化学世界的未解之谜?

　1 生命从何而来?

　　有研究者推断，在第一种能够自我复制的聚合物(类似DNA或蛋白质一类的分子，是由许多更小单位构成的长链)的形成过程中，泥土等矿物质可能起到了催化剂的作用。还有人认为，正是因为深海热泉源源不断地提供能量，才会产生结构复杂的化学物质。

　　我们现在要做的就是，找到一种方法，在加热的试管里面触发化学反应，验证上面提到的那些假说。科学家已经取得了一些进展，他们的研究表明，一些化学物质可以自发排列，形成更加复杂的结构例如氨基酸，还有众所周知的核苷酸(nucleotides，DNA的组成单元)。2009年，现供职于英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室的约翰萨瑟兰德(John Sutherland)所带领的团队已经证实，在原始汤中，确实可能存在自发的核苷酸合成过程。

　　其他一些科学家则着重研究了特定RNA类似于酶的催化特性，为RNA世界假说提供了一些证据。通过这些步骤，科学家也许可以弄清楚，无生命物质如何转变成能自我复制、自我维持的系统，从而填补生命进化史上的这个缺失环节。这些发现促使化学家展开想象，去创想原始生命可能的化学构成。

　2 分子如何形成?

　　在高中化学课本里面，分子结构可算是最主要的内容之一。，这些看上去由球(代表原子)和棍(代表化学键)构成的模型已经有些年头了。并不是没有更新的模型，问题在于，科学家在更为准确的分子外观模型方面，并未取得一致意见。

　　近100年后，分子轨道模型成为认可度最高的一种。但对于这种模型是否研究分子的最佳工具，化学家仍然没有达成一致。原因在于，这类分子模型，以及其他所有简化了的假想模型都不够精确，只能部分描述分子结构。事实上，分子就是电子云中的一团原子核，并通过相反的静电力，与一团原子核进行着一场永不停止的拔河游戏，而且所有的组成部分都在不停地运动和重组。现有的分子模型通常试图将这样一种处于动态的实体变为静态，并且明确各个组分之间的关系，这种做法会显示出分子的一些突出性质，但也会将其他信息忽略掉。

　　现在，科学家可以根据量子第一性原理(quantum firstprinciples)，通过计算机模拟来计算分子的结构和性质只要电子数量相对较少，就能获得精确度很高的结果。计算化学可以极度现实化和复杂化，马克斯说。，计算机模拟越来越被看作是一种虚拟实验，用来预测一个化学反应的过程。，一旦某个反应的模拟计算不再局限于几十个电子，计算量就将变得巨大无比，即使最先进的计算机恐怕也无法胜任。，我们面临的挑战将会是能否放大模拟范围，比如细胞中的复杂分子过程或某些复杂材料的分子结构。