生命与金属（3）---金碳奇缘

《天工开物》中的炼铁

    在冶金技术发展起来之前，石器时代及以前的人类对金属的认识可能仅仅来自于自然金——这一著名的惰性金属几乎是原始人们能见到的唯一金属单质（有多种金属均在自然界中存在着单质形态，如银、铜、铂，甚至铁和铝也有单质形态被发现，但极为罕见。）。而其他大部分的金属元素，往往以离子（游离态或固态盐）的形式存在于水体、土壤及岩石之中。

    这实际上要归功于地球大气中多余的氧气——在氧气存在的条件下，大部分非惰性金属均会很快被氧化成正价离子。而接下来我们将会看到，正价的金属离子，在生命中是不可或缺的，若是没有这些金属离子，生命可能无法诞生。

让我们重新梳理一下生命与金属那交缠的可能历史吧：

      地壳中的金属单质被大气中的氧气氧化为离子形态，存在于最初的岩石与海洋中——那个时候，大气中的氧气因氧化还原反应被地壳中的元素消耗殆尽——就像金星与火星一样。最初的海洋与天空间进行着规模宏大的米勒实验，诞生了最初最简单的有机分子——这其中很可能包括卟啉分子，因为卟啉分子是极少可以通过无机反应合成的有机分子之一。

       有机分子与金属离子共存于原始汤中，相互结合、分离、排列组合。最开始金属与有机分子可能形成一些简单的结构，例如携带金属离子的卟啉环，或者简单结构的铁硫簇。

    随着生命的进化，这些结构越来越复杂，也越来精密，直到形成了生命世界众多的含金属有机分子。然后40亿年后，人类文明诞生，对金属的第二次应用出现在人类学会冶金之后。在之前，生命从环境中汲取金属离子，利用其氧化还原特性来进行特定的生命活动；