人類在尋找地外生命的道路上充分展示了什么叫做“撞了南墻也不回頭”地執(zhí)著,迄今為止依舊在尋找地外生命。 而許多人認(rèn)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(shí)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(xué)形式》當(dāng)中就指出宇宙中的生命可能有六種形態(tài)。 這之中碳基生命僅排在第三,而排在第一的是硅基生命,那么,硅基生命到底有多可怕? ![]() 人類想象中的硅基生物 六種生命形態(tài) 眾所周知,除了地球有適宜生命生存的環(huán)境以外,剩下的星球環(huán)境一個比一個惡劣,就好像大家都在“擺爛”,并不關(guān)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(yùn)。 但是如果咱們將格局打開,就會發(fā)現(xiàn)這種想法實(shí)在有些狹隘,誰說所有生命都要按照碳基生命為模板來演化呢? 所以許多科學(xué)家在十九世紀(jì)的時候,就提出生命可以以其他形態(tài)存在,比如硅基生命。 ![]() 生命的存在方式不一定只有碳基 阿西莫夫在自己的著作里就描述了六種不同的生命形態(tài),分別是氟化硅酮生物、氟化硫生物、以水為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)生物、以氨為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)生物、以甲烷為介質(zhì)的類脂化合物生物和以氫為介質(zhì)的類脂化合物生物。 ![]() 阿西莫夫 可見,這排名第一的就是硅基生命,而咱們碳基生命只能排在第三的位置。許多人可能無法理解什么叫做碳基生命,那在這就簡單解釋一下。 地球上的生命體都是由細(xì)胞組成的,而維持細(xì)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(chǔ),按照這種形式誕生的生物就被統(tǒng)稱為碳基生命。所以現(xiàn)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”,這么說其實(shí)就是在“影射”,畢竟地球上所有的生物都是碳基生命。 ![]() 科學(xué)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(diǎn)許多人并不認(rèn)可,比如上文中的阿西莫夫。除他以外,不少科學(xué)家也認(rèn)為,宇宙中的惡劣環(huán)境更適合硅基生命,而不是脆弱的碳基生命。 硅基生命有多恐怖? 雖然阿西莫夫明確提出了生命的六種形態(tài),但他并不是第一個提出硅基生命的人。早在1891年時,波茨坦大學(xué)大學(xué)的天體物理學(xué)家儒略·申納就專門寫了一篇文章論述以硅元素為骨架的生命體。 ![]() 硅基生命可能存在 首先硅元素和碳元素本來就屬于一個主族,這就導(dǎo)致它們在化學(xué)性質(zhì)上有諸多相似之處。比如在和氫原子進(jìn)行化合反應(yīng)后,硅元素形成硅烷,而碳原子形成甲烷。并且科學(xué)家認(rèn)為,二者形成“骨架”的方式也差不多。 資料顯示碳和硅都能組成長鏈或聚合物,比如它們以最簡單的形式與氧交替排列,前者會由碳-氧鏈形成聚縮醛,而后者則由硅和氧搭成骨架產(chǎn)生出聚合硅酮。 ![]() 碳元素和硅元素在元素周期表中的位置 其次,硅基生命相對碳基生命來說,確實(shí)更適合宇宙的大部分環(huán)境。因?yàn)楝F(xiàn)在宇宙當(dāng)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(zhì)的,所以不管是高溫和低溫,都能讓我們的細(xì)胞“徹底崩潰”。 而硅基生命就不一樣了,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(yīng)。對于硅基生命來說,200℃到400℃才是完美的生存環(huán)境。并且甭管有沒有氧氣和水,硅基生命都能活得非常自在。 ![]() 溫度越高越好 這樣來看的話,硅基生命對環(huán)境的需求似乎就是和碳基生命反過來的。在這種情況下,咱們越畏懼什么,它們反而更偏愛什么。所以說不定此前被人類判定為死亡之星的金星,其中生存著許多的硅基生命。 最后就是硅基生命的壽命相比碳基生命而言會更長,因?yàn)閺哪撤矫鎭碚f它們簡直就和“石頭”變得差不多。所以只要所在的星球,一如既往地高溫,那么硅基生命極有可能實(shí)現(xiàn)永生。 ![]() “形似石頭的硅基生命” 綜上所述,硅基生命如果真的存在,那確實(shí)非??植馈.吘顾鼈兊倪m應(yīng)能力和壽命就已經(jīng)遠(yuǎn)超碳基生命了,而且以現(xiàn)在觀測到的情況,宇宙中適合硅基生命生存的星球明顯更多。 這就代表著如果它們也進(jìn)化出智慧,產(chǎn)生文明,那么朝著其他星球行進(jìn)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,簡直干啥啥不行。 需要注意的是,以上都是在最優(yōu)條件下的猜想,而且硅基生命只適合在惡劣高溫的環(huán)境中存在,如果一旦環(huán)境變得濕潤,那么組成骨架的硅鏈就會斷裂。在這種情況下,硅基生命想要真的誕生,其實(shí)是非常困難的。 ![]() 硅鏈遇水會出現(xiàn)危機(jī) 硅基生命的誕生十分困難 首先咱們還是從基本構(gòu)成來講,雖然硅元素和碳元素有諸多性質(zhì)相似,并且二者都能形成長鏈或者聚合結(jié)構(gòu)。但是硅原子卻有一個缺陷,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。 ![]() 硅的結(jié)構(gòu)示意圖 在這種情況下,硅原子的骨架顯得不是那么穩(wěn)當(dāng),且像核酸、蛋白質(zhì)這種大分子它都無法形成,所以在循序推進(jìn)下形成生命顯得很困難。 ![]() 大分子結(jié)構(gòu) 其次,就是硅基生命的呼吸和代謝需求。如果我們以地球上的情況來看,硅基生命在吸入氧氣之后,可能會把自己“憋死”,為什么這么說呢? 因?yàn)?span>二氧化硅并不是氣體,而是結(jié)晶。所以硅基生命想正常呼吸的話,肯定不能選擇氧氣。 為此科學(xué)家推測它們可以吸入其他物質(zhì),比如氟化氫,這樣就能順利呼吸了。不過硅氧化合物和一些物質(zhì)極易發(fā)生反應(yīng),這會導(dǎo)致硅基生命的呼吸極其不穩(wěn)定。在這種情況下,硅基生命的生存之路還是非常艱難的。 ![]() 人類想象中的硅基生命 最后就是人們在探索宇宙的過程中,并沒有發(fā)現(xiàn)硅烷這種簡單的小分子,這就證明硅基生命從理論上來說雖然適合惡劣的環(huán)境,但是其產(chǎn)生還是受限的。 并且,硅基生命那種獨(dú)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。 ![]() 人類探索宇宙 不過科幻小說和電影當(dāng)中還是有不少有關(guān)硅基生命的描述的,并且在這之中它們都表現(xiàn)出了極為強(qiáng)悍的一面。那么,他們腦補(bǔ)的硅基生命又是什么樣的呢? 科幻當(dāng)中的硅基生命 首先就是不僅無畏高溫,也無懼低溫的硅基生命,這之中最具代表性的就是復(fù)仇者聯(lián)盟當(dāng)中的滅霸了。畢竟他所在的泰坦星也就是土衛(wèi)六,可是一個非常寒冷的星球。 ![]() 滅霸 其次就是《變形金剛》當(dāng)中的汽車人,這些汽車人都是金屬和硅基高分子化合物結(jié)合在一起之后形成的生命體。當(dāng)然,變形金剛能夠誕生的地方,也不能過于炎熱,因?yàn)樗鼈兊慕饘偻鈿鋮s有需求。 ![]() 大黃蜂 最后還有不少科幻作者認(rèn)為硅基生命應(yīng)該是一種結(jié)晶體,它們看起來十分的漂亮,就像是易碎的玻璃。呈現(xiàn)出這種外形的硅基生命可能無法發(fā)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。 ![]() 沒有靈魂的硅基生命 不知道在大家的想象中,硅基生命應(yīng)該是什么模樣,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(dāng)中出現(xiàn),從而證明我們的推測。
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