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结构换能量的说法，最早的文字和图示记录是在2007年。因为有了这个想法，我不仅会在之后每年的上课过程中反思和审视这个观点，还会在听各种有关生命本质研究的讲座、报告时，有意识地把别人的观点和结构换能量观点进行比较。此外，也曾向理论生物学中心同事请教过对这个观点的看法。可是，这些审视、比较和探讨既没有让我对结构换能量的说法更加有信心，也没有产生更多的质疑。
时间到了2013年，情况出现了变化。那年夏天，我应芝加哥大学龙漫远教授之邀去他实验室访问。离开芝加哥时，他送了我一本Francois Jacob在1970年出版的The Logic of Life一书。Jacob在该书中，通过对生命科学发展历史的总结提出了他对生命本质的理解。他在结论中以integron（整合子，参见本书前言）一词所概括的不同层级生命现象的特点，即“整合性”，在我看来，和我所说的结构换能量似乎有异曲同工之妙！这大大增加了我对结构换能量假说的信心。
之后在2014年结识陈平、葛颢和2015年结识钱紘的故事在前言中已经提到，在此就不再赘述。我在2007年所记下的结构换能量现象，经过和葛颢、钱紘先后5年时间的探讨，最终以“结构换能量循环”的表述形式发表（Bai et al，2018）。在这里要强调的是，结构换能量循环究竟指的是什么。
首先，我们假设在一个特定的环境中，存在以下5个要素：（1）两种以上的碳骨架组分（小分子）；（2）这些碳骨架组分在这个环境中有一定的浓度；（3）碳骨架组分可以通过分子间力（IMF）形成复合体，即inter-molecular-force-bond complex（IMFBC）；（4）IMFBC形成后有一定存在概率；（5）这个环境有一定的开放性，即有外来能量的输入。
有了上述5个要素之后，可以预期，如果IMFBC的能态比其组分处于自由态时低，根据热力学第二定律，在这个环境中，原本自由态的碳骨架组分会自发形成IMFBC。下面的公式（1）是对这个过程的定量描述：
公式中的方括号代表组分（A、B；A
im
B表示以分子间力关联的IMFBC）的浓度或者活性。
包括G
A
、G
B
）表示组分的能态。
如果没有其他因素的介入，那么上述过程最终会形成组分与 IMFBC 之间的平衡态，IMFBC的浓度将维持在一个恒定的水平。可是，我们上面所假设的环境却是开放的，有外来能量的输入。如果此时输入的外来能量的大小恰好可以打破分子间力，那么此时将出现第二个过程：IMFBC的解体！下面的公式（2）是对这个过程的定量描述：
公式中G ex 表示环境输入的外来能量。
在这个特定环境中，IMFBC 既能自发形成，又能在环境输入的外来能量扰动下打破IMFBC形成所依赖的分子间力而解体。只要外来能量输入大于0，公式（1）和（2）所描述的过程都将可以持续进行。公式（3）是对这个过程的定量描述：
可是，以IMFBC作为节点而耦联的两个过程，即复合体的自发形成，和复合体在外在能量输入的情况下的扰动解体是不是又成为一个类似平衡态化学反应那样，最后又形成一个静态的循环呢？这是一个非常关键的问题。在我们撰写结构换能量循环论文时，钱紘特别强调，上述公式所描述的以IMFBC为节点而耦联的复合体自发形成和扰动解体的两个过程，表面上看是IMFBC的形成和解体的循环，实际上却是内在机制完全不同的两个过程：复合体的自发形成是顺着自由能下降方向的自发过程，自由能的差是由自由态组分的能态与复合体的能态相比较而出现的。并没有涉及复合体的形成方式！而复合体的解体则是外来能量对构成复合体的分子间力的扰动产物，外来能量的作用点是分子间力！因此表面上看是IMFBC的形成和解体的循环，实际上IMFBC作为节点而耦联的复合体的自发形成和扰动解体的过程是两个不可逆的过程。因此，这个过程本质上不是一个平衡态化学反应，而是一个非平衡态过程。只要前面提到的5个要素持续存在，这个过程就可以一直持续下去。图3-4概述了上面三个公式所描述的结构换能量循环过程。
图3-4 结构换能量循环：以IMFBC为节点耦联的两个自发过程的非可逆循环。
红球、蓝球代表不同的碳骨架组分。箭头①：柔性碳骨架组分顺自由能下降或浓度梯度方向自发形成复合体；红球蓝球之间的虚线②：分子间力（如氢键、范德华力等）维系复合体稳定；箭头③：周边环境因子所携带的能量打破维系复合体的分子间力，形成复合体的组分恢复独立存在状态，整个系统进入循环，是为“活”。
IMFBC的存在概率会有多高呢？这就要看特定环境中自由态的碳骨架组分浓度、IMFBC中组分结合强度以及外来能量的输入量之间的平衡。
比较之前我自己思考过程中形成的结构换能量概念和之后与葛颢、钱紘在论文撰写过程中历时5年探讨而形成的结构换能量循环概念，两者是有很大的区别的。将对这个问题的探讨过程介绍给大家，或许可以帮助大家更好地理解结构换能量循环这个概念。
从图3-4可以看出，结构换能量循环，即以IMFBC为节点而耦联的复合体自发形成和扰动解体这两个独立过程的非可逆循环，不就是一直被作为是生物体基本属性之一的代谢的最简单形式吗？如果说新陈代谢是生物体“活”的标志，那么结构换能量循环不就是最早的或者最初的“活”吗？在这里，不需要用水的流动来做比喻，不需要基因，甚至不需要人们基于感官经验而来界定生/死的生物。只要有上述5个要素的存在，就可以出现结构换能量循环，就可以出现“活（living、alive或live）”；而如果不能形成结构换能量循环，那么同样的碳骨架组分的自由态存在状态，或形成复合体后无法解体（如钟乳石）的状态，都可以视为“非活（non-living）”！或许我们现在可以这么说，结构换能量循环，或者说“活”，是宇宙大爆炸之后所产生物质的一种特殊的存在状态。