第十章：从量子到生命的聚合发展过程 第一节：生命中间体

病毒、类病毒、阮病毒等是一种奇怪的有机结构。它们没有细胞结构，不能自己复制，必须依靠其他细胞完成自己的复制、生长。因为它们像无机化合物一样形成结晶体，所以生物科学家不承认它们是独立的生命体，但是它们却又与生命表达密切相关。

它们的情况非常特殊，病毒只有核酸DNA或者RNA与蛋白质外壳，类病毒只有RNA，阮病毒只是蛋白质。但是他们都具有传染性，比如噬菌体这种病毒完全能够感染细胞，并在细胞中完成复制。类病毒RNA可以依靠病毒传染并侵入病毒内部复制，阮病毒的特殊性在于它是蛋白质分子病毒，不含有RNA或者DNA等遗传物质，它是疯牛病等脑部疾病的元凶。

病毒、类病毒、阮病毒等这些有机结构突破了传统生命学的意义，涉及生命起源。部分病毒有自己的核酶，但是还是要依靠其他生物细胞的环境才能够完成复制与成长。不过2010年发现了一种大分子病毒能够合成自己部分的蛋白质，这更模糊了生命与物质之间的界限。

一般来说病毒是非细胞形态却过着寄生生活的生命体。生物病毒个体微小，结构简单，只含单一核酸（DNA/RNA），是必须寄生在活细胞内并以复制方式增殖的非细胞型微生物。

病毒是一类不具有细胞结构，却具有遗传、复制等生命特征的微生物。

病毒同所有生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，它是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式。病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统获取生命活动所需的物质和能量。离开宿主细胞，它只是一个大化学分子会停止生命活力。细胞外的病毒为一个非生命体，可制成蛋白质结晶。结晶性与非结晶性病毒可提纯为结晶体，我们知道结晶体是一个化学概念，是很多无机化合物存在的一种形式。我们可以认为某些病毒有化学结晶型和生命活动型两种形式，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。

按照本书多层宇宙理论。各层粒子在不同层级环境下，会有不同的性质。病毒、阮病毒、类病毒在细胞内外的不同表现恰恰说明了这种多层结构是，不同环境造成效果不同的具体表现。

碳结构不同的有机生命与无机物质世界我们知道生命与物质之间存在着病毒等中间体。人们不仅要问是什么动力促使生命得以实现？物质与生命的界限在哪里？在第三章关于双缝实验与时间延迟实验里，介绍了量子感知与智慧选择性。很多相对实验证明：量子不仅仅有智慧选择，还有记忆性、协调性、自我组织性。

对于生命来说碳是必不可少的生命元素。碳在地球上储量丰富，碳不仅是丰富的有机化学合成物，而且还可以因碳元素之间组成结构不同而构成不同的无机物质。在无机碳物质里，碳因为结构不同可以成为脆弱顺滑的石墨，也可以变成世界上最硬的钻石，也可以变成具有催化功能的富勒烯。

而在丰富的有机碳世界里，就拿氨基酸来说，相同有机分子因为折叠成不同的结构，而形成不同的蛋白质结构（生命分子结构图见第九章九层宇宙部分）。这些不同的蛋白质构成人的皮肤、骨骼、血管、神经等。有机化合物主要由碳、氢、氧、磷等元素组成，构成人体需要的脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。生命体内的新陈代谢和生物的遗传现象，都涉及到有机化合物的变化。目前人类已知的有机物达8 000多万种，数量远远超过无机物，对人类生活、生产有重要的意义。

有机化合物的碳原子的结合能力非常强，可以互相结合成碳链或碳环。

碳原子数量可以是一两个，也可以是几千、几万个，许多有机高分子化合物甚至可以有几十万个碳原子。此外，有机化合物中同分异构现象非常普遍，这也是造成有机化合物众多的原因之一。碳原子可用共价键彼此连接生成多种结构，组成数量巨大的不同种类的有机分子骨架。

碳以多种同素异形体的形式存在，因为结构不同构成不同的物质，从而形成无机碳的物质世界。碳是钢铁的主要辅助元素，碳纤维是飞机的主要材料。

碳因为结构不同充满不同神奇的功能。比如石墨、金刚石、富勒烯（也被称为巴基球）、石墨烯、无定形碳、碳纳米管、六方金刚石、碳纤维、碳气凝胶（密度极小的多孔结构，类似于熟知的硅气凝胶）、碳纳米泡沫（蛛网状，有分形结构，密度是碳气凝胶的百分之一，有铁磁性）。最常见的两种单质是高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨。

碳纳米泡沫呈蛛网状，具有分形结构，有铁磁性。泡沫由许多原子团簇构成，每个含有约4 000个碳原子，直径约6到9纳米，其中很多原子团连在一起，形成了纤细的网。碳纳米泡沫的密度很低，与碳气凝胶很相似，但密度是它的百分之一，它是目前世上最轻的物质之一，密度约为2 mg每立方厘米，仅有海平面上空气密度的几分之一。

富勒烯是一种碳的同素异形体。任何由碳一种元素组成，以球状、椭圆状或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯。

C60分子是一种由60个碳原子构成的富勒烯分子，它形似足球，因此又名足球烯。C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子。富勒烯具有完美对称的足球结构，C60分子的电子能级简并度最高可达五重。C60具有很高的电负性，它能够接受电子而形成带负电子的阴离子。C60还容易发生电化学加氢反应，C60电极能够通过氢而发生电化学充电反应。富勒烯可以作为一类新的催化剂材料的基础，在富勒烯分子的中心空隙加入一些已知具有催化性能的金属原子，如铂、钯等能制成一类新的催化剂。在这种催化剂中，催化性原子被碳笼保护起来。这也是

第一个发现的由一种材料的数个原子组成的团簇催化化学反应，因为催化剂通常只在很大质量下才起作用。

同时我们发现，类似碳C60组成的富勒烯，就像多层聚合宇宙里讲的，因为不同层级的聚合结构就会产生不同寻常的物理学效果。