能量和自我复制是生命从混乱无序的环境中萌发并万世长青的两个基本条件
（一）
著名的米勒-尤里实验（Miller-Ureyexperiment）。米勒让水在通电的气体烧瓶（左上）和加热的液体烧瓶（右下）之间循环往复，从而模拟了原始地球海水沸腾、电闪雷鸣、暴雨倾盆的情景[图片]
短短一天之后，某些奇怪的事情就发生了——烧瓶里的水不再澄清，而是变成了淡淡的粉红色，一定有某些全新的物质生成了。即便有这样的心理准备，当一周之后米勒停止加热，关掉电源，从烧瓶里取出“海水”进行分析的时候，结果还是大大出乎他的意料。海水中出现了许多全新的化学物质，甚至包括五种氨基酸分子！
众所周知，氨基酸是构成蛋白质分子的基本单位。
依据热力学第二定律，任何一个孤立系统的混乱程度——物理学家更喜欢用“熵”这个物理量来表述——总是在增大的
早在20世纪初，人们就已经知道在肌肉收缩的过程中，葡萄糖可以变成乳酸并释放能量。后来人们意识到，这个过程其实和巴斯德研究过的啤酒变酸的过程是一回事：一个葡萄糖分子转变成两个乳酸分子，同时产生了两个ATP。
在米切尔看来，辛辛苦苦地去寻找什么未知的化学反应，压根儿就走错了方向！制造ATP的过程和电站蓄能发电的原理是一样的。电站蓄能发电可以分成两步，首先是晚间用电抽水蓄能，然后是白天开闸放水发电。而在生命体内也是一样分成两步，只不过能量的存储形式不是电而是ATP；往复流动产生能量的不是水而是某些带电荷的离子（特别是氢离子）；筑起大坝的不是钢筋混凝土而是薄薄的一层细胞膜；水坝上安装的水力发电机不是傻大黑粗的钢铁怪物，而是一个能够让带电离子流动产生ATP的蛋白质机器罢了。
这个过程可以简单地描述为：首先，生命体利用营养物质（特别是葡萄糖）的分解产生能量，能量驱动带正电荷的氢离子穿过细胞膜蓄积起来，逐渐积累起电化学势能。之后，在生命活动需要能量的时候，高浓度的氢离子通过细胞膜上的蛋白质机器反方向流出，驱动其转动产生ATP。
人们发现，在动物细胞的能量工厂——一种叫作线粒体的微型细胞机器中，确实存在极高的氢离子浓度差。跨越线粒体内层膜，仅仅几纳米的距离跨度就有上百毫伏的氢离子浓度差，这个差别堪比雷雨云和地面之间的电荷差别。
细胞内的微型水电站也可以根据细胞内的能量需求来决定生产ATP的效率。28~38，这组让生物化学家无比抓狂的数字，就这么轻松地得到了解释！
2016年，德国杜塞尔多夫大学的科学家威廉·马丁（onasvallescia），那么仅仅需要一个月，繁殖10~20代的时间，小球藻就能迅速演化出多细胞形态。在这些多细胞小球藻体内，八个细胞紧紧依靠在一起，外面包裹了一层厚厚的细胞壁（见图5-3）。很明显，这种八细胞小球藻的尺寸大大超过了它们一贯畏惧的天敌鞭毛虫，可以逃过被吃的命运。
一个蚂蚁群体里仅有一只雌性（也就是蚁后）可以繁殖后代，其他的雌性都是为了保障蚁后的生存而活着的：工蚁负责觅食和照顾蚁后的后代，兵蚁负责抵抗外敌入侵，等等。就像体细胞一样，工蚁和兵蚁也失去了繁殖的权利。当然，群体遗传学可以帮助我们解释这种奇怪的利他行为：工蚁和兵蚁的遗传物质和蚁后几乎一样，因此帮助蚁后繁殖就等于传递自身的遗传信息。
小肠上皮细胞的模式图。相邻的上皮细胞之间通过蛋白质“铆钉”形成了致密的连接，起到了屏障作用。而上皮细胞绒毛状的突起则增强了吸收营养物质的能力。[图片]
新生的红细胞是有细胞核的，但是在它们离开骨髓进入血液前后，红细胞会挤出细胞核，变成大家熟悉的中心薄、周围厚的圆饼形状。抛弃细胞核的好处是显而易见的：这样一来，红细胞就留出了更多的空间装载血红蛋白分子，从而可以一次运输更多的氧气分子。与此同时，没有了细胞核的红细胞更加柔软，遇到狭窄的毛细血管时可以轻松地变形通过。
【小故事】
彼得·米切尔的一生就是一部传奇。1920年出生，家境优渥，受到了良好的精英教育。31岁获得博士学位，35岁到爱丁堡大学任教，这一段人生旅途一帆风顺。但是1961年他在41岁的时候发表了惊世骇俗的化学渗透理论，从此不见容于主流学术界，甚至不得不半被迫地在1963年辞去了教职，回到乡下，把精力主要花在整修他的乡间别墅上。而在1965年，不甘就此沉沦的他自掏腰包，在科学研究之外，米切尔还经常饶有兴致地用他的化学渗透理论来解读社会现象。1978年，他的理论帮助他加冕诺贝尔化学奖，在演讲中，他说了这么一句意味深长的话：“伟大的马克斯·普朗克说过，一个新的科学想法最终胜利，不是因为它说服了它的对手，而是因为它的对手最终都死了。我想他说错了。”