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你看，对“生命是什么”的讨论不只局限于这个问题本身，还将为之后的整本书构造讲述的纲领，引领我们回答这本书封面上的那个问题：“所有生命的共同祖先是怎样在40亿年前诞生的？”
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既然说到了“共同祖先”，我们不免又要多费一些口舌。自从进化生物学正式建立，“人类知道的一切生命形式，任何一个物种，都在进化上源自同一个祖先”已经成为生物学所有领域的普遍共识，其中很少再有什么可争议的事情。所以不妨说，通常的生物进化问题，都是研究这个祖先如何在40多亿年的岁月里开枝散叶，进化成了今天的每一个物种，而生命起源的问题，就是研究这个祖先还有怎样的祖先——因为这个祖先已经拥有非常复杂的细胞结构了，显然是地球上第一批细胞进化了很久的产物。
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所以，为了之后的整本书讲述方便，我们从此就把“已知生命的最后一个共同祖先”简称作“末祖”，在其他中文科学读物里，这个概念大多会被叫作“露卡”，音译自“Last Universal Common Ancestor”的首字母缩写“LUCA”。再由此往前，末祖的所有祖先，当然也都是已知生命的共同祖先，所以它们将被我们称为“共祖”。至于从无机环境中直接诞生出来的第一批细胞，就被我们称为“元祖”。不过稍需留意的是，并非所有的元祖都是共祖，因为第一批生命里的许多个体都没有后代存活至今。这一切就如图2—8所示。
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最后的最后，我们还有一点棘手的细节要处理：根据这一章的定义，所有的病毒都不是生命。
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在感染细胞之前，病毒只是一团精巧的生物大分子。作为遗传物质的核酸与一些病毒专属的酶结合起来，外面包裹着蛋白质构成的衣壳，有些复杂的病毒还会从宿主那里窃取一小块细胞膜把自己包裹起来，使自己免受外界侵害，也更容易感染宿主。但是，此时的病毒没有任何代谢活动，它们与被扔进垃圾桶的过期生鱼片没有任何区别，如果真的发生什么变化，那一定是在腐烂变质，反正它不是耗散结构。
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图2—8 元祖、共祖、末祖与现存所有的生命的关系——这只是一张示意图，不对应任何真实的进化关系。（作者绘）
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而在感染细胞之后，病毒会把衣壳和包膜统统抛弃，让其中核酸与酶分散到细胞各处，劫持细胞的物质代谢和能量代谢通道，用来复制自己——在这个过程中，病毒已经彻底瓦解，连一个系统都称不上，更遑论“耗散结构”和“控制系统”了。
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但在从第四幕开始的故事中，我们同样会看到病毒与生命起源有着密切的关系，在许多新兴的假说里，它们甚至拥有位列共祖的资格。所以我们必须要明白，生命与非生命之间，并没有一条绝对的边界，我们这一章的一切讨论，也当然不是最终的答案。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256288]
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延伸阅读补充薛定谔的补充
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当年，薛定谔提出了“负熵”这个概念，立刻引来物理学家的激烈讨论，其中不乏许多批评和质疑——对此，我们不打算拿起来讨论一番，因为薛定谔亲自在《生命是什么？》后来的版本中给这一章增加了一节，坦率地承认了“负熵”并不是他能在物理意义上找到的最贴切的回答，如果要迎合物理学家而不是普通读者，他会用“自由能”这个概念代替“负熵”。
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可以想见，自由能是比熵更难用寻常语言描述的概念，不过不用担心，我们仍然可以从日常案例中获得一些感性的理解。为方便起见，下文并没有严谨遵照热力学教材上的指示讲述问题，而是构造了一些在这本书的范围内可用的近似理解，对于那些想要在本书之外沿用自由能概念的读者，请额外关注正式的教材。
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仍以面包和空气为例。这个低熵的组合要达到平衡有很多种办法，最简单的是一把火烧掉。那么，它就会释放出大量的热能，使燃烧产生的气体连同附近的空气压强增大，急剧膨胀——而膨胀是可以做功的，如果你愿意，可以找来一个蒸汽机，不烧煤炭，专烧干燥的面包，比如法式长棍面包，然后驱动一辆古董蒸汽汽车跑出老远。在面包和空气的燃烧反应中，表现为对外做功的那部分能量，就是“自由能”。或者更普遍地说，自由能就是系统当中可以用来对外界做功的能量——实际上，“熵”更直接的定义，正是“系统当中不能用来对外界做功的能量的总量”：
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自由能=系统蕴含的总能量——不可对外做功的能量[10]
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所以从措辞上看，我们已经可以把这一章正文里的“负熵”换成“自由能”了。[11]
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但对于具体的生命现象来说，这个例子中的“自由能”还很不对劲，因为任何一个认识面包的人都知道，这东西的用处显然不是烧锅炉，而是让人吞下肚，吸收其中的糖分，在细胞里缓慢地氧化，释放能量，让肌肉收缩，再拿来对外做功。当然，在面包和空气参与新陈代谢的过程中，肌肉收缩做功时的能量变化，也属于“自由能”，但这些自由能与蒸汽机用的自由能不同，它们不是依赖压强变化导致的体积变化做功，对于这样的自由能，我们会特称之为“吉布斯自由能”[12]。
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或者，更普遍地说，吉布斯自由能是一种自由能，但它做功并不依赖压强和体积的关联变化：
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吉布斯自由能=系统蕴含的总能量-不可对外做功的能量-用体积做功的能量[13]
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那么仅就目前的生命科学所知，除了肌肉收缩这样直观的例子，小到细胞膜上一个离子泵的向内转运，大到森林里一棵大树向上生长，一切的生命活动，究其根本，都来自吉布斯自由能的变化。而这些能量的首要功用，就是维持生命活动的有序性，让生命免于混沌，所以在很大程度上，我们可以把吉布斯自由能看作更加实际的负熵。
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如果这样说还嫌不够明白，那么我们不妨再审视一下自由能的定义本身，看一下上面的两个文字公式。“系统蕴含的总能量”首先值得深思——系统蕴含的总能量是哪些能量呢？热能当然是一部分，各结构之间相互作用的势能和动能也是一部分，但更重要的，是其中的相对论性质量也要算作能量——是的，就是爱因斯坦那个著名公式描述的能量。或者说得更科幻一些，系统蕴含的总能量，就是在真空中把这个系统“凭空造出来”需要多少能量。当然，这只是概念上的相等，并不代表我们真的有办法这样做——至少在可以预见的未来，人类没有这个本事。
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而“不可对外做功的能量”就是熵代表的那些能量，是“无序的能量”。
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那么，自由能作为二者的差，就可以感性地理解为在真空中凭空造出一个系统，再刨除其中不被需要的能量，剩下的就是“真空中的某个系统有多少有序的能量”。
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然而生命并不存在于真空里，而是存在于具体的环境中，这又该怎么办呢？
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那就在具体环境中凭空造一个生命好了：造生命时所需的全部能量，仍然是“系统蕴含的总能量”，但与在真空中造系统不同，这次凭空创造还需要一份额外的能量把环境里的东西移开，给这个系统腾出地方。