了生命起源的一种化学方式之后，我们就应该继续追问：有没有第二种方式，第三种方式？这些方式的共性才是生命的本质。
第二，通过这种方式产生复杂结构的速度很慢。原始地球上很难找到催化剂。
第三，这样产生的遗传物质的结构是随机的，大部分都是无序的垃圾DNA，无法指导合成蛋白质。无序的复杂结构无法适应环境，会很快分解成小分子。即使是有序的复杂物质产生以后也很容易分解成小分子，分解了就意味着复杂结构被破坏了。
大分子的DNA和蛋白质首先要能够幸存，然后才能产生细胞，有了单细胞才能产生多细胞和各种生物，这是一个持续进化的过程。一旦所有的复杂物质都被破坏了，进化的过程又要从头开始。
非生物与生物一样也有一个进化的过程，从基本粒子到原子分子，从小分子到大分子。但当非生物进化到大分子以后，就无法继续进化了，因为复杂的大分子产生的速度总是小于被破坏的速度,进化的过程总是从头开始。
所谓生命之谜不光是问复杂物质系统为什么能产生，更主要的是问复杂物质系统为什么能幸存。龟兔赛跑的故事告诉我们，不怕慢，就怕站。只要进化的过程不间断就一定能产生多彩的生物世界和人类社会。
那么生物的复杂结构为什么能够幸存呢？比较高级的生物有再生、免疫等维持结构稳定的柔性功能，但那些原始的生物没有这些功能。那么，这些生物靠什么维持自身结构持续大量的存在呢？
如果我们排列四个字母A、B、C、D，那么可以有24种排列方法。DNA由四种核苷酸组成，每种核苷酸具有不同的碱基。每个DNA分子中都有大量的碱基，排列方式非常多，但只有一种是正确的，排错了，人就会生病或死亡。
生物学家已经了解了大肠杆菌的DNA中的核苷酸的数量，这么多核苷酸如果随意排列，那么排列方式的种类是10的2400000次方。即使有一台智能机器能够对这些可能性以每秒一个的速度进行正确性检验，所需时间也会远远超过宇宙年龄(10的17次方秒)。
因此，弗里德里希·克拉默（Friedrich Cramer）教授认为生命系统中的高度有序是一种极不概然的状态。如果生命是从一系列随机事件中产生的，那么现在就根本不会有生命存在。
克拉默的结论让人感到，只有依靠某个威力无比的神仙才能把这个概率提高到现实的水平。但这又违反了科学精神。怎么办呢？生命之谜就这样一直困扰着人类的智慧。
虽然科学不相信鬼神，但值得庆幸的是，有一位神仙能被科学接受，它的名字叫正反馈。正反馈有多大的神通呢，从印度的一个古老传说中可见一斑：
据说国际象棋发明人是古印度的一个丞相西萨·班·达依尔，舍罕王很喜欢下棋，打算给他重赏。问他想要什么，他说，我想要些麦子。要多少呢？他说：“陛下，请您在这张棋盘的第一个小格内，赏给我一粒麦子，在第二个小格内给两粒，第三格内给四粒，就这样下去，每一小格内都比前一小格加一倍。把64个格摆满就行了。”
国王说：“就这么点儿啊。没问题。”
但没一会儿国王就发现，把印度的粮食都给他，也不够。原来麦粒的总数是：264-1
如果造一个仓库来存放这些麦子，仓库高2米，宽4米，那么仓库的长度是150，000，000千米，约等于地球到太阳的距离。
在这个例子中，麦粒的数量随棋格数的增长而急剧增长，形成突变，突变的原因就是正反馈。因为基数越大，增长量越大，增长量越大，基数越大；就是我们常说的恶性循环。正反馈有这么大的神通，克拉默教授的难题还不能解决吗？
与非生物不同的是，生物能够大量繁殖。繁殖是一种正反馈，结果是数量的指数增长，就像原子弹爆炸一样。原子弹爆炸就是正反馈造成的指数增长。我们见过满地的蟑螂，鼠灾，蝗灾，还有人口爆炸，这就是繁殖的力量。
细菌和病毒的数量就更多了。大肠杆菌每20分钟自复制一次，达到10的2400000次方大约需要304年。在生物进化的过程中是一个短暂的瞬间。而且它没有必要达到这个数量级。
为什么生物能够持续进化？就是因为有自复制，自复制使复杂个体的数量急剧增长，任何灾难都很难使它们灭绝，复杂结构总能幸存，于是进化的过程就能持续进行。
另一方面，自复制使生物变异的速度加快了。变异就是化学反应，生物的变异和非生物的变异没有本质区别。但大分子非生物的变异只在少数个体中进行，而生物的变异可以在无数个体中同时进行，于是产生复杂有序结构的概率就提高了。
一个简单生物自复制以后变成几千亿个简单生物。它们都有可能发生变异。变异的结果当中可能只有一个产生了复杂有序的结构，其他都是无序的，然后这些无序的结构都被淘汰。剩下的这一个有序的生物很快又大量复制，又变成千亿、万亿个复杂生物。然后它们继续变异，产生更复杂的物质。
这种自然选择的过程我们都很熟悉，但以前大家都没有注意到，变异和自然选择都不是稀缺条件，只有自复制是稀缺资源。变异和自然选择都不是生物特有的，非生物也有变异和自然选择，只有自复制是生物特有的。
所谓自然选择就是破坏，把功能差的系统摧毁，自然选择本身没有一点建设性的作用。所以如果只有自然选择而没有过度繁殖的话，就不会有生物的起源和进化。
所以自复制是生物与非生物的本质区别，能自复制就有生命，不能自复制就没有生命。生物能持续进化，所以能产生异常复杂的结构和各种神奇的功能。非生物不能持续进化，所以非生物都是简单结构，永远是死的东西。
生命产生的充分必要条件可归结为：
1.某种物质在自然条件下具有自复制的功能；
2.这种物质能适应某种自然环境，即能通过指数增长实现数量的突变。
满足这些条件的物质一定是生命，不管它是否由蛋白质和DNA组成，也不管它是否含有碳和磷等元素，甚至不管它能不能进行新陈代谢。所以这些条件是生命产生的充分条件。
同时这也是必要条件。因为生物的功能虽然有很多，如新陈代谢、生长、发育、应激性等，但不是每一种生物都具有所有这些功能。只有自然条件下的自复制或称繁殖是所有生物都具有的功能。所以自然条件下的自复制是一切生物产生的必要条件。
然后便可引出生命的定义：生命物质（生物）就是一种具有特殊结构且比较稳定的复杂物质系统,这种结构使它具有在自然条件下通过自复制等正反馈运动维持自身结构幸存的功能。
所谓生命力（或称生命）就是依靠自身的功能，保持自身结构幸存的能力。