科學認為生命從哪裡來？

什麼是生命的基本特徵？

要回答「生命從哪裡來」，先要問「何謂生命」。日常判斷生命會說會長大、有新陳代謝、能繁殖、能回應刺激。但科學上我們更常從結構與功能看：大多數已知生物由細胞組成，細胞內有代謝、遺傳分子和可維持的邊界（例如膜）。單靠相同物質並不等於有生命，關鍵在於這些物質能否形成動態、可自我維持與可複製的系統。

從分子看生命的原素（CHNOPS）

把細胞拆開研究後，科學家發現大多數重要生物分子都由六種元素組成：碳（C）、氫（H）、氮（N）、氧（O）、磷（P）、硫（S），簡稱CHNOPS。這些元素能組成脂質（形成膜）、胺基酸（組成蛋白質）、核苷酸（組成RNA/DNA）等大分子，這些大分子是生命運作的基礎。

米勒—尤里實驗：無機到有機的第一步

1940年代米勒與尤里做了著名實驗：將模擬原始大氣的氣體（甲烷、氨、水蒸氣等）在電火花（模擬閃電）作用下加熱，數週後產生了多種有機分子，包括胺基酸。這證明在合適能量與時間下，無機原料可合成較複雜的有機分子，至少跨過了從元素到有機分子的第一道門檻。

從有機到有生命：中間有個大鴻溝

即使有胺基酸或核苷酸，如何變成能複製、代謝、被膜包住的「活」系統仍是最大難題。科學家提出多種想像：早期可能是自我複製的RNA分子（所謂RNA世界），或是核酸與蛋白質互相協助的簡單系統；病毒則常被視為介於大分子與細胞之間的橋樑。但關鍵在於「系統性的湧現」（emergence）：當物質在適當條件下組合，會出現新功能。

深海熱泉：另一條起源線索

除了表面溫泉，1970年代科學家在深海發現黑煙囪（熱泉）與豐富的化學梯度。這些地方有大量鐵、硫等高能化合物，以及極大的溫差和微小孔道，為電子與離子傳遞提供場域。那裡還有以化學能為主的生態（管蟲、蝦等），提示生命或其前驅分子可以在極端、無光的環境形成與維持。雖然高溫會破壞某些分子，但若分子被包裹或與礦物表面結合，反而有助保存與反應。

第一代細胞的想像：膜＋遺傳物質＋代謝

科學家常用「脂質雙層＋核酸＋蛋白質/代謝系統」這樣的簡化圖像來想像原始細胞。脂質能自發形成類似泡泡的結構，把內外隔離；核酸（RNA或其前驅）提供信息與自我複製；簡單代謝則提供能量流。這組合若能在礦物孔道或熱泉環境反覆試驗，就可能逐步演化成更穩定的細胞結構。

宇宙的角色：石頭、彗星與太空望遠鏡的證據

近年來我們發現，不必把所有事情都放在地球完成。許多隕石與小行星帶有有機化合物，像是胺基酸或類似核酸的組成部分。日本的隼鳥號從龍宮（Ryugu）帶回少量樣本，發現胺基酸與尿嘧啶（RNA的組件之一）；美國的OSIRIS‑REx自Bennu取得樣本也在分析中。這表示宇宙中已有部分生命基本積木被形成並散佈。