线粒体生成能量的方式是生物学上最诡异的机理之一。它的发现可与达尔文和爱因斯坦的相媲美。线粒体将质子泵出一层细胞膜，在几纳米的空间内形成如同闪电般强大的电势差。这一质子电势由生命的基本粒子——膜上蘑菇一样的蛋白质所利用——以ATP的形式产生能量。这一根本原理在生命中的基础作用可以与DNA相媲美，它给了我们得以洞悉地球上生命起源的机会。
能量与生命如影随形。如果你停止呼吸，你就不能生成维持生存的能量，并在几分钟之内死亡。请保持呼吸。现在你呼吸进的氧气被转移到你身体中15万亿细胞中的每一个，在那里它们被用来在细胞呼吸过程中“燃烧”葡萄糖。你是一部无与伦比的能量机器。按克计算的话，即使舒服的坐着，你每秒转换的能量也是太阳的10000倍。
这听上去不大可能，为了婉转一点来阐述这个问题，让我们用数字来说明吧。太阳的光度大约是4X10 26瓦特，它的质量是2X10 30千克。按照它的预期寿命，大概是100亿年，每克太阳物质会产生大概6千万千焦耳的能量。能量的生成不是爆炸性的，而是缓慢而稳定的，从而保证了均一的长期的能量输出。在任何时刻，太阳巨大的质量中仅有一小部分会进行核聚变，这些反应仅仅在致密的核里进行。这就是为什么太阳能燃烧如此之久的原因。如果你用太阳的光度除以它的质量，每克太阳物质大概能产生0.0002毫瓦的能量，也就是每秒钟每克0.0000002焦耳（0.2μJ/g/sec）的能量。现在让我们假设你大概重70公斤，如果你想我一样大概每天吃12600千焦（大概3000卡路里）的食物。假设仅仅30%的能量转换效率，这一数量的能量转换（转换成热量或者功，或者脂肪层）等于每秒钟每克2毫焦（2mJ/g/sec）或者每克2毫瓦——这一数值比太阳大10000倍。一些能量旺盛的细菌，例如固氮菌，能产生多达每秒每克10焦耳的能量，超出太阳5千万倍。
在细胞的微观水平，所有生命都是活跃的，即使是明显的固定的植物、细菌和真菌。细胞像机器一样沿着路径，将能量引导到特定的任务中，无论是移动、复制、制造细胞材料，或者将分子泵进或者泵出细胞。像机器一样，细胞充满了移动部件，它们需要能量来移动它们。任何不能自己生成能量的生命形式都很难和无生命物质区分开来，至少在哲学意义上来说是这样。病毒仅仅“看上去”是活的，因为它们以一种看上去暗示了造物主之手的形式来自我组织，但是它们占据的是生命与非生命中间的灰色地带。它们拥有所有用于复制自我的信息，但是直到它们感染一个细胞之前都是没用的，因为它们仅仅能够利用被感染细胞的能量和细胞装置来复制自我。这意味着病毒不可能是地球上第一个有生命的东西，也不会是它们将生命从外太空带到我们的星球：它们完全依赖于其他生命组织，没有这些生命组织它们就不能存活。它们的简单性并不意味着初始，而是精炼，削减的复杂性。
尽管它对生命显而易见的重要性，生命能量受到的关注远比它应得的少。根据分子生物学家的观点，生命全部是关于信息的。信息在基因中编码，并拼出了构建蛋白、细胞和躯体的指令。DNA的双螺旋结构，基因的物质基础，是我们信息时代的一个象征符号，它的结构的发现者，沃森和克里克，都是家喻户晓的名字。能获得这一地位的原因是个人特质、适用性和象征性的一个结合。克里克和沃森都是聪明且夺目的，像沉着的戏法般揭示了DNA的结构。沃森的著作《双螺旋》叙述了其发现过程，定义了整个时代，并改变了大众看待科学的方式；从那时起，他就一直是一个直率的热情的基因研究倡导者。实际上，对基因进行测序使我们可以拿我们自己与其他生命进行比较，窥视我们的过去，以及生命的故事。人类基因组工程为了揭示人体秘密而开展，基因疗法为那些患有严重基因疾病的人们带来了希望之光。但是最重要的是，基因是一个强有力的象征。我们可能争论先天与后天孰轻孰重，反抗基因的力量；我们可能担心转基因作物，以及克隆或者设计婴儿的罪恶；但是无论对错，我们如此担心是因为，我们在深深的心底本能的知道，基因是重要的。
可能是因为分子生物学对于现代生物学如此重要，就像我们承认工业革命是现代信息时代的必要前驱步骤一样，我们也同样在口头上承认生命的能量也是信息的前驱步骤。电力对于电脑来的运行来说是如此显而易见的重要，以至于这一点如此老生常谈而不值一提。电脑的重要性在于他们处理数据的能量，并不是因为他们是电子的。我们可能仅仅在电池耗尽并且找不到插座的时候才会意识到电力供应的重要性。同样的，能量对于供应细胞所需也是很重要的，但很显然是从属于控制并利用它的信息系统的。没有能量生命将死亡，但没有信息来控制的能量可能像火山、地震或者爆炸一样灾难性。它真的是这样吗？从太阳发出的赋予生命的光线洪流暗示，不受控制的能量流并不总是灾难性的。
与我们对我们基因的担心相对的，我怀疑有多少人费心想过生命能量的凶险之处。它的术语是苏联曾经称呼反启蒙主义者的，就像巫师的长袍一样充满神秘的象征。即使乐于接受的生化专业学生也对像“化学渗透“和“质子动势”这样的术语抱有警惕。尽管这些思想的蕴涵其实可能最终被证明就和基因的一样重要，它们也很少为人所知。生命能量的英雄，彼得.米切尔在1978年获得了诺贝尔化学奖，但却肯定不是一个家喻户晓的名字，即使他本应该和沃森与克里克一样出名。和沃森与克里克不同，米切尔是一个古怪且隐遁的天才，他在康沃尔一个老旧的乡下住宅建立了自己的实验室，并依据自己的设计翻新了这所住宅。曾经，他的研究经费部分来自于一群奶牛，他甚至因为他做的奶油的质量而得奖。他的著作不能喝沃森的《双螺旋》相比，在通常的枯燥的学术文章以外（甚至比米切尔自己的更加晦涩难懂），在两本“灰色小书”里面解释了他的理论，自己印发并在一小部分感兴趣的教授中扩散。他的理论不能像双螺旋一样浓缩在一个形象醒目的符号中，在社会中也不能获得嘉奖。尽管如此，米切尔在清晰的阐述并证明一个生物学上最伟大见解方面功不可没，这是一个真正的诡异的变革，颠覆了长久以来的思想。就像杰出的分子生物学家莱斯利.奥格尔所评价的：“自从达尔文以来，生命科学就没有过这样一个违反直觉的理论，它能和爱因斯坦、海森堡或者薛定谔的理论相提并论，但是他的同时代的人可能会问过“你是认真的吗，米切尔博士？””
这本书的第二部分大部分是关于米切尔发现的生命产生其能量的方式的，以及他的理论对于生命起源的隐藏含义。在后面几章，这些思想会使我们看到线粒体为我们做了什么：为什么它们对于所有高等形式的生命都是必须的。我们将会看到，能量生成的精确机制是至关重要的：它约束了诞生生命的几率，它确实在原核和真核细胞中做的不一样。我们将会看到能量生成的精确机制将细菌排除在进化到超出细菌的水平之外——即变成复杂的多细胞生命——而同时，它使真核生命不受大小和复杂度的限制，推动它们走上了获得复杂性的跃升之路，一直到我们现在所看到的周围的一切奇迹。但是能量的这同一机制，也同样限制了真核生物，但是是完全不同的方式。我们会看到，性，即使是两性的起源，也是由这同样来自能量生成的限制所解释的。在这之上，我们将会看到，我们最终不可避免的走向衰老与死亡，同样根源于远在20亿年前我们就与我们的线粒体签订的合同细则中。
为了理解所有这些，我们首先需要抓住米切尔对于生命的能量的远见卓识中的重点。他的观点概括的讲很简单，但是为了感受它们的完整力量，我们需要深入看看它们的细节。为了这样做，我们将会进行一个历史展望，随着展望的进行我们会给这些困境加点料，也给那些在生化的黄金时代与这些困境相搏斗的伟大思想者加点料，这些伴随着数个诺贝尔奖的诞生。我们将会跟随发现的闪光大道，这些将会显示细胞是如何生成如此多的能量以至于使太阳都黯然无光。
