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矽基和碳基哪個壽命更長

生活 更新时间:2024-12-23 10:35:00

賀俊傑 / 文 (原國家863高科技項目總工程師)

矽基和碳基哪個壽命更長(矽基生命與碳基生命)1

首先我們講一下生命的定義:

這個題目太廣泛了,什麼是生命?從小的方面說:活着的微生物、動物、植物都屬于生命體,有生即有死;從大的方面說:星球、星系等都是有生即有死的,具有生命特征,包括宇宙的演化,隻是時間的長短而已。

我們的地球從産生到現在,在我們局限的生命認知定義上講,生命物種之多真是無法計算,不斷的有新的物種産生的同時,也在不斷的淘特着舊的物種。不管是動物還是人類,他們都有共同的特征,都是屬于碳基生命,都是以碳元素為基礎的。

當然了,這隻是以地球生物定義,在科學家們尋找地外生命的過程當中,也是以碳基生命為根本,放眼整個宇宙尋找新的生命體。

但是在經過了半個多世紀搜尋無果的情況下,科學家們提出了新的觀點,或許在宇宙當中的生命體并不是像人類一樣是碳基生命,而是矽基生命。肯定的一點,任何星球上的生命,絕對不會像地球一樣,因為地球上所有的生命都是由有機物構成的,而有機物中都含有碳元素,并以碳元素為骨架形成許多的有機大分子,如:蛋白質和DNA。所以我們地球的生物都稱為碳骨架生命,也就是碳基生命。并且我們還以呼吸的方式不斷地與自然界進行着碳循環。

但在整個宇宙中,我們不能局限于我們對地球的認知,在宇宙中碳不一定是構成生命的核心元素,完全有可能存在以矽為核心骨架的矽分子生命,也就是矽基生命。為什麼會瞄向矽這種元素呢?

這是因為矽和碳在元素周期表中同屬于一族,也就是在同一列,也就是矽在碳的緊下方。

碳元素為6個質子,原子最内層是兩個電子,在外層是四個電子,矽有14個質子,有三層電子結構,分别為2、8、4。

這意味着,碳和矽的最外層電子軌道都想獲得四個電子,所以它們有很多相同的化學性質。

碳能和四個氫鍵合形成甲烷(CH4),矽也可以鍵合形成矽烷(SiH4);還有矽酸鹽和碳酸鹽是相似的化合物;而且矽的聚合物也能形成長鍊,可以含有氧原子形成有機矽的化合物。

例如:矽氧烷,我們經常用它來合成纖維,因此有人認為矽基生命是一些可以活動的晶體,這種生命可能是由透明纖維絲鍊接在一起的。那麼這種生物有可能存在嗎?

我們無法準确的預測矽基生命是什麼樣子的,但是根據地球上的一些情況表明,生命的形成需要極其複雜的化學物質,如果我們想要讓成千上萬個原子穩定的形成有機分子長鍊,碳貌似是唯一的選擇。

因為碳有一些矽沒有的優點。碳比矽要活潑的多,非常容易形成任意大而複雜的分子,而矽就不行,而且矽的鍵合能力很差,化學鍵之間還不穩定,也就是說由矽形成的有機分子長鍊的熱穩定性很差,很容易斷裂,并且矽-氫、矽-氧鍵很容易被質子溶劑(也就是含有O-H鍵或者N-H鍵的溶劑)破壞。要知道O-H鍵(水)和N-H鍵(氨)的溶劑在宇宙中十分普遍。

矽基和碳基哪個壽命更長(矽基生命與碳基生命)2

這樣說來,如果真的存在矽基生命,它們真的很脆弱,輕輕的摔一跤化學鍵都可能被震斷造成骨折,也就是這種生命的結構不可能很大,太大的話穩定性很差。

當然了,這完全是按照地球人的構想在設計的。其實别忘了,矽基生命在不同星球,有可能是透明的,有可能是來無影去無蹤的一種生命體。這種生命體完全颠覆了碳基生命體的規律,

有人認為這種碳基生命,一個能打10個矽基生命。因為我們自身以碳為基礎組成的大分子長鍊就比它們的鍵合能力穩定。如果真是這樣,你連矽基生命都發現不了,怎麼一個去打十個呢?

在地球上當碳被氧化時會形成二氧化碳和一氧化碳,這兩種氣體即使在低溫下也很容易被分解。這一特性意味着碳可以成為食物鍊底層的任何生命的基礎,比如植物。盡管二氧化碳是地球大氣中的一種微量氣體,但植物會過濾它來制造自己所需的食物和更多的植物。碳元素是還原性和氧化性最強的元素,以碳元素為基礎的高分子有機物數不勝數,也是地球生命化學反應所産生的産物。在地球上碳基生命是主導者,但是在地球之外的環境當中,碳基生物卻無法生存下來。似乎滿足碳基生命存在條件的,隻有地球這一類星球而已。

宇宙中很多行星上都擁有着非常強烈的宇宙射線,空氣非常的稀薄,或者溫度非常的高-或低,這有些條件之下,碳基生命都是無法生存下去的,對任何一個生命來說都是足以緻命的。最為重要的一點是,碳基生命的活動離不開水,必須要有水和氧氣才能維持正常的生命活動,兩者缺一不可。

而碳基生命想要真正的走出地球,去往更遙遠的外太空,必須要有厚厚的防護服保護才可以。甚至在一些環境惡劣的星球上,即使有了足夠的防護措施,人類也難以踏足。如果這些生命體不是碳基生命而是矽基生命,是不是這一切的問題都迎刃而解了呢?從化學的角度來分析矽元素和碳元素雖然非常的接近,但是還是有本質上的區别的。

在沒有氧氣沒有水高溫1000度以上的星球上,應該是矽基生命最适合生存的環境了,矽基生命不是靠母體細胞繁殖的,應該是自身元素分裂的,沒有呼吸系統,不怕宇宙射線的侵害,他們的科技發展可能遠遠超越了我們不知道多遙遠了,也許我們的地球上早就有了矽基生命的活動了,隻是他們看到我們,就像我們看到螞蟻一般,懶得搭理你罷了。

當然了,在龐大的宇宙中,生命體應該不會隻限于碳基生命或矽基生命,應該還會有其他形式的生命體存在的,隻是我們沒有辦法發現,就像有人提出十一維度宇宙空間一樣,你不在一個維度上,毫無辦法。

矽基和碳基哪個壽命更長(矽基生命與碳基生命)3

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