岩石滚下山坡
生命最初是如何从无到有的？这一直是生物学家，尤其是天体生物学家的研究重点。关于生命起源的流行理论，从陨石到看似随机的化学物质，再到运气，各种说法都有。1859年，查尔斯·达尔文在《物种起源》中提出：“地球上曾经生活过的一切有机生物，都可能源自某种原始形式。”他的基本想法是，化学成分和能源以某种方式自发地在原始汤中生成了生命。
然而，2013年，麻省理工学院生物物理学家杰里米·英格兰提出了一种新理论，以热力学取代运气。他推导出一个数学公式，用以解释原子如何在外部能量（例如原始汤中的能量）和热量（例如大气中的热量）驱动下，逐渐重组自身，以耗散越来越多的能量。换言之，在适当条件下，物质会自然获得与生命相关的基本物理特性——从环境中捕获能量并将其作为热量耗散的倾向。这一过程遵循熵增定律，也就是热力学第二定律，该定律也被称为“时间之箭”。
如果这一理论正确，英格兰在2013年评论说，运气与此毫无关系，生命理应遵循这些定律演化，而且“就像岩石滚下山坡一样不足为奇”。
时间之箭
此后，英格兰一直在检验他的公式，并通过计算机模拟更广泛地研究他的想法。他于7月发表了两项研究，而且两项实验似乎都支持他的基本理论，即耗散驱动的适应。不过，这些结果最终对生命起源意味着什么，仍不清楚。
在模拟中，25种化学物质混合形成的“汤”以多种方式发生反应；环境能源“迫使”某些化学反应发生，就像ATP为细胞代谢提供化学燃料一样。在一些情况下，系统会达到平衡状态，这是热力学第二定律最常见的结果。但在另一些情况下，化学反应网络会不断演化，使反应尽可能多地从环境中获取能量，最终到达远离平衡态的固定点。
这些“极端热力学驱动下的稀有状态”，类似于生物体燃烧化学能时所经历的极端驱动过程。英格兰认为，热力学决定了远离平衡的系统会自然走向这一结果：原子获得一种非常特定的形态和功能，以实现化学能的最佳消耗，并最终成为细菌。许多生物物理学家赞同英格兰，但由于人们对生命的本质仍有分歧，这一理论对于解释生命起源究竟有多大作用，也就难以确定。
那么，接下来呢？下一步或许是在计算机环境之外对原始汤进行实体模拟，但这难免需要一些推测。英格兰认为，他的理论是达尔文进化论的基础，但也有人不认同耗散驱动的适应理论能够区分以某种方式构成的事物与有生命的事物。例如，感知、处理信息并通过繁殖传递信息的能力，或许无法由英格兰的理论充分解释。无论如何，这项研究为地球如何从无到有创造出事物提供了一种可能的解释，并带来了引人入胜的见解。
