本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
物理学家有他们的大爆炸理论，生物学家有自然选择进化论……而化学家则有生命的起源。生命原始起源的问题——自古以来人类一直在思考的存在主义问题之一——完全属于化学领域。生命的起源是化学家的“大创意”，这是一盘跨学科的盛宴，它既解决了重要的化学难题，也解决了深刻的哲学问题。达尔文回答了“生命是如何开始运转的？”这个问题，并将可能更棘手的问题“生命是如何开始的？”留给化学家来回答。
但是从专业的角度来看，化学家可能会问这对他们有什么好处。大多数学术化学家研究一个问题并不是因为它具有压倒性的哲学意义。大多数化学家，就像其他领域的科学家一样，研究某些东西是因为他们觉得它有趣。他们研究它是因为它有望丰富他们领域的基础知识。从这个角度来看，询问专业化学家为什么要研究生命的起源（OOL）是相关的？
以下是一些潜在的好处
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1. OOL是终极的跨学科竞技场。
无论您是哪种化学家，OOL都为您提供了一个展示您智慧肌肉的机会。有机化学家当然可以通过推测和研究在分子起源中可能重要的反应类型，直接为OOL研究做出贡献。一些反应，例如斯特雷克反应（用于氨基酸合成）和福尔摩斯反应（用于碳水化合物合成）已经被提议作为生命分子起源的领跑者。这两种反应都已被人们认识了几十年，但直到最近才与OOL建立了具体的联系。事实上，与五十年前我们所知道的不同，我们现在对可能形成生命基本组成部分的化学反应类型有了很好的了解。主要的挑战是在试管中模拟这些反应，并使用它们来指导构建一个有望屈服于自然选择的自我复制系统。有机化学家的绝招中还有哪些反应适用于OOL？这个问题应该像其他问题一样激发有机化学家的脑细胞。
其他类型的化学家也有很多潜在的贡献可以做出。与生物化学的联系是显而易见的；例如，膜形成这一分水岭事件是如何发生的，最早的酶是如何形成的？无机化学家在OOL研究中取得了新的进展，特别是通过开创性研究，表明深海热液喷口中的金属硫化物是有机生命的前体，而无机表面（如粘土）是原始进化和聚合的模板。分析化学家可以将他们令人印象深刻的仪器阵列（如质谱和色谱）应用于这个问题。理论和计算化学家可以通过计算自组装过程中作用力来为OOL做出贡献，自组装过程一定是分子组织早期时刻的关键。当然，这些领域都不是孤立的，来自广阔的OOL领域的每个问题都需要每一种可以想象到的化学家的关注。因此，对于每一个敢于梦想的化学家来说，OOL都有一块馅饼，该领域保证了无限数量的跨学科合作。
2. OOL是基本化学概念的试验场。
生命是由少数分子成分构成的——例如构成DNA优雅阶梯的四个碱基——这些成分在每个已知的物种和生物体中似乎是不变的。当然，有一些变异，但基本计划几乎是恒定的，正如我们对进化和共同起源的了解所表明的那样。
关于这些构建块性质的问题可以非常深入。例如，为什么氨基酸的pKa值是现在这样？如果它们不同会发生什么？或者另一个著名的问题；为什么自然选择磷酸盐（在DNA和ATP中发现，细胞的能量货币），这个问题将我们引向亲核性、pKa、空间效应、热力学、动力学、原子大小和无数其他基本概念的基本讨论。其他问题可能包括：为什么是α-氨基酸（而不是β-氨基酸）？为什么是核糖和脱氧核糖？为什么是这二十种氨基酸而不是其他氨基酸？
我们永远不会知道这些问题的最终答案（因为其中涉及相当大的偶然性因素），但仅仅提出这些问题就迫使我们重新评估化学的基本概念，这可能是一项非常有益且信息丰富的练习。OOL涉及对手性、自组装（下一点会详细介绍）和自由能计算的基础研究。这使我们从一无所知到微调我们的理解并了解一些东西。作为一项辅助好处，这些信息可以引导我们对异想天开和不切实际的猜测进行知情的批评。
关于分子起源的这些基本问题类似于物理学家提出的关于精细调整的问题：为什么普朗克常数和光速具有特定的值而不是其他值？为什么强力的强度是现在这样？我们知道（或者至少我们认为）如果这些基本常数的值即使有轻微的差异，生命也不会存在。化学的基本构建块是否也存在类似的情况？它们允许多少变化？然而，化学相对于物理学的巨大优势在于，通过其创造性和合成能力，它实际上可以改变生命分子的基本性质，并询问应该有什么后果。这种能力的顶峰是令人兴奋的合成生物学科学，其实践者已经在研究扩展遗传密码和非标准氨基酸对生物功能的影响。这与虚构的“合成天文学”学科不同，在“合成天文学”中，实际上不可能探索引力常数变化对宇宙演化的影响。
3. OOL迫使我们理解自组装。
从实践的角度来看，这可能是OOL研究的最大好处。自组装是分子聚集在一起并形成超分子系统的过程，这些超分子系统表现出有趣的且通常是涌现的结构和特性，而这些结构和特性在原始构建块中并不明显。自组装是生命起源中最重要的过程，并且事实证明，它对于理解其他一切也至关重要，从阿尔茨海默病蛋白质如何折叠到表面活性剂如何隔离污垢，再到我们如何构建用于太阳能研究的结构。自组装中的主力是我们珍爱的朋友氢键，这是一种非常柔韧的化学相互作用类型，它允许蛋白质等生物分子折叠、展开、摆动和伸展、抓取和释放需求。氢键是将生命成分结合在一起的分子胶水。因此，理解氢键为理解自组装打开了大门。
在过去的几年里，我们对氢键获得了极其宝贵的见解，部分是通过OOL研究获得的。例如，对DNA碱基配对中氢键的研究揭示了热力学和静电之间微妙的相互作用，这种相互作用稳定了核酸。类似的效果自然地在蛋白质折叠中起作用。从这些研究中获得的知识可以帮助设计新型材料，如热稳定蛋白、新型环保催化剂和响应性聚合物。同类型的自组装可以深入了解OOL问题，解决诸如第一个细胞形成等基本问题。自组装和OOL的实际应用因此是相互促进的循环的两端，贡献和利用重要的见解，为基础研究和应用研究提供动力。理解自组装，您不仅会更接近理解起源，而且还能够从该领域收获知识以用于实际目的。
4. OOL是终极的开放性问题。
科学中的大多数问题都是开放性的，但OOL实际上是一个没有尽头的问题。我们无法想象我们会找到在分子水平上启动生命的单一、独特的解决方案。我们可以令人兴奋地越来越接近看似合理的解释，但从看似合理到确定之间仍然存在巨大的飞跃。我们应该绝望吗？当然不。如果科学可以被定义为“无尽的边疆”，那么OOL就是这个定义的典型代表。OOL将向我们承诺永无止境的问题和看似合理的解释，直到时间尽头。这将为我们带来基础化学理解方面的丰富成果。作为一般的科学家，特别是化学家，我们应该感到欣喜若狂，因为OOL给了我们一台永恒的“问题机器”，它不断抛出基本问题供我们讨论、辩论和研究。像科学中为数不多的难题一样，OOL承诺带来无限的财富。
我们还能要求什么呢？
这是在The Curious Wavefunction上发布的帖子的更新和修订版本。