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矽基生命在宇宙中的地位

生活 更新时间:2024-07-01 19:59:32

人類在尋找地外生命的道路上充分展示了什麼叫做“撞了南牆也不回頭”地執着,迄今為止依舊在尋找地外生命。

而許多人認為,可能我們剛開始的方向就錯了,也許宇宙中其它星球上的生命根本就不是碳基生命。所以咱們才會“一頓操作猛如虎”,一看收獲啥也沒有。

實際上,著名科幻作家阿西莫夫1962年時在自己所著的《并非我們所知的:論生命的化學形式》當中就指出宇宙中的生命可能有六種形态。

這之中碳基生命僅排在第三,而排在第一的是矽基生命,那麼,矽基生命到底有多可怕?

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人類想象中的矽基生物

六種生命形态

衆所周知,除了地球有适宜生命生存的環境以外剩下的星球環境一個比一個惡劣,就好像大家都在“擺爛”,并不關心能不能孕育生命,也正因如此人類一直覺得自己十分幸運。

但是如果咱們将格局打開,就會發現這種想法實在有些狹隘,誰說所有生命都要按照碳基生命為模闆來演化呢?

所以許多科學家在十九世紀的時候,就提出生命可以以其他形态存在,比如矽基生命。

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生命的存在方式不一定隻有碳基

阿西莫夫在自己的著作裡就描述了六種不同的生命形态,分别是氟化矽酮生物、氟化硫生物、以水為介質的核酸/蛋白質生物、以氨為介質的核酸/蛋白質生物、以甲烷為介質的類脂化合物生物和以氫為介質的類脂化合物生物。

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阿西莫夫

可見,這排名第一的就是矽基生命,而咱們碳基生命隻能排在第三的位置。許多人可能無法理解什麼叫做碳基生命,那在這就簡單解釋一下。

地球上的生命體都是由細胞組成的,而維持細胞生長和代謝的是生物大分子,都擁有碳原子的“骨架”。

簡單來說,碳原子是生物大分子形成的基礎,按照這種形式誕生的生物就被統稱為碳基生命。所以現在許多人在形容離譜的事情時往往會說這樣一句話“這是碳基生物能做出的事情嗎”,這麼說其實就是在“影射”,畢竟地球上所有的生物都是碳基生命

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科學家用碳原子“搭積木”

從地球的情況來看,碳基生命似乎是生命形式的主流。可對于這一點許多人并不認可,比如上文中的阿西莫夫。除他以外,不少科學家也認為,宇宙中的惡劣環境更适合矽基生命,而不是脆弱的碳基生命。

矽基生命有多恐怖?

雖然阿西莫夫明确提出了生命的六種形态,但他并不是第一個提出矽基生命的人。早在1891年時,波茨坦大學大學的天體物理學家儒略·申納就專門寫了一篇文章論述以矽元素為骨架的生命體。

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矽基生命可能存在

首先矽元素和碳元素本來就屬于一個主族,這就導緻它們在化學性質上有諸多相似之處。比如在和氫原子進行化合反應後,矽元素形成矽烷,而碳原子形成甲烷。并且科學家認為,二者形成“骨架”的方式也差不多。

資料顯示碳和矽都能組成長鍊或聚合物,比如它們以最簡單的形式與氧交替排列,前者會由碳-氧鍊形成聚縮醛,而後者則由矽和氧搭成骨架産生出聚合矽酮。

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碳元素和矽元素在元素周期表中的位置

其次,矽基生命相對碳基生命來說,确實更适合宇宙的大部分環境。因為現在宇宙當中除了地球,其他的行星不是太冷就是太熱。

由于碳基生命是以水作為介質的,所以不管是高溫和低溫,都能讓我們的細胞“徹底崩潰”。

矽基生命就不一樣了,它們不僅可以承受極限的溫度,對溫差的變化也不會有太大的反應。對于矽基生命來說,200℃到400℃才是完美的生存環境。并且甭管有沒有氧氣和水,矽基生命都能活得非常自在。

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溫度越高越好

這樣來看的話,矽基生命對環境的需求似乎就是和碳基生命反過來的。在這種情況下,咱們越畏懼什麼,它們反而更偏愛什麼。所以說不定此前被人類判定為死亡之星的金星,其中生存着許多的矽基生命。

最後就是矽基生命的壽命相比碳基生命而言會更長,因為從某方面來說它們簡直就和“石頭”變得差不多。所以隻要所在的星球,一如既往地高溫,那麼矽基生命極有可能實現永生。

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“形似石頭的矽基生命”

綜上所述矽基生命如果真的存在,那确實非常恐怖。畢竟它們的适應能力和壽命就已經遠超碳基生命了,而且以現在觀測到的情況,宇宙中适合矽基生命生存的星球明顯更多。

這就代表着如果它們也進化出智慧,産生文明,那麼朝着其他星球行進會容易得多,起碼不用像人類一樣思考會不會在高溫之中直接變成灰燼。

許多人可能會想,這樣來看咱們碳基生命未免也太low了,簡直幹啥啥不行。

需要注意的是,以上都是在最優條件下的猜想,而且矽基生命隻适合在惡劣高溫的環境中存在,如果一旦環境變得濕潤,那麼組成骨架的矽鍊就會斷裂。在這種情況下,矽基生命想要真的誕生,其實是非常困難的。

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矽鍊遇水會出現危機

矽基生命的誕生十分困難

首先咱們還是從基本構成來講,雖然矽元素和碳元素有諸多性質相似,并且二者都能形成長鍊或者聚合結構。但是矽原子卻有一個缺陷,就是無法形成二價鍵和三價鍵,從而影響了能形成的大分子種類。

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矽的結構示意圖

在這種情況下,矽原子的骨架顯得不是那麼穩當,且像核酸、蛋白質這種大分子它都無法形成,所以在循序推進下形成生命顯得很困難。

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大分子結構

其次,就是矽基生命的呼吸和代謝需求。如果我們以地球上的情況來看,矽基生命在吸入氧氣之後,可能會把自己“憋死”,為什麼這麼說呢?

因為二氧化矽并不是氣體,而是結晶。所以矽基生命想正常呼吸的話,肯定不能選擇氧氣。

為此科學家推測它們可以吸入其他物質,比如氟化氫,這樣就能順利呼吸了。不過矽氧化合物和一些物質極易發生反應,這會導緻矽基生命的呼吸極其不穩定。在這種情況下,矽基生命的生存之路還是非常艱難的。

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人類想象中的矽基生命

最後就是人們在探索宇宙的過程中,并沒有發現矽烷這種簡單的小分子,這就證明矽基生命從理論上來說雖然适合惡劣的環境,但是其産生還是受限的。

并且,矽基生命那種獨特的造型,它們會以何種方式繁衍?又成了百思不得其解的問題。

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人類探索宇宙

不過科幻小說和電影當中還是有不少有關矽基生命的描述的,并且在這之中它們都表現出了極為強悍的一面。那麼,他們腦補的矽基生命又是什麼樣的呢?

科幻當中的矽基生命

首先就是不僅無畏高溫,也無懼低溫的矽基生命,這之中最具代表性的就是複仇者聯盟當中的滅霸了。畢竟他所在的泰坦星也就是土衛六,可是一個非常寒冷的星球。

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滅霸

其次就是《變形金剛》當中的汽車人,這些汽車人都是金屬和矽基高分子化合物結合在一起之後形成的生命體。當然,變形金剛能夠誕生的地方,也不能過于炎熱,因為它們的金屬外殼對冷卻有需求。

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大黃蜂

最後還有不少科幻作者認為矽基生命應該是一種結晶體,它們看起來十分的漂亮,就像是易碎的玻璃。呈現出這種外形的矽基生命可能無法發展出智慧,它們甚至都無法移動,就像是一個美麗卻沒有靈魂的水晶擺件。

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沒有靈魂的矽基生命

不知道在大家的想象中,矽基生命應該是什麼模樣,相信每個人都不一樣。希望這種特殊的生命,真的可以在漫長的演化當中出現,從而證明我們的推測。

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