世界上第一只眼睛何时出现？
根据化石记录，第一只真正的眼睛突然莫名其妙地出现在5.4亿年前，也就是寒武纪大爆发开始的时候，那时候，几乎所有现存的动物门都毫无征兆地出现了。
距今2.5亿年的大灭绝中，95%的物种都消失了，随后出现了我们生活的世界。
二叠纪大灭绝一下子就抹去了地球上约95%的物种，少数幸存下来的物种中包括现代哺乳动物的祖先和现代鸟类的祖先。
最新研究成果表明，生命进化的过程并不如达尔文设想般有序进行，而是在某些瞬间，生命会发生剧烈而壮观的变形，这些喷涌而出的生命新形式改变了整个地球的样貌，并使我们的诞生成为可能。
英国生物学家尼克·莱恩用基因科学新发现，书写全新生命史。翻开本书，颠覆你对进化的旧认知。

尼克·莱恩（Nick Lane），英国生物化学家和作家，英国伦敦大学学院的教授，伦敦大学学院线粒体研究学会的创始成员，并领导了该学院关于生命起源的研究计划。
莱恩曾获得2015年生物化学协会奖，2016年皇家学会迈克尔·法拉第奖，并在《自然》《科学》和《细胞》等国际期刊上发表过80余篇论文。
莱恩写过四本关于进化的书籍，被翻译成25国语言。《独立报》称他为“我们时代最令人激动的科普作家之一”。
《生命进化的跃升》曾获得2010年英国皇家学会科学图书奖（2002年《果壳中的宇宙》获得该奖，2004年《万物简史》获得该奖）。《新科学家》《自然》《泰晤士报》和《独立报》评选它为年度最佳图书。

引言
第一章 生命的起源——来自旋转的地球
第二章 DNA——生命密码
第三章 光合作用——太阳的召唤
第四章 复杂细胞——命运的邂逅
第五章 性——地球上最伟大的彩票
第六章 运动——力量与荣耀
第七章 视觉——来自盲目之地
第八章 热血——冲破能量的藩篱
第九章 意识——人类心智的根源
第十章 死亡——不朽的代价
后记
致谢
参考文献

在宇宙无垠的黑幕衬托
下，地球看起来是一个令人
神迷的蓝绿色球体。虽然有
史以来也不过仅有二十几人
有幸从月球或更远的地方亲
眼眺望地球、体验到那种悸
动，但他们传送回来的那些
缥缈美丽的影像，却深深刻
印在一代又一代人的脑海中
。再没什么可以与之比拟的
了。庸碌的人们在地球上为
了土地、石油和宗教信仰等
琐事争吵不休，但这些争吵
却在一种认知面前消失了，
那就是这个飘荡在无尽虚空
中、如同大理石般的星球，
是我们共同的家园。不仅如
此，我们还与生命演化出的
种种美妙发明共享这个家园
，而我们所拥有的一切都仰
赖这些发明。
是这些生命把我们的行
星从一个绕行着年轻恒星运
转并饱受撞击的炙热石块，
打造成今日宇宙中一座充满
生机的灯塔。是生命本身，
这些微小的光合细菌，净化
了海洋与大气，让它们充满
氧气，将我们的行星染成蓝
色与绿色。受到这种充满潜
力的新能源的驱动，生命爆
发了。花儿绽放摇曳诱人，
细密的珊瑚中隐藏着行动迅
捷、金色发亮的鱼儿，当巨
大的怪兽潜藏在漆黑的深海
，树木却朝天上伸展，动物
们忙乱着、疾驰着、观看着
。而人类这个由宇宙分子组
成的集合体，身在其中，被
创造史中的无数奥秘所感动
，感受着、思考着、赞叹着
、疑惑着我们如何来到这里
。
终于，有史以来第一次
，我们有了一个答案。这并
非确定不移的知识，也不是
什么刻在石板上的真理，而
是在人类不断探求最伟大的
问题之后得到的成熟知识之
果。这个问题，就是关于了
解内在与外在生命的问题。
150年前，达尔文出版了《
物种起源》，我们才开始了
解这个答案的概况。从那时
开始，我们对过去的认知渐
渐增长，不只用化石来填补
空缺，而且能深入地研究物
种的基因结构。而对后者的
了解，更是巩固了这块知识
之毯上的每针每线。也不过
是最近几十年，我们才开始
从抽象的知识和理论，发展
到对生命图景有了鲜活细致
的认知。这图景由我们最近
才能解读的“生命秘语”所撰
写，而它们也是开启生命秘
境之门的钥匙，让我们窥见
不止今时今日，还有最遥远
的古老过往。
在我们眼前展开的故事
，远比任何一个创世神话都
更富戏剧性、更令人赞叹，
也更复杂。不过和所有的神
话一样，这也是个和“变形”
有关的故事，而且是一种剧
烈而壮观的变形。这些喷涌
而出的创新，改变了整个地
球的样貌，一次又一次地在
过去的革命历史上，重新写
下更复杂的新页。从太空中
眺望地球，那宁静的美丽掩
饰了这里真实的历史，它其
实充满了竞争、创意与变化
。讽刺的是，我们小规模的
争吵，正反映了地球动荡的
过往，也只有我们这些地球
的掠夺者，才能够超越所有
，见识到这一切的壮丽全景
。
这行星上大部分的剧变
，其实只是少数几个进化发
明所催化出的结果。这些发
明改变了世界，最终让我们
的诞生成为可能。这里要澄
清的一点是，当我说“发明”
一词时，并非指涉任何深思
熟虑的创造者。《牛津英语
大词典》对发明的定义是：
“一种有独创性的器具或产
物，或处理事情的新手段新
方法；是前所未见的、新起
源的或新采用的。”进化没
有远见，也不计划未来。这
里并没有创造者，也没有所
谓的智能设计（智能设计是
近代某些基督徒对上帝的中
性描述，认为宇宙万物是由
某位智者设计，希望将神造
世人的概念偷渡到科学中）
。但是，自然选择却把万物
的所有特性拿来做最严格的
检验，让最适者胜出。这是
一个天然的大实验室，让我
们的大讲堂相形失色，在这
里可以同时检视无数的细微
差异，一代又一代。设计无
所不在，到处都是盲目却巧
妙的作品。进化论者私下讨
论时常会提到“发明”一词，
因为实在没有比这更好的词
语可以体现大自然那难以置
信的创造力。所有科学家，
无论他们信仰什么，同任何
好奇我们起源的人一道，大
家都有一个共同的目标，就
是领悟这一切背后的运作原
理。
……
浮现在眼前的影像是丰
满三维的。基因的分化也变
得有意义了，它们是为了保
存酶的结构与功能，为了让
同一种酶在两种截然不同的
环境下工作。现在我们可以
知道进化的过程中发生了什
么，以及为什么，不再只是
纸上谈兵，而是真实的洞见
。
今日还有许多其他精巧
的工具，可以同样真实地带
我们洞察过往。比如说，比
较基因组学让我们可以比对
数百种生物的全部基因，一
次就能比对数千个基因，而
不仅仅是比对数个基因。这
要归功于过去几年内各种基
因序列陆续解码完成。而蛋
白质组学则让我们可以看到
任何时刻一个细胞里面正在
工作的蛋白质，进而我们可
以探索历经万世进化之后，
哪一小群基因被保存下来，
用来调节这些工作的蛋白质
。计算生物学则帮助我们辨
识出蛋白质中统一的形状、
结构或模式，尽管编码它们
的基因已然不同。对岩石和
化石的同位素分析可以重现
过去大气与气候的变化。成
像技术则让我们看到人在思
考时大脑内的神经活动，或
者重建嵌在岩石里的微观化
石的三维结构，而不

英国皇家学会科学图书奖！
《自然》《泰晤士报》《新科学家》及《独立报》年度最佳图书！
迈克尔·法拉第奖得主、生物化学协会奖得主关于生命起源的力作，《独立报》称尼克·莱恩为“我们时代最令人兴奋的科学家”！
诺贝尔物理学奖得主维尔切克、《基因组》《红皇后效应》作者马特·里德利推荐！

这是电影史上最引人注
目的镜头之一，数学家雅各
布·布鲁诺夫斯基（Jacob
Bronowski）缓缓走过奥斯
维辛集中营的湿地，那里曾
经倾倒过400万人的骨灰，
其中也有他的家人，布鲁诺
夫斯基对着镜头，用一种他
独有的睿智语调讲述着。他
说：“科学，并不会让人失
去人性，或把人变成一连串
数字。奥斯维辛集中营才会
。但这不是毒气的过错，而
是自大，是教条，是无知。
”他说，“当人类渴求上帝的
智慧，却不经现实检验时，
才会发生这些事情。”
相较之下，科学是非常
人性化的知识。布鲁诺夫斯
基动人地讲道：“我们总是
处于已知的边缘，总是觉得
又往期望的方向前进了一些
。每一个科学判断都立足于
错误的边缘，都基于个人的
经验。尽管我们容易犯错，
科学依然是我们对可知事物
的献祭。”
这段画面，来自1973年
拍摄的科学纪录片《人类崛
起》（The Ascent of Man
）。几年之后布鲁诺夫斯基
死于心脏病，他倒下了，一
如科学理论会倒下那般。然
而他给我们的启发却留存下
来，而至今我还没有见过谁
，如他这般体现着科学精神
。基于这份精神，我谨以本
书书名向他致以微不足道的
敬意，因为它也一样走在已
知的边缘。书中当然充满了
立足于错误边缘的判断。尽
管我们容易犯错，这本书依
然是我们对可知事物的献祭
。
但是谬论与事实的界限
在哪里呢？或许有些科学家
并不认同本书的细节，有些
科学家则会同意。争论往往
就发生在错误的边缘，而且
任何一方都随时可能从崖边
坠落。但是，假使细节部分
有偏差或出错了，那是否代
表了大部分的故事都是错的
？科学知识难道仅在假设上
成立，特别是那些提到远古
时代的科学知识？它可以被
质疑吗，就像那些信奉教条
的人一天到晚都在质疑科学
一样，或者关于进化论的科
学仅仅是另外一种教条，拒
绝接受质疑？
关于这些问题，我想我
们要知道，证据可以既易出
错但又无可争辩。我们永远
也不会知道过去的所有细节
，因为我们的解读永远可能
出错，而且人人可以解读。
这就是为何科学总是充满争
论。但是科学却有独特的力
量，能利用实验、观察，并
在现实中检验来解答问题，
然后这数不清的细节会慢慢
拼成更大的图景，如同站在
合适的距离，无数细小的像
素最终必然会拼凑出一幅完
整的画像。就算本书中某些
细节被人证伪，但是要怀疑
所有生命不是进化出来的，
就有如去怀疑所有证据的集
合，这些证据遍布各处，从
分子到人、从细菌到整个行
星系统；有如去怀疑所有的
生物学，以及与生物学相辅
相成的物理、化学、地质学
与天文学；有如怀疑实验与
观察的真实性，和现实的检
验。总结来说，这等于在怀
疑现实。
我认为本书中所勾勒出
的情景是真实的。生命一定
是经由进化出现，并且顺着
本书描绘的轴线而进化。这
并不是一种教条，而是根据
实际证据不断检验修正的结
果。至于这情境是否也符合
上帝的信仰，我不知道。对
某些人来说，会觉得自己的
观点与进化论比较契合，对
另一些人来说则不是。不过
不管我们信仰什么，多元的
理解力足以让我们惊讶与颂
扬。能在这样一个浮在无垠
虚空中的蓝绿色星球上，与
围绕着我们的众多生命共享
一切，实是美妙。这幅生命
图景有超越一切的宏伟，既
易犯错又庄严无比，以及最
重要的，是人类对知识的渴
求。

如果达尔文从坟墓中复
生，我会把这本书给他，帮
他跟上时代。
——马特·里德利（《基
阻》作者）
这是关于我们如何出现
的长篇故事，作者跨越时间
的长河与学科的界限，从海
底热泉到人类意识，带我们
细数恢弘生命之旅中的里程
碑。
——特邀编辑

彼时日夜不断地交替，地球上的白昼最多不过五六个小时。地球绕着地轴发疯似地旋转。而月亮距离地球也比现在近得多，所以看起来异常巨大、沉重且具威胁性地挂在天上。因为空气中充满了尘与雾，其他的星星极少闪耀，倒是不断快速划破大气的陨石，让夜晚的天空绚丽非凡。偶尔透过晦暗红雾看见的太阳，也显得微弱不已，远不是今日这耀眼的样子。人类无法在这种环境下生存。虽然我们的眼睛不会像在火星上那样膨胀破裂，但会发现大气中无丝毫氧气可供呼吸。我们也许会绝望地挣扎上一分钟，然后窒息而亡。
称这个星球为“地球”其实根本名不副实，“海球”还差不多。就算是现在，海洋也占据着这个行星三分之二的面积，这一点从太空中看会很明显。而那时的地球更是一片汪洋，仅有少数火山岛从狂暴的巨浪间露出。因为受到那轮阴森巨月的牵引，海潮汹涌无比，可达几十米高。小行星和彗星的撞击已经比以前少很多了，曾经最强烈的一次撞击甚至把地球撞出一块，形成了月球。不过就算后来撞击已平静不少，海洋却仍然滚沸翻腾。海底也是一样，不断冒出气泡。此时地壳布满了裂缝，岩浆从下面涌出堆积成团，众多火山让整个世界如炼狱一般。这是一个永不平衡、无止境躁动的世界，是一个发烧的婴儿星球。
38亿年前，或许就是受到这个躁动不安的行星所激发，生命出现了。我们会知道这些，是因为有极少数岩石碎片历经万古，从不间断的变动中幸存下来。这些石头里残存着极少量的碳元素，从它们的原子成分来看应当是生命的痕迹无误。或许对于如此重大的历史事件来说，这样的证据过于薄弱，所以在学界也没有对此达成共识。但是如果我们再抽丝剥茧深入时间之中去，那34亿年前的生命迹象是毋庸置疑的。那时地球被细菌占满，这些细菌留下的除了碳元素痕迹以外，还有许多不同形态的微体化石，以及1米高的叠层石，这些曾经都是细菌生活的圣殿。往后的25亿年间，地球继续被细菌支配，直到第一个真正的复杂生物出现在化石记录中。不过有些人认为至今细菌仍然主宰着地球，因为动物和植物的生物量根本无法与细菌匹敌。
早期地球如何将生命的呼吸注入一堆无机物中？我们是唯一的吗？是极为罕见的吗？还是只不过是宇宙中无数孕育生命的场所之一？从人择原理的角度来看，这个问题一点也不重要。人择原理认为，如果宇宙中出现生命的概率是千万亿分之一，那在这千万亿行星中出现生命的概率就接近于1。既然我们已经出现在地球上，那么很明显，我们所居住的行星必然就是那千万亿分之一颗。无论生命多么罕见，在这无垠的宇宙中生命总会出现在一颗行星上，而我们必定住在这一颗上面。
如果你和我一样，对于这种过度耍滑头的统计结果不满意的话，那再听听另一个同样令人不满的解释，是两位大科学家提出的：英国天文学家弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle），以及获得诺贝尔生理医学奖的弗朗西斯·克里克（Francis Crick）。他们主张生命在别处形成，然后要么偶然，要么由某种类神的外星高等智慧“感染”到地球上的。这并非不可能，谁敢说这绝不可能呢？然而大部分的科学家恐怕都会对这个解释退避三舍。他们有理由规避，因为这等于宣告科学无法回答这个问题，而且连试一下的机会也没有。通常认为需要去宇宙的其他地方寻找救赎的原因是，地球上没有足够的时间让生命进化出复杂的形态。
但谁说时间一定不够？同样卓越的诺贝尔奖得主克里斯蒂安·德·杜维（Hristian de Duve），就提出了另一个更惊人的观点，他说依照化学原则，生命的形成应该非常迅速。他认为从本质上来说，化学反应必须迅速发生，否则就根本不会发生。如果某种反应要花上千年的时间才会完成，那所有的反应物在这段时间之内，大概早就消失殆尽或者降解掉了，除非还有其他更快的反应不断补充这些反应物。生命的起源必定是某种化学反应，所以同理，生命的基本反应肯定是自发而迅速的，否则就不会发生。对杜维来讲，生命更应该在1万年内诞生，而不是100亿年。
P3-5