第二节 聚合而生的生命

碳结构不同的有机生命与无机物质世界

生命与物质之间存在着病毒等中间体，人们不禁要问，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，还有记忆性和协调性。

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，碳不仅有丰富的有机化学合成物，而且因为碳元素之间组成结构不同，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，也可以变成世界最硬的钻石，也可以变成具有催化功能的富勒烯。

而在有机碳丰富的世界里，就拿氨基酸来说，因为不同的结构，相同分子的不同折叠，就会变形出不同的蛋白质结构（生命分子结构图见第九章九层宇宙部分），如构成人的皮肤、骨骼、血管、神经等。有机化合物主要由碳、氢和氧元素组成。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8000多万种，数量远远超过无机物。对人类生活、生产有极重要的意义。

有机化合物的碳原子的结合能力非常强，互相可以结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1.2个，也可以是几千个、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。

无机碳的物质世界：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，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神奇的不同功能：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）

碳纳米泡沫：

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4000个碳原子，直径约6～9纳米；其中很多原子团连在一起，形成了纤细的网。泡沫由团簇构成，似乎形成了石墨层，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毫克每立方厘米，仅有海平面上空气密度的几分之一。

富勒烯：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。

富勒烯C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，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。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，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。