米勒設(shè)計了一個玻璃容器，他在容器里用氨、氫氣、甲烷、水蒸氣制造人造原始大氣。為了使實驗能在無菌條件下進行，他讓人將在此期間專業(yè)文獻中常提及的“米勒裝置”以攝氏180度的高溫，持續(xù)加熱18小時。兩個電極被融在玻璃球的上半部分，兩個電極之間不斷跳出火花。通過引入6萬伏的高頻電流，原始大氣中形成了一個持續(xù)的小雷雨。人們在一個較小的玻璃球里加熱無菌的水，通過一個管道將水蒸氣引入裝有原始大氣的大玻璃球。冷卻下來的物質(zhì)重新流到裝有無菌水的小球，在那里再次加熱，然后再次上升進入裝有原始大氣的玻璃球。米勒在實驗室里完成了史前時代在地球上發(fā)生過的那種循環(huán)運動。這個實驗不間斷地進行了整整一個星期。
在小型原始雷雨持續(xù)的閃電下，原始大氣中形成了什么呢？一起經(jīng)過作用的“原始霧”中有氨基丁酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸，也就是建造生物系統(tǒng)所必須的氨基酸。在米勒的試驗中，從無機物質(zhì)中產(chǎn)生了復雜的有機化合物。
在隨后的歲月里，按照這條路線，人們改變條件又進行了無數(shù)次實驗。最終產(chǎn)生了12種氨基酸。現(xiàn)在，沒有人再懷疑原始大氣中能產(chǎn)生生命所必須的氨基酸。
aufsteigenderWasserdampf上升的水蒸氣
Gaseinleitung氣體導管
Wasser水
Heizung加熱
Funkenstrecke火花放電裝置
Kolben,gefuelltmitMethan…裝滿甲烷、氨和水蒸氣的燒瓶
Kuehler冷卻裝置
RueckfliessendeWassertrepfen流回的水滴
米勒的火花放電裝置示意圖。
其他科學家用氮氣代替氨氣，用甲醛代替甲烷，甚至使用了二氧化碳。超聲波或普通成束光線代替了米勒的火花放電。但結(jié)果沒有任何變化！此外，組成成分如此不同、沒有有機生命跡象的各種原始大氣中，每次都產(chǎn)生了氨基酸和不含氮的有機碳酸。在幾次試驗中，進行試驗的原始大氣甚至還產(chǎn)生了糖。
這種現(xiàn)象應當如何理解呢？
自從人學會思考以來，他總是追求以對立的觀察角度來評價身邊的一切：光與影相對，熱與冷相對，生與死相對。把一切有生命的物質(zhì)稱為“有機”物，一切無生命的物質(zhì)稱為“無機”物，也屬于這種對立性評價的廣泛領(lǐng)域。但正如在極端的特征之間存在很多過渡階段，因此長久以來，要在有機化學和無機化學之間劃分一道明確的界線，也變得不再可能。
當我們的星球開始冷卻時，人們稱為“原始大氣”的東西從密度比較輕的物質(zhì)里產(chǎn)生了。它們的氣體分子失控地旋轉(zhuǎn)著。原始大氣主要是由米勒在實驗室中生成原始霧所用的那些補充物質(zhì)組成的。由于地球上暫時的高溫以及微小的地心引力，氦氣和自由氫氣這類的輕氣體分子從宇宙中消失了，而氮氣、氧氣、二氧化碳之類的重氣體分子和重惰性氣體原子卻保留了下來。氫氣自由地以基本的形式存在，而在我們?nèi)缃竦拇髿庵袔缀醪粡痛嬖冢辉诨瘜W組合中，氫氣只能構(gòu)成化合物。例如兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成極其重要的化合物——水——的一個分子（化學符號H2O）。
循環(huán)運動開始了：水蒸發(fā)了，隨著地球的反射光線上升，形成云霧，云霧在高空中冷卻，形成雨落在地上。這種史前世界的雨溶解了巖石表面上形成的各種各樣的無機物質(zhì)，并把它們沖進原始海洋。原始大氣中的無機化合物，如氨氣和氰化氫，也融入原始海洋，參與化學反應。千萬年后，地球大氣中的氧氣積聚了起來。
這個發(fā)展過程緩慢地進行著。如今，科學界一致贊同：減少的大氣轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸说拇髿庑枰s12億年的時間。發(fā)展進程的初期是那種原始霧，它含有大量溶解的物質(zhì)，為最初的原始生命提供了上乘的培養(yǎng)基。
也就是說，生命一直與有機體有關(guān)，最起碼與有機體細胞有關(guān)。有機體的物質(zhì)交換和能量交換，是有機體還活著的證明，同時在有機體的發(fā)展過程中也一直發(fā)生。各種功能組成了生命。如今通用的標準全都確實有必要嗎？如果是這樣，那么一個病毒便不能生存下去：病毒自己不能進行物質(zhì)交換和能量交換，不進食，也不排泄。它只在異體細胞中通過復制進行繁殖，它是一種寄生蟲。
那么，生命是什么呢？以后我們是否能給它下定義呢？
如果我們追溯生命從出現(xiàn)到繁榮的軌跡，不由會產(chǎn)生這樣一個問題：第一個有生命的細胞究竟是怎么回事？特奧多爾•施旺和馬蒂亞斯•施萊登的研究成果奠定了這方面的基礎(chǔ)。施旺提出證據(jù)證明，動物和植物是由細胞構(gòu)成的；施萊登認識到細胞核的重要性。然后，奧古斯廷修道院院長格雷戈爾•約翰•孟德爾，他在布隆教授自然史和物理學課程，用豌豆和菜豆做雜交實驗。這位進步的教士經(jīng)過堅持不懈的努力，得出了遺傳學的三個定律，成為遺傳學的奠基人。如今，他的定律對人、動物和植物都適用這一點是毋庸置疑的。
19世紀中期，有人提出證據(jù)說細胞是所有生命功能的承擔者。這個證明成為所有重大生物發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)。直到有了新技術(shù)方法（放射學、電泳、電子顯微鏡技術(shù)、相襯顯微術(shù)等等），細胞和細胞核的研究才成為可能。
人們推測，細胞和細胞核中存在儲存和傳遞遺傳物質(zhì)的信息中心。在此期間，這個領(lǐng)域里的最新研究算出各種生物體恒定的染色體數(shù)量和形式。染色體是遺傳物質(zhì)的載體。比如說人體細胞有23對=46條染色體，蜜蜂的細胞有8對=16條染色體，綿羊有27對=54條染色體……
細胞的蛋白質(zhì)分子是由氨基酸鏈組成的。按照這一科學認識，人們又面臨一個新的問題：氨基酸鏈如何產(chǎn)生鮮活的細胞？
聯(lián)系到尚未完全解決的問題——在鮮活的細胞出現(xiàn)以前，蛋白質(zhì)是如何產(chǎn)生的，拉瑟福德普拉特敘述了哈佛大學的喬治•沃爾德博士的理論：在一定的自然條件下，氨基酸本身就能回答這個問題。美國邁阿密“分子演變進化研究所”的S•W•福克斯博士用干燥氨基酸溶液的方法，來檢驗這一想法。福克斯和他的同事們看到，氨基酸如何形成了長長的線形亞微觀產(chǎn)物：它們形成了包含數(shù)百種氨基酸分子的鏈式化合物。福克斯博士稱之為“類蛋白質(zhì)”，是類似蛋白質(zhì)的物質(zhì)。
根據(jù)J•奧羅和A•P•金布爾教授的研究，化學家馬修斯博士和莫澤博士1961年得以從有毒的氫氰酸和水中制造出蛋白質(zhì)。美國圣迭戈索爾克生物學研究所的三位科學家羅伯特•桑切斯、詹姆斯•費利斯和萊斯利•奧格爾，得以通過合成獲取對物質(zhì)交換和繁殖不可缺少的核酸——那種由堿基、碳水化合物和磷酸組成的、存在于細胞核中的化合物。
重要的是，我們在漫游了化學和生物學世界后明白，構(gòu)造一個活的生物體是一個化學過程。“生命”可以在實驗室中生產(chǎn)出來。但是，核酸與生命有什么關(guān)系呢？
核酸決定了遺傳的復雜過程。四種基本堿基——腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶——的排列順序，為一切生命提供了遺傳密碼。
核酸有兩類，近幾年里每一位關(guān)注這個領(lǐng)域的報紙讀者，已熟悉了這兩類核酸的縮寫：RNA——核糖核酸和DNA——脫氧核糖核酸。核糖核酸和脫氧核糖核酸對于在細胞里合成蛋白質(zhì)是必不可少的。迄今為止，可以肯定的是，至今所有進行過實驗的有機體里的蛋白質(zhì)是由約20種氨基酸構(gòu)成的；其排列順序——一個蛋白質(zhì)分子里的氨基酸的配制安排，是由脫氧核糖核酸里四種基本堿基的排列順序（即遺傳密碼）決定的。
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