其实，后人不是没有试图去验证达尔文的“进化假说”，恰恰相反，科学家们为了证明它，花费了大量的时间和资源，做了各种各样的实验，试图加以验证，但结果都是徒劳无功、以失败告终。

5.2.1 备受质疑的烧瓶实验

进化论的第一个假设前提是，生命首先是从无机物“进化”成生物大分子。

20世纪40年代，一流的生物学家、化学家大都在倾全力研究蛋白质。

1953年，美国化学家和生物学家米勒（Stanley L. Miller）从无机物³¹中制造了氨基酸³²等重要的生命所必需的物质，被认为是支持生命由无机物逐渐进化而来的重要科学证据。

米勒当时是芝加哥大学的研究生。他模拟人们认为的在生命出现以前的原始地面气层的成分，在一个烧瓶中加入氢气（H₂）、甲烷（CH4）和氨（NH₃）等还原性气体和水蒸气。将烧瓶密闭后插入两支电极，通电后可以产生电火花。七天后，他从烧瓶中收集到一些有机物，其中竟有几种氨基酸。

他的实验结果轰动了科学界。因为蛋白质是由氨基酸组成的，有了氨基酸，蛋白质或生命的产生就几乎指日可待了。

米勒和其他人用实验的方法，利用不同的能源，如紫外光、高温、震动波等，从还原性气体中获得了氨基酸、葡萄糖、核糖以及核酸所含的几种碱基等生物体内的重要有机物。

然而米勒的实验并不像当时许多人预想的那样拉开了创造生命的序幕；相反，对他们实验的条件和意义，人们提出愈来愈多的质疑³³。

第一个质疑和挑战是，真实的原始大气的性质难以确定，因此米勒和其他科学家在他们设定的实验条件下所观察到的化学反应是否在实际原始大气中发生过，不能确定。

在米勒做实验的年代，人们原先认为原始大气是还原性的，没有氧气存在。文献报导太古代（38亿到25亿年以前）地球大气可能极度缺氧，当时的大气氧分压被认为约为现在地球大气层中氧气浓度的10⎻¹²。³⁴

所以，米勒等人当时采用了几乎无氧的还原性气体的反应条件，这样保证合成的氨基酸比较稳定、不容易分解。如果有氧存在，氨基酸不容易合成，或者合成之后容易分解。

然而早期地球大气层中氧气是否存在³⁵这个话题一直是学术界争论的焦点。

1982年有学者对氧气浓度的估算，变异范围从现在大气的10⎻¹⁴到10⎻¹ ³⁶，这已经反映了氧气含量极大的不确定性。

1985年《分子进化杂志》（Journal of Molecular Evolution）的文章认为，早期地球上含有大量水蒸气，而大气上层的水光解离产生氧气³⁷。《加拿大地球科学杂志》（Canadian Journal of Earth Sciences）的文章认为，在地球最早的沉积层中发现了富氧红床（red bed）³⁸，提示早期地球上存在氧气。

如果早期地球大气层含有氧气，米勒等人实验中的气体成分就不能反映早期地球的情况，那么那些实验对证明“进化假说”认为的“原始生命产生于无机物”，作用就微乎其微了。

第二个质疑，跟生物分子的三维结构有关。

就像我们人有左手、右手，生物分子虽然看起来一样，但是它们的三维结构不完全重合，这叫做“手性”。我们可以用“镜像”的方式来比喻分子的“手性”。一个分子的两种手性对映体通常被标记为“右手”（用D表示）或“左手”（用L表示），分别代表右和左的手性分子。

地球上几乎所有生物的蛋白质中只有L-氨基酸，都是左旋的³⁹，右旋的几乎可忽略不计。米勒等人得到的氨基酸却是右旋和左旋各占一半⁴⁰。也就是说米勒合成的氨基酸有一半是不可用的。本来就不稳定，还有一半的不能用，那么在大自然中通过无机物自发随机组合成有意义的生物分子或有机物的可能性就更加微乎其微了。

与此类似，自然界生物中的核苷酸中只有D-核糖，根据化学合成的常识，实验室合成是左右各占一半⁴¹，所以自然界生物中的核糖的存在型态不可能用随机合成的实验结果来解释，生命的起源比我们想像的要复杂得多。

第三个质疑，生物大分子，比如蛋白质中包含特定复杂的信息，无法通过自发组合而产生，不可能通过随机组合、碰撞产生出高度复杂有序的生物大分子、细胞甚至生命。⁴²

比如，组合成DNA的四种核苷酸不会在自然界中自发形成。实验制造的核苷酸是L（左）和D（右）异构体的混合物。由于DNA仅由D异构体组成，因此数千种特定D异构体的概率变得更加遥远。即使存在自组织模式，含有250个短链核苷酸的基因出现的概率为10¹⁵⁰至10⁷⁰分之一。

英国知名理论化学家、曾在牛津大学和加州理工学院及芝加哥大学任职的莱斯利‧埃莱泽‧奥格尔（Leslie Eleazer Orgel，1927—2007）1994年在《科学美国人》（Scientific American）杂志中写道：“结构复杂的蛋白质和核酸不可能同时在同一地点自发产生，但是两者对产生生命缺一不可。因此，人们可能不得不得出这样的结论：生命实际上永远不可能起源于化学方法。”⁴³

新西兰当代著名分子生物学家迈克尔‧道顿教授（Prof. Dr. Michael Denton, 1943—）在1985年出版的著作《进化论：陷入危机的理论》（Evolution: A Theory in Crisis）中这样评论：“生命起源前，（原始）汤的存在是地球上生命进化出现的必要条件，但即使找到了汤的有力证据，生命起源的问题仍远未解决。生命起源问题最难的地方不在于汤的起源，而在于从汤到细胞的各个阶段，在用于构建细胞的基本构件、氨基酸、糖和其它简单有机化合物与已知最简单的生命系统类型之间存在巨大的不连续性（鸿沟）。”⁴⁴

5.2.2 劳而无功的RNA实验

当人们发现用实验结果来解释“合成蛋白质可以产生生命”是一件希望渺茫的事时，人们又把注意力转移到了另外一种生物大分子──核糖核酸上面。

核糖核酸（RNA）是由核糖核苷酸构成，常常以单链形式存在。每个核糖核苷酸单元包含一个糖分子、一个磷酸分子和四种碱基之一：腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶或尿嘧啶。

RNA具有多种功能特征，能够自我复制；有的具有催化作用；可以通过突变产生新的功能和特征；在细胞中扮演多种角色，包括信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA），在蛋白质的合成环节至关重要。

所以，人们认为RNA在生命的早期进化中起到重要作用，似乎可能在最早的生命存在形式中扮演至关重要的角色。

尽管似乎有吸引力，但通过化学物质随机合成RNA进而产生生命的假设，也有很多令人质疑的地方。

第一，RNA组成部分戊糖可以通过化学方式合成。如前所述，化学合成得到的糖，一般是光学上左旋和右旋（L和D）的混合物，但在自然生物系统中发现的戊糖都是右旋。

第二，嘧啶同样是组成RNA的重要原材料，但与嘌呤相比，从简单化学物质前体合成嘧啶的产量很低⁴⁵。

第三，目前有机化学家尚未成功地将预先形成的嘌呤和嘧啶与核糖连接起来，因此，形成所需单核苷的可能性不大。而如果核糖和碱基不能迅速形成核苷，就会很快被降解。

美国国家科学院分子生物学奖、伯尔尼大学汉斯西格里斯特奖和美国国家科学院早期地球和生命科学奖的获得者杰拉尔德‧乔伊斯（Gerald F. Joyce）医学博士曾经对生命的起源和RNA在地球生命早期历史中的作用有着长期的兴趣，他试图通过RNA找到支持进化论的证据。结果经过了很多尝试，他没有找到支持生命始于RNA的任何证据⁴⁶，这让试图证明进化论的人们再一次失望。

美国国家科学院院士、英国化学家奥格尔（Orgel）在1994年评论道：“产生RNA世界的确切事件仍不清楚。我们看到研究人员提出了许多假设，但支持每一个假设的证据充其量只是零星的。RNA世界和生命如何出现的全部细节不可能会在短期之内揭晓。”⁴⁷

5.2.3 令人失望的大肠杆菌

1988年，美国密西根州立大学科学家、美国国家科学院院士兰斯基（Richard Lenski）想观测一种生物到底能不能经过若干代的繁殖之后变成另一种生物。

兰斯基教授从1988年2月24日开始用大肠杆菌做实验。根据2013年《科学》（Science）杂志文章的报导，在兰斯基教授实验室的条件下，大肠杆菌一天之内繁殖6.6代。25年之后，大肠杆菌繁殖五万八千代，但大肠杆菌还是大肠杆菌，没有变化成另一种细菌或生物⁴⁸。截止到2020年观察了32年⁴⁹，也没有发现大肠杆菌变种。

在整个实验中，他所观察到的都是大肠杆菌种内基因的变异，细菌并没有变种⁵⁰。尽管发表的论文中经常用到evolution这个词，但都是“微进化”范围的变异，并不是“广进化”中所说的“变种”。

最大的事件是一些大肠杆菌不再依赖稀缺的葡萄糖而是利用柠檬酸盐来繁殖，但这也不意味着它们变成了一种新细菌。因为细菌分类要根据细菌形态、基因组特征，结合生化测试综合鉴定，仅仅利用一种不同物质作为新的能量来源，只是一种新的特质⁵¹。

当2015年美国《公共科学图书馆—生物学》期刊（PLOS Biology）⁵²的文章和2017年《自然》（Nature）⁵³的文章发表时，该实验中的大肠杆菌都已经繁殖了超过六万代，但是大肠杆菌还是大肠杆菌，依然没有产生新的细菌种类。

我们这里总结一下从1988年实验开始之后的主要实验进展：

2013年《科学》的文章发表，实验做了25年，大肠杆菌繁殖了五万八千代，没有产生新细菌。

2015年《PLOS Biology》的文章发表，实验做了27年，大肠杆菌繁殖了六万多代，没有产生新细菌。

2017年《自然》的文章发表，实验做了29年，大肠杆菌繁殖了六万多代，没有产生新细菌。

2020年，实验室网站的信息显示，实验做了32年，大肠杆菌估计应该繁殖了七万多代，没有产生新细菌。

通过这个实验，人们见证了大肠杆菌在32年的时间里繁衍超过六万代依然没有变异成另外一个新物种。若以大肠杆菌的生命和繁衍周期与人类作类比，大肠杆菌经历的25年就至少相当于人类的一百多万年。

这一实验原本是为了验证“进化论”，最后反而推动了人们对进化假说的直接质疑。

另外，繁殖到大约第6500代，其中一个烧瓶中出现了两种类型的大肠杆菌：一种繁殖能力相对较弱，菌落相对较小；另一种繁殖能力相对较强，产生的菌落较大。

兰斯基本来预计，如果达尔文的自然选择、优胜劣汰的理论是对的，繁殖能力较强的细菌会越来越强势，最终代替繁殖能力较弱的细菌。但结果令他惊讶⁵⁴，这两种类型的细菌都持续存在、共同生存。这是对达尔文提出的“自然选择、适者生存”观点的一个质疑。