碳基生命为啥如此脆弱,硅基生命是超级文明的未来吗?
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发布时间：2022-04-24 12:14
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时间：2022-05-16 14:24
地球上的人和其它生命都是由核糖核酸、蛋白质等有机物构成的，而有机物的基础就是碳，所以地球上的生命也被叫做碳基生命。之所以叫碳基生命，是因为碳元素是构筑生命体基本零件时最基础的材料。其实，碳基生命的机体中的碳元素含量并不是最高的。
*化学家门捷列夫发明元素周期表之后，据此预见了一些新的元素，大大加快了人类寻找化学元素的脚步。目前人类已经发现了118种元素。根据元素周期律，元素周期表上相邻的元素往往具有相似的性质。
碳元素是元素周期表上第六号元素，而硅元素与碳属于同族元素，并且是同族之间最相邻的，与碳元素具有某些相似的化学性质。比如，氢和碳能够生成甲烷（甲烷是一种最简单的有机化合物），而氢和硅能够生成硅烷；此外，碳酸盐和硅酸盐的性质也十分相似。
科学家们据此猜想，既然宇宙中能够诞生碳基生命，那么宇宙中同样有可能诞生硅基生命。著名科普作家、科幻小说家阿西莫夫就提出了六种可能的生命形态，其中便有硅基生命。这个概念最早诞生于16年，是德国科学家儒略申纳提出的。
上图为硅基生命想象图。
事实上，并非所有元素都能够充当化合物的基础框架。据统计，碳是自然界中化合物质种类最多的一种元素，特别是含碳的有机化合物，它们的种类高达上千万种，比自然界中的无机物以及其它化合物的数量要高上许多。
有机化合物的数量之所以这么多，是因为碳原子的结合能力非常强，碳原子们可以相互结合成碳链或者碳环。你可以把碳原子看作其它原子的粘合剂，它能够把氧、氢、氮、磷、硫等元素粘合起来，形成结构极其复杂的化合物，正是这种复杂性在偶然间创造了生命。
从宇宙中元素丰度分布的整体趋势来看，原子序数越高，元素在宇宙中的丰度就越少。自然界中的生命主要就是由元素周期表最前面的20多种元素构成的。硅元素在宇宙中的丰度也比较高，地球上满地的沙子主要就是硅的化合物——二氧化硅。那么，宇宙中诞生硅基生命还是有希望的。
上图为电影《星际迷航》中想象的硅基生命可能的形态。
硅原子虽然不能像碳原子那样直接形成碳链或者碳环，但是硅原子和氧原子相结合，能够形成硅氧链，然后再与其它原子结合，便能形成较复杂的化合物。不过，硅原子的连接能力远没有碳原子那么强大。
生命的基本特征就是能够进行自我复制以及新陈代谢。在地球这种压强和温度环境下，二氧化硅是固态的。如果宇宙中真的存在硅基生命，那么它不会像碳基生命那样，吸收氧气，并释放出二氧化碳。硅基生命在新陈代谢过程中可能排放的并不是二氧化硅，硅基生命可能并不需要氧气。如果这种新陈代谢的过程极其缓慢，那么硅基生命的运动速度必然很慢。
一些硅基化合物具有很高的热稳定性，这意味着，如果宇宙中真的存在硅基生命，那么它将能够生活在数百摄氏度的高温环境中。这样的环境对于碳基生命来说是极其恶劣的，完全不能生存。
众所周知，生命离不开水，那是因为，对于碳基化合物来说，液态水是很好的介质。要想诞生硅基生命，可能也需要液态介质，比如氟化硅酮。说不定在宇宙的某个角落里，某颗星球上拥有氟化硅酮构成的海洋，硅基生命已经在那儿生根发芽。硅基生命实际上并不需要水，在耐寒性方面应该比碳基要强一些。
只要拥有足够高的复杂度，就有可能在长时间的运动变化过程中碰撞出生命的火花。宇宙中是否存在硅基生命，目前不得而知。不过，也许可以通过另一种方式创造硅基生命。
你知道吗？沙子就是制造cpu的主要原材料之一。目前半导体芯片普遍采用硅基材料，而这些半导体芯片组合起来便能构成极其复杂的电路，继而创造出智能机器人。当机器人的智力高到一定程度，拥有了自由意志，便可以将其视作生命。从某种角度来说，这就是硅基生命。
不过，生命体的零件都是从原子级别开始组装的。当科技发展到一定程度，未来也许可以从原子层面制造智能机器人。
