考察大圖景
從 38 億年前到 800 萬年前
◆ 科學家如何定義生命？這種定義與你對生命的看法一致嗎？
◆ 查爾斯·達爾文是什麼樣的人，他是如何提出當代生物學的核心原則的？
◆ 為何把生命的出現當作一道新門檻？
◆ 最初的活細胞是如何出現的？
◆ 細菌在生命史中起什麼作用？
◆ 滅絕在生命進化過程中扮演了什麼角色？
在地球形成之後 10 億年或 20 億年的某個時間，出於某種原因，海洋中的一些化學物質開始形成生命。我們將生命的出現作為複雜性的第 5 道門檻，即從早期地球醞釀的相對簡單的原子和分子向更複雜的活細胞轉變。在活細胞中，薄膜內部相互依存的分子構成富有生機的體系，隨著時間推移，這種體系能夠自我繁殖和調適，當發生新陳代謝時，能量也流動起來。
首先需要指出的是，科學家依然不知道生命究竟是如何出現的。他們不可能在實驗室重新創造出生命，儘管一些人認為他們已經很接近了。如果他們做到了這一點，那麼，這（而不是原始條件下生命的出現）將成為現代生物學和基因工程的一項壯舉。
然而，科學家已經學會在實驗室製造生命的構件，現在，我們可以繪製出惰性物質如何轉變為生命有機體這個奇妙故事的框架。在前面幾章中，我們利用眾多學科——天文學、宇宙學、物理學、化學以及地質學長期積累起來的知識，來描述宇宙和太陽系的起源。在本章中，除了物理學、化學和地質學，我們還需要生物學，即研究生命的學科。
我們首先要討論兩個基本問題：生命是什麼？它如何隨時間的流逝而發生變化？只有通過描述生命如何在時間推移中經由自然選擇（進化）發生變化，我們才能夠講述生命是如何出現的，因為生命的出現取決於無生命的化學物質通過自然選擇形式發生的演化。最後，我們會簡述生命如何通過多樣化過程從細菌演化而來，直到進化為大型類人猿。下一章我們將講述最近 800 萬年的進化故事。