地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体
admin
2023-06-15 09:27:55

首先,“氢基”生物咱就别想了,氢只有一个电子,没法以它为“基”制造长分子链。“硅基”生物相对还靠点儿谱。

地球上的一切已知生命都是“碳基”生物,地球孕育出生命时,为什么不用比碳更丰富的硅元素构建生命呢?碳就那么好用吗?以下我尽量说大白话,咱聊聊。

以碳为基好在哪里

因为咱们的氨基酸分子内部由碳连接,所以咱们是碳基生物。简单来说,碳元素非常适合于构建大分子链的“骨架”。碳链的长度可以达到上千个原子,在这条链上面安上其它原子后,就可以形成非常复杂的高分子有机物了(比如DNA)。

地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图1

任何生物都需要利用能量。我们靠糖来完成能量的储存与利用,糖的“学名”叫什么?碳水化合物!又是碳。当糖被氧化,释放能量后会变成水和二氧化碳,在地球的温度范围内,它们一个是液态一个是气态,都很容易排出体外,方便得很。

以硅为基会如何

我认为TA们应该非常聪明,极为长寿,但动作却令人抓狂的迟缓。

与碳化合物相比,以硅原子为骨架的化合物极不稳定,很难形成长链,这注定了硅基生物的结构不会太复杂。咱不管这个,反正人家真就进化成文明生物了。

每餐,TA们吃下含“硅基糖”的食物,通过消化获得能量后排出二氧化硅和水。二氧化硅常温下是晶体,所以TA们跟你说话时,应该是满嘴喷沙子的。

地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图2

更要命的是水会破坏硅基大分子的链接,把TA们的身体融掉,对硅基生物来说,水是剧毒的。要解决排放固体和毒水的问题,除非把硅基生物的生活温度提高到四百度左右,这样二氧化硅和水就都是气体了。

另一个问题是,硅化物的化学反应速度比碳化物慢多了。这使得硅基生物的新陈代谢、情绪反应和动作也要比咱慢得多。不过,TA们的寿命也会因此而远远长于我们,而且硅良好的半导体特性可能让TA们非常善于思考。

地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图3

如果你有位聪明的硅基生物朋友,你向TA请教一个高等数学问题,TA可能半秒就算出来了。但要让TA把答案说完,没准得等一个星期以后了……要怎么忍住一口雪碧喷死TA的冲动呢?

所以说……

缩上,硅基生物是有可能存在的,毕竟宇宙那么大。不过想让TA们发展出高等文明,嗯……得等等。

地球上有着千千万万的生命物种,但是目前来看地球上所有的生命物种都属于碳基生物,那么宇宙中就只有碳基生物这一种生命吗?其实虽然我们还没有发现其他种类的生命形式,不过科学家们认为宇宙中很可能还有着诸如硅基生命,氨基生命、硫基生命,砷基生命等,其中以存在硅基生命的说法最为常见。
地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图4

硅基生命的概念早在19世纪就出现了,最早的提出者应该是波茨坦大学的天体物理学家儒略.申纳尔,他于1891年在一篇文章中探讨了以硅为基础的生命存在的可能性,认为硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。
地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图5

之后就有很多科学家对这种生命体进行了分析展望,认为硅元素在宇宙中分布广泛,它和碳元素的许多基本性质都相似,比如两种元素都能组成分子长链或聚合物,它们都可以同氧交替排列,如碳-氧链形成聚缩醛,它经常用于合成纤维,而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮;碳能和四个氢原子化合形成甲烷,硅也能同样地形成硅烷。而且硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷是三氯甲烷的类似物,如此种种。

这样看来,硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素,有科学家认为在特定的环境下有可能出现一些以硅酮为主要机体的生命形态,这种生命体就可以成为硅基生命,其形态看上去象是些活动的晶体,就好像一堆水晶制品却会自行活动一样。
地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图6

那么为什么我们的地球这么大?上面有着千千万万种生命物种,却没有发现一种硅基生物呢?这里就不得不说一下硅基生命的缺陷了:有一定的化学知识的朋友都知道,当碳在我们的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,因为是游离状态的气体,所以很容易从体内排出,但是硅的氧化却是形成固体,因为硅的氧化会形成二氧化硅等,就像水晶一样,形成就是晶格,如果在生物体内形成的话,是很不好排出的,不排除的话就会让生物体越来越大变得难以活动,所以仅此一项就足以给硅基生命带来极大的生存挑战。
地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图7
地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图8

(上图为科幻片中的硅基生命)

但是我们又不能仅仅因为这一点就排除硅基生命的存在,它们或者会利用我们想象不到的能量收集和交换方式,即便没有其他的方法,它们也可以用排出水晶等硅石的方式延续生命,或者用其它的化合物将硅石溶解掉作为液体或气体排出。

地球上没有硅基生命,不代表宇宙中其他星球的环境中也没有这种生物,科学家以及一些科幻作家都曾对硅基生命进行过展望,英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹提出有可能在行星的深处发现基于半融化状态硅酸盐的生命,铁元素的氧化作用可以向它们提供能量,还有的科学家认为别的星球上或者有石山、石人式的硅基生命,那会排出类似水晶的硅石,寿命可长达百万年。
地球上的生命都属于碳基生命,那宇宙中是否可能存在氢基生命,硅基生命的人类生命体图9
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但是也有科学家认为其实我们人类正在制造硅基生命的过程中,这也就是说的我们以半导体硅为材料的人工智能产品了,虽然现在的人工智能产品还都没有生命,但是总有一天也许我们人类科学家会赋予它们以自我意识和思考的能力,那么当一个机器人有了自我意识和思考能力的时候,我们还能说它不是生命吗?
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