什么是宇宙元素？什么是生命元素？如果简单从含量来说，非氢莫属。其实从宇宙的组织结构和生命的运行模式，或者说从功能角度，氢元素也是宇宙生命元素之王。氢气的生物学效应，从哲学角度看，其实正是和氧气形成阴阳对应关系，虽然不能简单推论。但氢气氧气反应成水和能量非常类似能量物质尤其是葡萄糖分解代谢，而光合作用则类似于将水分解成为氧气和氢气（葡萄糖）的消耗能量的过程。

最近和几位国际顶级学者尤其是哈弗大学魏老师交流氢气的生物学效应问题。许多学者认为，氢气本来就应该属于重要生物活性物质。世界是圆形的，生命过程充满各种平衡类似阴阳平衡，氧气那么重要，氢气为什么不重要？例如各种昧催化的过程如磷酸化脱磷酸化、甲基化脱甲基化、乙酰化脱乙酰化，但是似乎羟基化缺乏脱羟基化，或者氢气能作为氧化羟基化的逆过程的关键分子产生效应。氢气作为生命元素，也是能量传递的重要载体，氢气作为植物和低等生命的能量代谢底物，在高等动物中发挥生物学效应，理论三几乎应该是一种必然。

一、氢元素是宇宙元素也是生命元素。

氢元素是宇宙质量的75%，当然这里只能是作为氢原子核的质子来说，许多情况下由于温度极高质子并没有和电子稳定结合形成氢原子。人体元素中氢元素也是第一位的，首先占人体2/3左右的水是由2个氢原子组成，一切有机物如脂肪、糖、蛋白、核酸等形成生命的物质都含有氢原子。氢元素对生命还有一个重要贡献，就是氢健。我们知道水是生命之源，主要原因是因为水是自然界最理想的生命液体基础。正常情况下水之所以是水，而不是水气，是因为存在氢健，才能让水在常温下是液体，而不是气体。如果不是因为存在氢健，就没有水这种特殊的性质，也就没有生命产生的可能。氢健也是多种生物大分子形成复杂结构的基础，正是因为有氢健，才有了亲水效应和疏水效应的差异，才有各种分子结构的千差万别和丰富多彩。例如DNA双螺旋结构需要氢健，细胞膜结构需要氢健，蛋白质磷酸化和脱磷酸化所以成为调节蛋白活性的基础，正是因为调节了蛋白质的氢健多少大小来实现蛋白结构变构的。从这个意义上说，氢是生命元素毫不夸张。

二、生命过程本质上就是氢元素转化的过程。

首先我们看光合作用，表面上是二氧化碳和水，在光合作用下形成葡萄糖，释放氧气。我们可把这个公式简化为水被光线裂解成为氢原子和氧气。或者说光合作用本质上是还原氢原子的过程。氢原子和二氧化碳结合形成葡萄糖，葡萄糖就是一种存储氢原子的工具。那么有人说为什么不是形成氢气，氢气虽然是还原能很高的物质，超过葡萄糖。但是氢气密度太小，体积能量太小，只能借助可以固体化的物质作为载体存储能量。细胞有氧代谢是光合作用的逆过程，是利用氧气将葡萄糖转变成为二氧化碳和水，本质上可以理解为氧气氧化氢原子的过程，NAD+不就是递氢体吗，就是说的这个意思。

三、氢气是生物活性物质

许多细菌可以产生氢气，例如最常见的一种植物固氮菌，在无氧条件下可以产生氢气，土壤中的许多厌氧菌都具有产生氢气的作用。一些绿藻也能产生氢气，许多植物被证明也具有产生氢气的能力。动物虽然不产生氢气，但许多动物体内存在的大量细菌具有协助产生氢气的作用。例如人体肠道内细菌每天都大量产生氢气，这些氢气部分可以通过呼吸排除体外，能被检测出来。也有一些细菌具有利用氢气的能力，最常见的是产甲烷菌，利用二氧化碳和4分子氢气产生两个甲烷并合成ATP。土壤中大量存在氢氧化菌属于土壤有益菌，加拿大有学者曾经证明用氢气作为原料可提高土壤肥力，主要是增加这些食用氢气细菌的数量，因此提出氢气肥的概念。作为一种能在细菌之间产生和利用的物质，氢气的生物学地位在细菌这类生命中具有重要地位毋庸置疑。高等生命都是从低等生命进化的，作为产生和利用氢气的系统，在高等生命中必然存在其后裔，例如氢气产生的酶氢化酶，高等动物细胞就有这类蛋白，甚至有多种变形进化的后代分子，例如线粒体复合物中就存在氢化酶的后裔分子。这些分子往往存在受氢气调节的关键部位，这为氢气在高等生命中产生效应奠定了重要基础。

补记：有人说，如果认为氢气是生物活性物质，甲烷就更应该是，确实甲烷必然也必须是生命活性物质，这也是我们最近开展的一项研究。更神奇的是，一些绝对不属于生物活性物质的气体，例如氙气、氦气和氩气也发现具有明确生物学效应，尤其是氙气，具有巨强麻醉作用，甚至可以作为麻醉剂用于临床手术，这就实在让人无法理解了。