中國的道家學說認為，萬物源於同一種力量。這種力量極化後，一生二，二生三，三生萬物。事實上，自然世界中，水和火的確是早期生命演化的主要原因。水不僅是大氣中氧的來源，也是生命的載體。海水在火山的持續噴發中翻騰，攪動這一鍋原始的化合物湯，促成了最早的有機分子的演進。氣候或晝夜的週期性變遷使水分蒸發，某些淺灘處化合物湯日趨濃縮，有機分子聚集起來。有機分子聚集，沉澱，並形成較大分子。這些大分子從環境中吸收小分子，形成自己的複製體。有機分子鏈一旦突破自我複製的奇點，就開始具備跨越有限生命的機會，一旦複製規模足夠大，具備了產生多樣性的機會，就能獲得更多環境適應性。在自複製迴圈和緩慢突變中，生命不可避免地出現了。

1 碰撞中聚合

地熱熔岩噴口在海底廣泛存在，但大多深達數千米，人類無法親眼目睹。但是在冰島沿岸的淺海中，至今能看到海底聳立著巨人般的熔岩柱，熱液自柱頂噴湧而出。熔融狀的地幔是地球早期熱核反應的產物，後者也是促成多種物質生成的能量來源。驅動地下水被熔融岩石加熱後，從噴口噴湧而出，與冰冷海水形成冷熱鋒面，鋒面上翻騰著數百萬的碎屑。這些分子在洶湧噴出中形成質子風暴，反覆地相互轟擊，使濃縮的有機分子聚合成更大的分子。原子、分子被質子風暴加速後，促使碳、氫、氧、氮、磷等形成了複雜的化合物，如磷酸鹽，甲烷，二氧化碳。空氣中的含氮分子進入海水，形成含氮無機分子。潛水員在各地海地熱泉的噴口附近，都能收集到富含碳、磷、硫的無機分子。

數十億年前的海灘上，由於地質活動更劇烈，有更多濃湯組成的熱液池子。海水週期性地蒸發，使有機物含量劇增。此時，池子底部的熱液出口在被轟擊中聚整合有機物團塊，高濃度的有機物再次被自然蒸發所濃縮，最後成為進一步聚合的物質基礎。

這個假說目前被部分證實，米勒.尤列實驗用NH3 + CO + H2O這三種還原性大氣成分，透過鐳射與電擊，在瓶子裡的人造海水中製造出了ATGC全部4種鹼基。比如，胸腺嘧啶T易溶於熱水，在低於335攝氏度液體中即可長期存續。顯然，米勒打破了無機物和有機物之間的界限，在分子層面，證實了封閉空間自然進化可能。

脫氧核糖和磷酸交替排列的大分子也具備自我堆疊的的特性。正是電磁力的作用，遊離鹼基被吸附成為脫氧核糖鏈的一部分。雖然完整RNA的自然進化過程至今未被實驗室驗證，但假說有很多。有些區域，引力促使這些有機分子聚集，並被無機鹽催化合成複雜有機分子。微妙之處在於：ATGC四種鹼基彼此可以配對連線，A、T兩種鹼基分子之間還可以透過氫鍵連線，而G、C也能透過3個氫鍵連線。因此，單鏈中的鹼基分子可以吸收環境中游離的鹼基，形成對偶雙鏈，其對應位置顯然正好相反。含氮鹼基形成鹼基對，與磷酸，核糖聚集後呈螺旋狀彼此堆疊。

2 生命湧現

電弱力使原子間形成了化學鍵，因此很多無機物分子具有自我堆疊生長的特性，比如水晶，鐘乳石等，這種將遊離態的關聯分子連結起來的能力，形成了我們肉眼所見的山川湖海等自然地理世界。因而有學者指出，生命是物質和資訊的組合，物質是資訊的呈現方式，而生命是資訊節律而持久的呈現。波蘭科學家bartosz用allchemy軟體在計算機中模擬了生命資訊誕生的三類湧現。

第一類湧現，使用已知的600多種化學反應規則 - 即資訊或者演算法 - 基於少數幾種早期地球的大氣成分，依然合成了所有生物分子。同時，少量中心化學物質：甲酸、氰乙炔是形成更多生命物質的中心節點，隨著網路增長，其連邊反而更多，越來越多的生命物質由圍繞其網路展開，因而造成了生命分子原料的爆發性湧現。

有趣的是第二次湧現是自催化系統。在物質網路規模擴大以後，出現了八種類型的催化物質，從而產生了自催化系統。當然其結果使有機物分子多樣性翻了一番，達到34957種有機分子。這裡產生了週期性的自我催化複製，從此生命有了節律，有機物產生和氧化的過程週而復始開啟了。

第三次湧現則是表面活性劑的誕生。這使生命有了物理邊界，邊界內濃度、壓力、糖度、酸鹼得以保持穩定，同時記錄生命資訊的分子鏈得以完整。從此生物成為了內外分明的獨立個體。

3 從混沌到有序

真實世界當然比目前的計算機模擬混沌。在某些富含有機質的深海熱液中，檢測出三磷酸核苷，顯然地球內部的地質活動在不斷製造生命磚塊，為最早的RNA複製準備複製酶原料。這類酶的出現，使某些核苷酸分子具備了自我複製的能力。特蕾西於50年代做了一個精彩的實驗。一對有複製能力的核苷酸序列在核苷酸溶液中，迅速將核苷酸複製成大量子代，數小時增大十倍，100小時後擴大了1023倍。如果空間及原料足夠，這個過程可以持續下去。這些RNA分子的相互競爭導致勝者為王，存活的群落具備更強存活及複製能力。

這個場景被哈佛的Szostak和Adamala 驗證過，RNA分子在脂質小泡，或者富酸淤泥表面實現擴增，簡單來說就是不需要酶催化就可以實現RNA的複製。直到蘇黎世聯邦理工學院發現，肽鏈可以在硫化羰存在下自發形成蛋白構造，人類第一次認識到，肽鏈的自我複製可能給RNA複製提供了足夠建築材料。斯圖爾特.考夫曼早期對於自催化網路的研究，可能揭示了自催化複製迴圈的必然性。其後，各國學者用了數十年，在試管中再現了DNA、RNA、多肽等有機物的自催化迴圈。

有複製能力的RNA在原始海洋的誕生應該絕非偶然現象，只是其存續時間未必長久。但打開了潘多拉盒子，就意味著無法徹底關閉，無窮的生命複製開始了。多肽鏈的豐富性，使它們既能自我複製，又能催化產生蛋白質。氨基酸分子在RNA聚合酶催化下，按特定編碼縮合成多肽鏈，後者反覆摺疊而形成了蛋白質。隨機生成了某種肽鏈，又反過來強化了RNA的複製能力，這樣RNA及肽類的協同演化開啟了。

生命化學的來源並不是複雜的。代謝程序、RNA生成和澱粉樣複製都能夠是競爭、牴觸和混合,構成最後的生命。遺傳資訊並不存在於構成基因的氨基酸中，而是存在於四種氨基酸的排列組合中，這些排列組合形成了模板，可以生成不同蛋白質，而蛋白質是細胞的主要建築材料。這些組合形成了清晰明確的數字訊號。因此基因是數字訊號，而不是模擬訊號，這樣就使得在複製過程中不會受到任何噪音的干擾。基因成為純粹的資訊單元，很難發生退化或意義改變，即使基因組被反覆編碼、重編碼、解碼。如同一個四種字母的書籍，生命的意義在其中迅速湧現出來。

在原始海洋中，每一個熱液泉周圍，都漂浮著RNA，糖類等大分子團。RNA不夠穩定，沒有適當的環境就會休眠，甚至分解。如果其周圍沒有足夠的核苷酸分子，其複製過程無法實現，因而其種群會快速湮滅。而且許多這類複雜有機分子的混合物被隔離開來的，自動複製速度跟不想上消亡的速度，因此此消彼長，只能形成孕育生命的濃湯。好在火山噴口附近有疏鬆的岩石，其海綿狀孔穴內是最早的RNA倉庫。

這些RNA分子可能是DNA的單鏈前體，在今天的海底火山噴口也可發現。一些RNA鏈可以摺疊成形成類似酶的結構，這些結構可以成功地讀取和複製其他RNA鏈。但由於其摺疊結構而無法複製和讀取編碼，因此無法自我複製。直到Philipp Holliger同時新增三個鹼基對，迫使摺疊結構展開，使其能夠被複制，使其開始人工干預下的自我複製。

4 獨立發展

塔拉喬基奇發現，早期的生物元件可能生存在充滿微孔的溫泉巖泡中。她在34.8億年前的多層巖泡中發現了微小的管狀結構，認為其起到了細胞囊泡的作用，使氨、磷酸鹽、光、熱、電等富集起來，形成相對獨立的生物化學系統。相對穩定的環境和充足時間，產生足夠的質子風暴。有機分子之間的化學反應鏈加速了，使自複製更快，能量利用率提升，直到第二類湧現後，形成巖泡中的自我催化複製系統。

我們可以設想，此後，原始海洋中的某一天，多肽鏈在鑲嵌膜蛋白，糖和脂糖的磷脂質膜的保護下，形成了獨立的微小生物圈。這種原生質膜的誕生，保護著裸露的RNA，使遺傳物質有了一個相對穩定的轉錄和複製環境。這個充滿液體，漂浮著一個或多個RNA分子的小世界裡，溶液濃度，酸鹼度，肽類密度，糖類密度相對穩定，因此RNA得以穩定地複製。在今天的自然界，病毒就具有類似的結構。作為自複製分子鏈，在營養充足的條件下，RNA順利複製，然後生態圈的包膜內陷，再基於兩個RNA鏈，一分為二，再融合形成子代。

有些RNA演化成轉錄酶和逆轉錄酶，使核酸序列轉化為脫氧核糖核酸（DNA），其分子結構穩定，因此基因序列極大延長，彼此連鎖的基因組合成穩定的基因組。原始遺傳複合體中遺傳物質從RNA走向DNA而連鎖，從基因的競爭走向基因組的競爭。由此，這個充滿液體的泡囊變成了持續繁殖的細胞。

5 綻放與節省的平衡

能量的基本特性就是能量自發狀態總是會從高溫流向低溫，即能量總是在耗散，這就是能量的熵增定律。而生命恰恰是與這個過程相反，生命需要從外界獲取能量來維持生命的存在，生命如果不做任何功，生命就會死亡，結構就會消散掉。

因此，生命要維持它的結構，就必須去獲取能量，保持能量的集中度，於是生命就必須出現吸收能量、維持能量密度的能力。對每一個生命而言，這都是艱辛而短暫的過程。脂質膜的出現，成為能量富集的溫室大棚，使分散的化合物有了聚集能量的界限，因此質子風暴更猛烈，自複製分子更易吸收所需進行堆疊。生命維持能量密度的能力本身也消耗能量，脂質膜本身也是耗散結構，總有崩塌的時候，即使不停地從環境中補充新分子進行修復。

生命本質上是高耗能的化合物，因此節約建造和維護成本成為其首要目標。萬物在構建遵循同一個基本原則，就是精簡法則。這在能量熵增的基礎背景下，萬物存續的基本原則。物理上哈密頓最小作用量原理與精簡原則有很大的相似性。宇宙的能量看似無限的，但有限範圍內，能量密度卻極為有限，這是物質存在的大背景。對於生物，環境中能量的稀缺性也意味著，有效利用能量，才能在繁殖前有效生存。

因此，生物更需要節省高效的架構，生命的過程就是綻放與節省之間的美妙平衡。

6 無止境的接力賽

原核生物就此誕生，其基因為一條雙螺旋DNA環狀結構，分為編碼段與非編碼段。後者其作用類似文字中的標點符號，使編碼段轉錄為信使RNA以複製蛋白質的時候，能夠順利形成不同的氨基酸片段。之後的數億年歲月中，相互融合的微型生物圈們演化出出芽生殖或分裂生殖，原生質膜收縮後脫離母體，每個子代含一定數量的RNA及其它內容物，以此形成了生命的第一次完整迴圈。

最終，這個微型生物圈整體出芽，形成自我複製，包括一樣的DNA和多個RNA分子，各種酶，糖溶液，磷脂質膜。DNA，RNA和多肽在穩定地環境下協同演化，不斷產生出更有效的複製系統。原核生物的基因如環形細絲漂浮在細胞中，而且能夠透過細胞膜穿越到別的細胞中去，因而導致原核生物的物種區隔不如後來的真核生物般清晰。原核生物已經具備了完善的物理及化學感知系統，能夠探測附近的光環境、酸鹼度、糖份、致命毒素，同時也具備張力感測器，因此一定程度上能透過資訊輸入、計算、輸出而趨利避害。

開始自我繁衍的微型生物圈爆發出指數級增長，其不斷增長的後代數量，突破了進化閾值的底線，使生物突變生成的適應性後代，在大自然篩選中可以被保留下來。試想如果沒有自我複製，靠大自然擲骰子，即使擲出一個特定的多肽鏈聚合物，同時又擲出合適的原生質膜，將其包裹起來的機率實在太低。再造一個特定的多肽鏈，加上合適的蛋白質包膜的機率趨近於零。沒有多個多肽鏈縮合為蛋白質，就無法組成有機生物。因此能夠大規模複製基因組片段的機制就成為有機生命的前提條件，而實現這個機制的系統能夠自我複製，生命才能生生不息。

同時大量繁殖造成了更多基因漂變的後代，因而促成了複製子的基因多樣化。在多變的環境壓力下，總有漏網之菌，其基因變化而倖存下來。不間斷的複製，使有限壽命的基因鏈得以永生，當然以複製自己的方式。就像無止境的迴圈接力賽。生物總會逝去，但它跑到每一圈終點前，複製一個自己，再把基因密碼交給自己的複製體。只是在這個迴圈賽中，密碼越來越複雜，賽道也越來越寬廣，擴散到地球的每一個角落。同時參賽運動員也越來越多，有些運動員個子還越長越大。

7 基因的皮囊

在浩瀚的原始海洋中，產生了天文數字般的液體囊泡，包裹著相似的生命密碼。足夠漫長的進化時間，逐步積累出最基本的生物 - 類病毒- 所必備的上百個功能基因。之後的生物在競爭中融合，上千個基因的自我複製體誕生了，這個就是最早的原生生物。自然界中，自複製分子種類不少。在特定溫度、壓力等情況下，很多無機分子都能形成自複製分子。Sijbren Otto就設計過一種能夠自我複製的間二苯硫酚大環，可以將遊離在周圍溶液中的。這個過程本質上是在周圍環境中吸收所需小分子自我裝配成較大物體，與二氧化矽形成水晶石，碳在高壓高溫中形成金剛石，其內在工作原理一樣。

從第一個自我複製的多肽鏈，到形成自我複製的RNA長鏈，最後形成可以分裂繁殖的囊泡結構。在囊泡形成之前，生命最初表現為分子連結彼此，之後不同分子鏈連線彼此，最後，在有機囊泡內形成有機物，無機物，複製分子緊密連線，相互依存，共同複製的機制。同時，依靠囊泡生態圈內外糖鹽等濃度壓差，吸收外界有機物，抑或從陽光接受能量，也交換外界水，CO2等無機物。因此生物最早的感知觸覺和嗅覺產生了，透過張力感知囊泡壓力，而化學鍵感知環境中糖濃度。

地球這個巨大生態圈從宇宙中不斷交換物質，隕石，水，陽光被地球截獲。火山噴發和隕石撞擊也將地球物質拋向太空，大氣層的氣體也在逃逸中。包含遺傳物質的有機囊泡，重演了地球生態圈形成的歷程，圍繞DNA/RNA形成了微型生態圈。囊泡內外成為兩個截然不同的世界，避免了內部分子結構在紫外線，熱量，化學侵蝕中湮滅。同時，囊泡內外存在微小壓差、濃度差，驅動其與外界交換物質，吸收能量。因此在整個生態圈的生命週期結束前，按時開啟細胞器的複製機制。

大氣和水相當於地球這個生物的外膜，巨大但並不柔弱，有效隔離了有害的天體射線以及流星轟擊。膜的誕生，使熵增加的可能性出現。在這張巨大膜的保護下，地球得以承接持續的太陽能輸入，而水的存在保護了早期有機體，使之不受陽光中短波紫外線的衝擊。因此，囊泡的出現，是生物歷史性的事件，使膜內的化學反應增速，能量聚集度增加，因而從無序到有序，出現了越來越精簡的生命體。

生物意義上的“自我”，應該就是那個時候誕生的。從此世界分為我與環境兩種實質性的力量。膜成為“自我”和萬物之間的觀測介面，膜內即我，膜以外則為“它者”。介面崩塌，則世界合二為一，對前一個“自我”而言，世界再次走向無序。介面形成後，“我”開始與“它者”相互作用，交換物質，交換基因35，傳導壓力，圈內外形成連線機制。我們已知的雙向對話模式也許從那天就開始了。35億年來，所有的悲歡離合，僅僅是二者相互作用的過程。

看起來，這個比喻暗合釋迦摩尼的皮囊假說。時至今日，無論讀者，還是作者，都生活在自己的囊泡內，大千世界環繞著自我的囊泡，萬物與我天各一方，自我理當孤芳自賞，甚至理當自立為這個小世界之王。由此我們得出某種宗教意義的結論，自我，是世界的另一面，也是基因的皮囊。每一個自我，都對映著外部世界的同源性，無論組成自我的物質，還是編制這些物質的演算法。

8 智力演化不可避免

Simon Conway Morris認為，生命一旦出現，就肯定不可避免地進化出智力。雖然迄今為止，我們對應智力的定義卻還在爭論階段，但智力誕生後的進化過程，不再如尼古拉斯.克里斯塔基斯所說的“沒有意圖”。自從世界被分割為我及世界，就在“我”與世界之間形成了事實上的選擇。不同物質基於生命本身的抉擇，穿行於介面之間。“我”吸收某些物質，增加自身的魯棒性，在終點到達前迅速複製我自己，將生命的密碼傳遞到未來。生命也釋放某些物質到世界中，最終逝去後，都會歸於這個世界，成為世界的一部分。有了獨立性，就有“我”自己獨特的抉擇權。生物動機驅動的獨特選擇與世界形成深度互動，正是智力對世界篩選的結果。

智力使進化具有了明顯意圖，意圖改變了生物被基因設計的效用動機。如同孔雀以擁有沉重美麗的尾巴為進化動機，人類以能說會道，足智多謀為進化動機。智力本身逐漸成為了推動進化的工具箱中最獨特的工具，環境造就的選擇壓力和偶然突變不再起到絕對作用，甚至不再是主導作用。

智力開始選擇進化的道路，甚至改變基因變化的方向。看看越來越光滑的臉龐，幼態延遲的行為舉止，有些人甚至開始了終生學習，我們是否可以理解為，人類社會一直在選擇越來越溫文爾雅、樂於助人、呵護後代的配偶，因而從基因層面淘汰了睪丸激素較高、更為暴力傾向的人。在過去的4萬年來，人類具備了完善的口語，作為對重大社會智力成果的反應，如農墾、畜牧、聚居、婚姻，人類基因組中大約2萬個基因中有幾百個基因的變化速度一直在被這些智力成果所加速。基因變異中的許多變化都是在最晚近的時期發生的，有些就發生在最近幾千年的時間裡。由於這些智力成果，人類某些不適應環境的基因被保留下來，而優勢基因未必擴充套件開去，基因進化的歷程被智力成果及社會意圖徹底改寫了。

智力或者可以理解為一個解決生命延續的外部解決方案，生物透過模仿、學習、創造而來，以擴充套件個體生物機能的不足，因而快速不斷變幻的環境，或者不斷變化的生命本身。大猩猩5天之內就能從同伴那裡學會了用樹枝吊白蟻，而進化出食蟻獸的長舌之類專業工具，則需要數十萬年，或數萬代的生物迭代。學習能力的出現，顯然補上了基因進化的時效短板，使生物在短期內超越了時間的桎梏。使用彩色塗料裝飾指甲的紐約姑娘，看起來不同於選擇鼻飾的幾內亞高地武士們，顯然他們透過刻意裝扮身體，彼此融入，成為心目中美女或勇士的一員。

所有進化都是緩慢發生的，膚色、姿態、身形皆如此。但人類認知的進化，卻如此迅速，因為所有人的強化學習被語言、文字疊加在一起，使我們的技能、經驗、知識迅速累計起來。我們的學習能力增強了適應性。學習能力如此強大，只需數小時，10歲的孩子就能製作陷阱，獵殺兇猛的野豬和土狼。快速的效用目標。由此看出，生物進化本身並不提供過所有意圖，但我們善於學習，因而從自然與社會環境中獲取了各種動機。我們基於這些動機去感知和適應環境，恰好是動機的不斷演化，已經新的效用動機的湧現，使進化有了某種意圖。

有了意圖的生物表現出某種智力傾向，我們大機率刻意定義為，在效用動機的激勵下，輸入的感知線索圍繞時間這個同軸座標互為印證，因而建立起精簡的認知模式識別庫。而我們的智力活動，對映的恰好是生物對自己感知系統的習慣性精簡過程。從進化角度來說，智力是進化的一部分，是無可避免的結果。