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宇宙中的真存在「硅基生命」嗎?硅基生命是否比碳基生命更高級?

科幻小說中經常出現硅基生命,實現中人類也總幻想宇宙中肯定存在完全不同於我們目前形態的生命。而硅元素作為和碳元素類似的一個元素,真的可以作為構成硅基生命的基本元素嗎?硅基生命真的存在嗎?

一切有關硅基生命的描述都不過是我們的幻想而已。因為硅基生命的存在會面臨很多無法解決的問題:

1.硅基生命如何呼吸

硅基生命的提出,就是模仿碳基生命,把硅取代碳而提出的。碳基生命吸入氧氣,呼出二氧化碳。類似地,硅基生命雖然可以吸入氧氣,但是卻呼不出來二氧化硅,因為二氧化硅就是固體結晶,石頭的主要成分,根本不是氣體。所以,如果硅基生命存在,肯定不是靠氧氣呼吸,

於是有人說,硅基生命可以吸入氟化氫,呼出四氟化硅這種氣體硅化合物啊。但是要知道,氟化氫可是專門腐蝕硅氧化合物啊,還沒等硅基生命吸入氟化氫,自己表皮就被腐蝕完了。而其它的氣體更是不行,更本無法和硅化合物反應。所以說,硅基生命的存在,呼吸是個不能解決的矛盾,除非硅基生命不呼吸。

2.硅氧化合物的穩定性

硅氧化合物,特別是一些含硅氧的長鏈化合物,本身並不穩定。比如硅基生命的遺傳物質,在水環境中更本就無法穩定存在。所以,硅基生命是抗拒水分的,而沒有水分的生命,很難相信如何進行化學反應、能量交換、神經信號的傳導。

3.如果硅基生命存在,為什麼在地球上或者其它行星上並未發現任何有機硅或者簡單的硅基生命呢?

人類一直在追尋地球生命的起源,也努力尋找地外類地行星,期盼這些類地行星也能夠產生生命。根據現在的生命起源學說,認為生命來自於自然界偶然產生的有機化合物,在特殊的情況下各種排列組合,慢慢一步一步演化成了生命。如果生命都是宇宙自然演化而來,那麼硅基生命也應該和地球生命的演化進程差不多。可是,在外太空的星球上,人類甚至都發現了少量的碳基有機物,但是卻未發現硅基有機物,這就暗示硅基生命不可能自然產生。

而事實的觀測結果也證明了這一點,如果硅基生命可以存在,那它們需要的環境很簡單,不需要呼吸不需要水,還耐冷耐熱。也就是說只要是有大量硅元素的星球,基本都符合硅基生命誕生的條件。特別是地球,連碳基生物都可以自然誕生,硅基生命也應該可以誕生。而其它岩石星球,也有大概率誕生硅基生命。可是,探測結果卻都告訴我們,不論是地球,還是人類目前已經觀測的千千萬萬岩石星球,沒有一個有硅基生命的痕迹。

碳之所以是地球生命的基礎,根本原因是碳原子可以形成4個化學鍵,因此可以和4個不同的原子相結合,形成複雜的大分子。硅在元素周期表上位於碳的正下方,它也可以形成4個化學鍵,理論上也可以和4個不同的原子相結合,但硅和碳有一個本質的不同,那就是硅原子不能形成二價鍵和三價鍵,這就大大減少了大分子的種類,不像碳原子那樣可以形成長鏈,甚至環形的大分子。

學過有機化學的人都知道,這兩種大分子才是有機分子最牛的地方,大家熟悉的澱粉、蛋白質和核酸等等重要的大分子都是由碳原子首尾相連形成的碳骨架支撐起來的,硅不可能形成這樣的大分子,因此也就很難形成生命。

另外,硅原子和其他原子形成化學鍵所需的能量要比碳高很多,這一點也是不小的障礙。

硅基分子還有一個非常重要的缺陷,那就是硅原子和其他原子形成的化學鍵很容易被水分子破壞掉,碳則不會。水對於生命的重要性幾乎和碳一樣重要,因為水有個很重要的特質,那就是它維持液態所需的溫度範圍非常大。大部分液態物質的溫度窗口都很窄,溫度稍微高一點就氣化了,溫度稍微低一點就變成固體了,都不適合作為生命的溶劑。地球上多虧有大量水分子,使得地球歷史上絕大部分時間裡都有一個巨大的海洋,生命就孕育在海洋里。

有一個數字很能說明碳和硅的不同:地殼裡含有的碳原子總量還不到硅原子的1%,但生命還是選擇了碳作為基礎,由此可見碳原子遠比硅原子更加適合形成生命。

所以,硅基生命肯本不存在,宇宙根本無法自然誕生硅基生命。

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