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新陈代谢|作为碳基生命的人类如此脆弱，那硅基生命才是超级文明的未来吗？


新陈代谢|作为碳基生命的人类如此脆弱，那硅基生命才是超级文明的未来吗？
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新陈代谢|作为碳基生命的人类如此脆弱，那硅基生命才是超级文明的未来吗？
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新陈代谢|作为碳基生命的人类如此脆弱，那硅基生命才是超级文明的未来吗？
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 。
俄国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1896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机生命 ， 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 。


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