地球的存在已有46亿年的历史。35亿年前，地球上出现了生命现象的踪迹。新近的研究表明，人猿相揖别的时间大约为400万年。有一种形象的说法是：若把地球诞生至今的这段日子当成一年，十一月的第三个星期鱼类才出现，而蜥蜴在十二月中旬出现，人类要到十二月三十一日的晚上才出现。人类进入文明社会有了哲学思维之后，开始解读自我，叩问“我们是谁”之谜。
从这时起，“什么是生命”的问号一直重重地压在人类的心头。
米勒的成就是一个传奇。1951年，在芝加哥大学执教的1934年诺贝尔化学奖得主尤里在一次讲座中，公开提到了在具有高度还原性的地球大气中出现生命元素的可能性，并且建议感兴趣的人去开展实验。年轻的米勒是那次演讲的听众之一。1952年秋天，已经是芝加哥大学化学系研究生的米勒找到尤里，说他想利用还原性混合气体来进行前生物合成（生命出现之前的合成过程）的实验。尤里最初不同意。他知道这样的实验风险很大，如果迟迟得不到结果，米勒就无法拿到博士学位。但米勒非常执着，尤里终于答应了，给出的条件是如果一年内没有成功迹象就放弃实验计划。
米勒实在是太幸运了。他只花了两个星期，就得到了令他终身享有盛名的实验结果。
（一）幸运的米勒
1.造物主或“气”的杰作
在中世纪的西方有一个曾经被普遍接受的生命起源观念。
《旧约全书》的第一章写到，上帝在七天之内创造了世间之万物。1650年，一位爱尔兰大主教根据圣经的描述，计算出上帝创世的确切时间是公元前4004年；而另一位牧师甚至把创世时间更加精确地计算到公元前4004年10月23号上午九点钟。中国传统文化认为，天地万物，日月星辰包括生命肇始于天元之气：“天地氤氲，万物化生”（《周易·系辞》）。
从今天的科学角度来看，古老文明对生命起源过程的描述表明了人类长期以来对生命起源之谜倾注的极大热情和关注，也预示了对生命及其起源认识的复杂性和过程性。
《圣经》中上帝创造生命和中国古代哲学元气凝结生命的记载同样迷人也同样备受质疑。之后，科学家们纷纷用科学的语言续写关于生命起源的科学报告。
目前的生命起源研究领域按不同假说的提法可分为3大阵营，即以美国科学家Miller为代表的“原始汤”派、以德国化学家Wachtershauser和苏格兰地球化学家Russell为代表的海底生命起源学派以及美国NASA为主的天体生物学派；或者分为两大类：“化学进化说”和“宇宙胚种说”。
2.米勒的“原始汤”实验
核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础，生命起源的关键就在于这些生命物质的起源，即在没有生命的原始地球上，由于自然的原因，非生命物质通过化学作用，产生出多种有机物和生物分子。因此，生命起源问题首先是原始有机物的起源与早期演化。化学进化的作用是造就一类化学材料，这些化学材料构成氨基酸、糖等通用的“结构单元”，核酸和蛋白质等生命物质就来自这“结构单元”的组合。1922年，前苏联生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说，认为原始地球上的某些无机物，在闪电、太阳光能量的作用下，变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年，美国化学家米勒首次实验证明了奥巴林的这一假说。
米勒在实验室内首次模拟原始地球在雷鸣闪电下将原始大气合成小分子有机物的过程。米勒首先把200毫升水加入到500毫升的烧瓶中，抽出空气，然后模拟原始大气成分，通入甲烷、氨、氢等混合气体。将入口玻璃管熔化封闭，然后把烧瓶内的水煮沸，使水蒸气驱动混合气体在玻璃管内流动，进入容积为5升的烧瓶中，并在其中连续进行火花放电7天，模拟原始地球条件下的闪电现象，再经冷凝器冷却后，产生的物质沉积在U型管中，结果得到20种小分子有机化合物，其中有11种氨基酸。这11种氨基酸中，有4种氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸，是天然蛋白质中所含有的。
根据米勒的原始汤实验，科学家推测：地球在宇宙中形成以后，开始是没有生命的。经过了一段漫长的化学演化，就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源（如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等）的作用下，合成有机分子（如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等）。这些有机分子进一步合成，变成生物单体（如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等）。这些生物单体进一步聚合变成生物聚合物，如蛋白质、多糖、核酸等。米勒的原始汤实验还需要在更高理论高度予以深入阐述和进一步证实。20年后，德国科学家艾肯的超循环理论出现了。
3.艾肯的超循环理论
M·艾肯认为：生命的发展过程分为化学进化和生物学进化两个阶段。
在化学进化阶段中，无机分子逐渐形成简单的有机分子。在生物学进化阶段中，原核生物逐渐发展为真核生物，单细胞生物逐渐发展为多细胞生物，简单低级的生物逐渐发展为高级复杂的生物。生物的进化依赖遗传和变异，遗传和变异过程中最重要的两类生物大分子是核酸和蛋白质。各种生物的核酸和蛋白质的代谢有许多共同点，所有生物都使用统一的遗传密码和基本上一致的译码方法，而译码过程的实现又需要几百种分子的配合。
在生命起源过程中，这几百种分子不可能一起形成并严密地组织起来。因此，在化学进化阶段和生物学进化阶段之间有一个生物大分子的自组织阶段，这种分子自组织的形式是超循环。
核酸是自复制的模板，但核酸序列的自复制过程往往不是直接进行的。
核酸通过它所编码的蛋白质去影响另一段核酸的自复制。这种结构便是一种超循环结构。这种大分子结构是相对稳定的，能够积累、保持和处理遗传信息。另一方面，这种结构在处理遗传信息时又会有微小的变异，这又成为生物分子发展进化的机制。超循环理论对于生物大分子的形成提供了化学进化的模型，但生命起源之谜的最终答案还在远方。
4.宇宙胚种论
在20世纪的后半叶宇宙胚种论开始形成。部分科学家认为，生命必须的酶、蛋白质和遗传物质的形成需要数亿年的时间，在地球早期并没有可以完成这些过程的充足时间段。
生命可能是以孢子或者其他生命的形式，从宇宙的某个地方来到了地球。这一假说依据之一是20世纪40年代以来，人类用天体物理的手段在地球之外探测了近百种有机分子像甲醛、氨基酸等等。彗星和陨石两种天体含有大量的有机分子如氨基酸、铁类、乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物，可能与地球上的生命有关，彗星有机会为地球带来生命或者有机分子。
宇宙胚种论面临两个问题需要回答。第一个问题是生命是否能在宇宙中进行长期迁移并存活？天体之间交流可能需要成千上万年。宇宙空间的物理条件如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的；而且，即使有这些生命，在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中，也会因温度太高而被杀死。第二个问题从无机分子到有机化合物的过程在地球上也能够形成，这是毋庸置疑的。因此，像微生物孢子这一水平的生命形态从天外飞来的依据不足。但一些学者认为，一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间。
1969年9月28日，科学家发现，坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必需的。
科学研究表明，一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生，这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上，并在地球上演变为原始的生命。
5.热泉生态系统
20世纪70年代末，科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉，在这些热泉里生活着众多的生物，包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落。这些生物群落生活在一个高温（热泉喷口附近的温度达到300℃以上）、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。这些自养型细菌利用热泉喷出的硫化物（如H2S）所得到的能量去还原CO2而制造有机物，然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。迄今科学家已发现数十个这样的深海热泉生态系统，它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近。
热泉生态系统之所以与生命的起源相联系，主要基于以下的事实：
（1）现今所发现的古细菌，大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中，这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似；（2）热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，与地球形成时的早期环境相似。由此，部分学者认为，热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为，生命可能是从地球表面产生，随后就蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命，只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此，这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的，但却是现存所有生物的共同祖先。虽然热泉生态系统假说揭示的生命发生发展的链条中还有许多需要研究和证实的环节，但这不影响其作为生命起源众多假说中的一种。
生命起源之谜的解读将是一个漫长的过程。第一，受制于生命起源这个问题本身的复杂性。第二，受制于人类“假设-求证”的思维模式，上面几种生命起源探讨的思维模式均是如此。而思维模式的问题归根到底是一个人类认识能力的问题。第三，生命起源假说的求证方法和过程受到现有的科学技术、物质条件等因素的制约。
（二）科学之梦
19世纪初，随着生物学学科的问世，“生命”概念亦同时产生。200多年来，不仅是生物学、生理学、生物化学、分子生物学等生命科学群，还包括化学、物理学和哲学等众多学科，在孜孜以求解读“什么是生命”之时均遭遇生命定义的难题；科学家们提出了不同的“生命定义”文本，百花齐放、星光闪烁，但人们心头莫衷一是的感受始终无法摈除。解决生命定义这一当代科学难题，已成为人类文化面临的共同使命。
1.定义生命的困惑
定义生命的历程，是神学、哲学与科学在苦苦思索中不断成长的思想蜕变记录。萦绕在学者们心头有一个挥之不去的科学之梦：用某一学科的专业语言揭示“绝大多数科学家都能认同的”生命定义。
200多年来，不同学科的学者用特定的思维触角去触摸生命的某一个方面或某一个层面并且用各自的专业语言解读，又用专业研究的实证材料为本学科的生命定义做实证支撑。于是，在我们的面前呈现出林林总总的“生命定义”。
以生命问题为研究对象的生命学科群，遇到的一个共同的难题就是无论从哪一个学科层次和角度提出的生命定义总是无法获得一致认同。伴随着人类对生命体认识的不断深入，这些具有相对性、片面性、易逝性的生命定义，总是一而再、再而三地受到来自科学自身的质疑，是否昭示人类对生命定义的解读需要新的高度？
认识生命需要神学的信仰，但生命定义不是神学断言。可以用神学的语言抒发对生命真谛的感受，但神学的生命定义也许深刻却未必科学。认识生命需要哲学的睿智，但生命定义不是元哲学的推演。可以从元哲学的高度提炼对生命的体悟，但元哲学的生命定义也许抽象却未必贴切。
有学者为生命下的哲学定义是：“生命是一个事物，是生物的组成部分和组成元素，是世界大家庭里的一个成员，是具体事物和抽象事物、特殊性规定和普遍性规定、时间和空间、正价值和负价值组成的对立统一体或矛盾体”。
这个定义中的哲学术语“具体事物和抽象事物”、“特殊性规定和普遍性规定”、“时间和空间”、“正价值和负价值”、“对立统一体或矛盾体”等修饰和限定适用于万事万物，用于生命定义中不但无益于生命内涵的揭示，反而使得生命定义空泛失真。神学和哲学的定义生命面对的困惑，是否昭示人类定义生命需要新的方式？
20世纪40年代，奥地利物理学家E·薛定谔在《什么是生命》一书中提出了“负熵说”，认为生命的特征就在于生命体可以不断地从周围环境中取得“负熵”以对抗生命活动中不可避免的熵的增长。1969年普利高津在《结构、耗散和生命》的论文中提出：生命是一个远离平衡态的，需要不停与外界进行物质、能量与信息交流才能使自身在无序趋势中得以相对稳态维持的耗散与开放的系统有机体。