硅基生命可能存在嗎？外星生物可能存在哪些形態？

行走在硅基植物叢中的硅基動物硅基生命是碳基生命以外的生命形態，這個概念早在19世紀就出現了。

1891年，波茨坦大學的天體物理學家儒略申納爾(Julius Sheiner)在他的一篇文章中就探討了以硅為基礎的生命存在的可能性，他大概是提及硅基生命的第一個人。

這個概念被英國化學家詹姆士ㄠ默生雷諾茲(James Emerson Reynolds)所接受，1893年，他在英國科學促進協會的一次演講中指出，硅化合物的熱穩定性使得以其為基礎的生命可以在高溫下生存。

三十年後，英國遺傳學家約翰·波頓·桑德森·霍爾丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出在一個行星的深處可能發現基於半融化狀態硅酸鹽的生命，而鐵元素的氧化作用則向它們提供能量。

因為它在宇宙中分布廣泛，且在元素周期表中，它就在碳的下方，所以和碳元素的許多基本性質都相似。

舉例而言，正如同碳能和四個氫原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同樣地形成硅烷(SiH4)，硅酸鹽是碳酸鹽的類似物，三氯硅烷(HSiCl3)則是三氯甲烷(CHCl3)的類似物，以此類推。而且，兩種元素都能組成長鏈，或聚合物，它們並在其中同氧交替排列，最簡單的情形是，碳—氧鏈形成聚縮醛，它經常用於合成纖維，而用硅和氧搭成骨架則產生聚合硅酮。

所以乍看起來硅的確是一種作為碳替代物構成生命體的很有前途的元素，且有可能出現一些特異的生命形態就有可能以類似硅酮的物質構成。硅基動物很可能看起來象是些會活動的晶體，就如同迪金森和斯凱勒爾(Dickinson and Schaller)所繪製的如下想像圖一樣。

這是一隻徜徉在硅基植物叢中的硅基動物，這種生物體的結構件可能是被類似玻璃纖維的絲線串在一起，中間連接以張肌件以形成靈活、精巧甚至薄而且透明的結構[2] 。

但是硅基生命的存在的可能性卻受到許多缺陷的威脅：當碳在地球生物的呼吸過程中被氧化時，會形成二氧化碳氣體，這是種很容易從生物體中移除的廢棄物質；但是，硅的氧化會形成固體，因為在二氧化硅剛形成的時候就會形成晶格，使得每個硅原子都被四個氧原子包圍，而不是象二氧化碳那樣每個分子都是單獨游離的，處置這樣的固體物質會給硅基生命的呼吸過程帶來很大挑戰。

不過有人提出質疑，「造物主」可以在創造這種生物體系時對它們的能量收集方式進行「創新」：這種生物同時「吃」產生能量所需的兩種（也可以是多種）物質，分開存儲於體內，這兩種（或多種）物質完全可以不是氣體。

產生成分為硅化合物的廢物後也可以用磷酸（或氟化氫等活躍物質或專門與硅產生反應的反應後生成液體或氣體的物質）組成的「血液」和化學性質特別穩定的血管組成內循環系統，雖然這種循環系統並不是硅基的卻是可能的。這樣看來沒有呼吸系統的生命也是可能的，並且對於碳基生命也是可行的，但顯然這種形式顯然是低效的，因為碳基生命為了適應地球大自然而選定了呼吸這種形式。

有人認為，硅可能不能像碳一樣產生眾多的具有左旋右旋特徵的化合物，只要是生命形態，就必須從外界環境中收集、儲存和利用能量。在碳基生物這裡，儲存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子由單鍵連接成一條鏈，而利用酶控制的對碳水化合物的一系列氧化步驟會釋放能量，廢棄物產生水和二氧化碳。

這些酶是些大而複雜的分子，它們依照分子的形狀和左旋右旋對特定的反應進行催化，這裡說的左旋右旋是因分子含有的碳的不對稱使得分子出現左旋或者右旋，而多數碳基生物體內的物質都顯示這個特徵，正是這個特點使得酶能夠識別和規範碳基生物體內的大量不同新陳代謝進程。

然而，硅沒能象碳這樣產生眾多的具有左旋右旋特徵的化合物，這也讓它難以成為生命所需要大量相互聯繫的鏈式反應的支持元素。即它不能像類似碳基生命一樣識別和規範碳基生物體內的大量不同新陳代謝進程，把儲存的能量釋放出來。

著名生化學家阿西莫夫所寫的一篇文章《並非我們所認識的》。他在文中提出了六種生命形態：

一、以氟化硅酮為介質的氟化硅酮生物；

二、以硫為介質的氟化硫生物；

三、以水為介質的核酸/蛋白質(以氧為基礎的)生物；

四、以氨為介質的核酸/蛋白質(以氮為基礎的)生物；

五、以甲烷為介質的類脂化合物生物；

六、以氫為介質的類脂化合物生物。

其中第三項便是我們所熟悉的———亦是我們惟一所認識的———生命。至於第一、第二項，是一些高溫星球上可能存在的生命形式，另外，地球上曾經出現過的那些生活在硫礦里的、厭氧的古細菌就很有可能是以硫作為自己生命的介質；而第四項至第六項，則是一些寒冷星球上可能存在的生物形態。

除硅基生命和碳基生命以外的生命形式

（1）中子星

然而，科幻作家仍不滿足於生命的這些多樣性，他們在各自的作品中充分發揮了想像力，為我們創造出一些更不可思議、但細想之下又似乎不無道理的生命世界。

一些作家設想，在某些極寒冷的星球之上，可能存在著以液體氦為基礎，並以超導電流作聯繫的生命形式；另一些作家則認為，即使在寒冷而黑暗的太空深處，亦可能有一些由星際氣體和塵埃組成，並由無線電波傳遞神經訊號的高等智能生物——霍耳的科幻小說正是這方面的代表作；還有一些想像力更豐富的作家甚至認為外星生命也許根本不需要化學物質基礎，他們可能只是一些純能量的生命形式，比如一束電波。

最為有趣的是著名科幻作家福沃德所寫的《龍蛋》，這部構思出色的作品描述了一顆中子星表面的生物。這顆中子星直徑僅20公里，但表面的引力卻等於地球上的670億倍，磁場是地球的1萬億倍，表面溫度達到8000多攝氏度。什麼生物可以在這樣的環境下生存呢？

是由「簡併核物質」組成的生物。所謂「簡併」，就是指原子外部的電子都被擠壓到原子核里去，因此所有原子都可以十分緊密地靠在一起，形成超密物質。中子星上的生物身高約半毫米，直徑約半厘米，體重卻有70公斤，這是因為他們由簡併物質所組成。

此外，他們的新陳代謝是基於核反應而非化學反應，因此一切變化(包括生老病死和思維)的速率都比人類快100萬倍！

（2）金屬細胞和金屬生命體

就在科幻作家構思「硅基生命」的時候，實驗室里的「金屬細胞」已經有了生命徵象，並且初步顯露出進化的趨勢。 不同於碳元素的共價鍵有機物，這種「無機生命」的基礎是金屬鎢的雜多酸陰離子——6族元素能與氧配位成多面體（姑且理解成酸根），然後脫水縮聚成共用氧原子的巨大結構，比如下面的車輪形。

這些龐大的陰離子可以繼續縮聚並容納其它含氧酸，進而在強酸溶液里自組織成泡狀結構，如同活細胞——這或許意味著，我們的生物學只是生命科學裡的一小部分。

也許在未來很遠很遠的某一天，硅基生命會作為一種宇宙新進化的生命形態而替代碳基生命，不過那一定離我們很遠很遠。

我們目前使用的電腦，就是用硅作為晶元的，如果這個電腦再高級一些，發展成為智能電腦，那就是硅基生命了。而網路世界，或許將是硅基世界了。

不過生命並非是以智能與否來定義的，因為病毒沒有智力，只是單純的趨利避害，現有的計算機的「智力」完全可以超越這種生命，但病毒可能是生命，而計算機卻不是。這種論調是基於對生命錯誤的定義。

還有一種猜想就是：硅基生物可以直接把光能轉化為電能，以維持其生命活動。是否符合生命定義存疑。

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