层层剥开生命体的复杂结构，现在我们似乎已经触摸到了生命的基本单元。事实上，我们已经看到，隐藏在细胞深处的基因控制着生命体的整个发育过程和成熟生命体的几乎所有性状；有人或许会说，动植物的每一个个体都是“围绕”基因生长的。用物理学术语来类比的话，我们可以说基因和生命体之间的关系就像原子核和一大堆无生命的物质。从本质上说，某种物质的所有物理性质和化学性质最终都能归结到它的原子核上，而原子核的特性又由它携带的电荷数决定。比如说，携带6个基本电荷单元的原子核将吸引6个核外电子，生成的原子总是倾向于排列成规整的六边形，最终形成一种高硬度、高折射率的物质，我们称之为钻石。以此类推，一组电荷数分别为29、16和8的原子核形成的原子紧紧挤在一起，形成一种名叫硫酸铜的蓝色软晶体。当然，哪怕最简单的生命体复杂度也超过任何晶体，但无论是生命体还是晶体，它们的宏观特性都完全取决于微观的核心单元。

从玫瑰的香味到象鼻的形状，生物的所有特性都取决于微观的核心单元，那么这些核心单元到底有多大？要回答这个问题，我们只需要用一条普通染色体的体积除以它包含的基因数量。我们在显微镜下看到，染色体的平均厚度大约是千分之一毫米，这意味着它的体积约为1014立方厘米。繁殖实验[110]告诉我们，一条染色体控制的遗传性状多达几千种，我们也可以通过照片V直接数一数果蝇粗壮的染色体上到底有多少黑色条带（我们认为每根条带代表一个独立的基因）。用染色体的体积除以基因的数量，我们发现单个基因的尺寸应该不超过1017立方厘米。由于原子的平均体积约为1023[≈(2×108)3]立方厘米，所以我们得出结论：每个独立基因大约由100万个原子组成。

我们也可以估算一下人体内所有基因的总重量。如上所述，成年人体内大约有1014个细胞，每个细胞包含46条染色体。因此，人体内所有染色体的总体积大约是1014×46×1014≈50立方厘米；由于生物的密度和水差不多，所以这些染色体的质量不超过2盎司。相对于这些“核心单元”外部庞大的“封套”来说，这点质量微乎其微，因为动植物的体重是这个数的好几千倍，但这些小小的核心却“从里面”控制着生物的每一个发育步骤和每一种性状，甚至还决定了生物的大部分行为。

但基因到底是什么？或许基因也是一种复杂的“动物”，我们可以继续将它拆分成更小的生物单元？这个问题的答案非常清晰：不行。基因的确是最小的生物单元。我们不但确信基因拥有生命区别于非生命的所有特征，还可以很有把握地说，它和非生命复杂分子（例如蛋白质分子）的关系也十分密切，这些分子完全遵循我们熟悉的普通化学定律。

换句话说，基因似乎是生命和非生命之间缺失的一环，我们在本章的开头设想过这种“活的分子”。

的确，从一方面来说，基因非常稳定，它能将物种的特性传承几千代，几乎不发生任何变化；从另一方面来说，单个基因包含的原子数量相对较少，我们很容易觉得它是一种设计得非常精密的结构，每个原子和原子团都有自己的位置。基因的不同特性造就了形形色色的生物，追根溯源，我们可以认为这些特性由其内部结构中原子的不同分布决定。

下面我们举个简单的例子。爆炸性材料TNT在两次世界大战中扮演着重要的角色，一个TNT分子包含了7个碳原子、5个氢原子、3个氮原子和6个氧原子，