備忘稿
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大綱
1
「生命」── 看看自己
  • 我們目前只知道一種形式的生命,也就是地球上的這種
  •  極度複雜   卻又不可思議的簡單
     天體、物體、生命體→原子、分子
  • 用我們知道的唯一生命形態去推測其他可能,是極不可靠的。
    然而用「1」去外差,即使誤差會很大,卻總勝過用「0」去推測!
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"生命是一堆原子、分子,只是..."
  • 生命是一堆原子、分子,只是物質形態的一種,以致在根本上可以用物理、化學來描述?
  • 還是得有「靈氣」才行?
  • But, but … 靈氣是甚麼呢?
  • 生命的定義?一說就錯?
    看了就知道?!
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生命的特徵 ──
  • 繁衍 (to reproduce) 與 演化 (to evolve)
     「生命的意義在創造宇宙繼起之生命」!
  •     火呢?汽車呢?電腦呢?太陽呢?
  • 設想登陸某外星世界,如何尋找繁衍與演化的證據呢?
  • 構成生命的是哪些(種)原子、分子?
  • 產生哪些(種)化學反應?
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"以成分來說,生物與恆星..."
  • 以成分來說,生物與恆星相似的程度更甚於所在的地球!
  •    ∴ 地球生命是由隨處可得的元素構成的
  • 就我們所知,宇宙其他地方的化學及物理和我們這裡是一樣的
  •        宇宙別的地方要形成生命,
        起碼在材料上不虞匱乏
  • 絕大多數生命體由少數
    幾種簡單的分子構成
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"碳、氫、氧、氮主宰..."
  • 碳、氫、氧、氮主宰生物體組成不是偶然;是因為這些元素具有特殊的性質。週期表
  • 例如碳是「四價元素」,可以和四個其他元素結合,綿延不斷,形成巨型化合物(cf 樂高積木),足以攜帶大量訊息,e.g.,長鏈型碳化合物、DNA
  •  生命的多樣性,來自碳元素的多樣性
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非碳不可嗎?
  • 週期表 其他元素呢?「矽」也很不錯含量比碳少
       但,看看地球表面
       嘿,電腦病毒算不算一種生命反應?
  • 碳化學需要「適中」的溫度
  • 提供溫度(能源)的重要!
  • 維持溫度(水)的重要!
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"當然,光知道成分不足以..."
  • 當然,光知道成分不足以瞭解生命
  •     成分→簡單分子→複雜分子→器官
  • 地球上的胺機酸單體,除極少數的例外(一些細胞壁的蛋白質),全都是左旋!
  • 非生命的則比例各半
  • 構成生命的分子顯然「很挑」
    è 選擇性地只用一種形式以增加
         化學反應的效率
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"胺基酸可能有幾乎無限..."
  • 胺基酸可能有幾乎無限多種,生物體上常見的卻只有廿種!
  • 不同的蛋白質:不同的胺基酸(一般約百來個),以不同順序組合。可以有20100種可能的蛋白質(比宇宙中所有的原子數還多!)
  • 我們知道的生物體一般製造、使用卻只有不到十萬種蛋白質
        
       生命既簡單又複雜,但極度挑剔!
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"地球上幾乎所有能量皆來自..."
  • 地球上幾乎所有能量皆來自太陽
  • 太陽的能量來自內部的熱融合
    核子反應   (4HàHe+能量)
  • 植物透過光合作用將能量儲存於複雜的化學鍵結中
  • 逆反應就是氧化(燃燒、新陳代謝),將儲存的能量釋放出來,提供生命生存、活動之用
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"某些生物(例如人類及動物..."
  • 某些生物(例如人類及動物)取用儲存在植物中的能量
  • 過程簡單,但使用複雜的結構與方式
    我們吃東西,卻沒有變成那樣東西!
  • 生命在極微觀的原子層面交換、運作
    塵歸塵、土歸土
            在這個層面哪有生死之別呢
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"生命很早就出現在地球"
  • 生命很早就出現在地球
      超過35億年前 比很多恆星壽命都還久!
  • 能夠延續的動力在於穩定而源源不斷的能量供應
  • 這歸因於光合作用,及生物巧妙地取自原本來自太陽的能量
  •    這使得生命得以宇宙
    的時間尺度維續
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