硅基和碳基生命哪个强?

地球上所有的生命都是由有机物构成的,而有机物中都含有碳元素,并以碳元素为骨架形成许多的有机大分子,如:蛋白质和DNA。所以我们地球的生物都称为碳骨架生命,也就是碳基生命。

如果宇宙中其他星球上存在生命,那么有没有可能是硅基生命呢?

我们经常能产生这样的问题,是因为我们关于外星生命的讨论经常都是以碳为基础的,每当我们发现一颗新行星的时候,要想知道它上面有没有生命首先会确认这个星球上有没有液态水的存在,因为液态水是地球上碳基生命所必须的载体介质,是我们认为生命存在的必要条件。

还有地球上所有的生命都是由有机物构成的,而有机物中都含有碳元素,并以碳元素为骨架形成许多的有机大分子,如:蛋白质和DNA。所以我们地球的生物都称为碳骨架生命,也就是碳基生命。并且我们还以呼吸的方式不断地与自然界进行着碳循环。

但有些人认为,我们寻找地外生命不能局限于我们的认知,在宇宙中碳不一定是构成生命的核心元素,并提出了以硅为核心骨架的硅分子生命,也就是硅基生命。为什么会瞄向硅这种元素呢?

因为硅和碳在元素周期表中同属于一族,也就是在同一列,也就是硅在碳的紧下方,碳元素为6个质子,原子最内层是两个电子,在外层是四个电子,硅有14个质子,有三层电子结构,分别为2、8、4。这意味着,碳和硅的最外层电子轨道都想获得四个电子,所以它们有很多相同的化学性质。

你看,碳能和四个氢键合形成甲烷(CH4),硅也可以键合形成硅烷(SiH4);还有硅酸盐和碳酸盐是相似的化合物;而且硅的聚合物也能形成长链,可以含有氧原子形成有机硅的化合物,例如:硅氧烷,我们经常用它来合成纤维,因此有人认为硅基生命是一些可以活动的晶体,这种生命可能是由透明纤维丝链接在一起的。那么这种生物有可能存在吗?

我们无法准确的预测硅基生命是什么样子的,但是地球上的一些表明,生命的形成需要极其复杂的化学物质,如果我们想要让成千上万个原子稳定的形成有机分子长链,碳貌似是唯一的选择。

因为碳有一些硅没有的优点。碳比硅要活泼的多,非常容易形成任意大而复杂的分子,而硅就不行,而且硅的键合能力很差,化学键之间还不稳定,也就是说由硅形成的有机分子长链的热稳定性很差,很容易断裂,并且硅-氢、硅-氧键很容易被质子溶剂(也就是含有O-H键或者N-H键的溶剂)破坏。要知道O-H键(水)和N-H键(氨)的溶剂在宇宙中十分普遍。

这样说来,如果真的存在硅基生命,它们真的很脆弱,轻轻的摔一跤化学键都可能被震断造成骨折,也就是这种生命的结构不可能很大,太大的话稳定性很差,我们人类这种碳基生命,一个能打10个硅基生命。因为我们自身以碳为基础组成的大分子长链就比它们的键合能力稳定。

在更重要的是,当碳被氧化时会形成二氧化碳和一氧化碳,这两种气体即使在低温下也很容易被分解。这一特性意味着碳可以成为食物链底层的任何生命的基础,比如植物。尽管二氧化碳是地球大气中的一种微量气体,但植物会过滤它来制造自己所需的食物和更多的植物。

另一方面,硅的氧化物主要形成固体矿物,很难被化学分解。直到19世纪,人们才发现硅是一种独立的元素,因为很难把硅从氧化物中分离出来,而且硅在自然界很容易与氧结合。所以硅在生物体中的循环会存在大问题,因为简单的氧原子是宇宙中第三常见的元素,仅次于氢和氦,这说明这些硅基生命走带哪都很容易被氧毒死,整个机体还缓慢的被石化。

最后我想说的是,如果硅基生命真的可以存在,地球其实就是一个理想的场所

碳是恒星融合主要的早期产物,这就是为什么它是宇宙中第四常见的元素。正因为如此,许多天文学家认为“碳世界”的存在,因为在宇宙中碳更加丰富常见,而且碳的优点还比硅多,那为什么不是碳基生命呢?那为什么我会说地球是一个理想的硅基生命的场所呢?

因为地球不是一个碳主宰的世界。地壳:氧气(46.6%),硅(27.7%),其他一些物质(25.7%),排在最后的是碳(0.03%)。地球上的碳含量少得惊人,硅是地壳中含量第二丰富的元素,是碳的一千倍。与整个宇宙相比,地球上硅元素丰富,碳元素贫乏。

你看,碳其实在地球上并不丰富,在早期生命的演化中碳为什么能凭借量少而形成生命呢?完全是因为碳基生命比硅基生命更有优势,更有可能。因此我认为,如果硅基生命真的有可能的话,它应该出现在早期的地球上,凭借数量的优势根本就轮不到碳。

还有个疑问,大家经常会想,为什么非要找水呢?貌似水在宇宙中并不常见啊?其实这样的想法是错误的,宇宙中的水真的是太多,多到你无法现象,你看水是由啥构成的?氢和氧,一个含量最多,一个第三多的元素。随便键合都能在宇宙中形成超级大量的水,所以在宇宙中找水然后找生命是没有错的。

只不过我们要找的是液态水,并水以液态的形式存在才能诞生生命,而且液态水的存在也需要温度和压力比较适合的条件。

总的来说,硅基生命存在太多的BUG了,目前主流科学不认为它们可以存在,组成生命会适合最丰富的元素还是:碳、氢、氧。

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