硅基生命是怎么产生的

1. 硅基生命是怎么产生的

由于硅与碳在同一周期，具相同的化学键数，因此一位名叫Julius Sheiner的天体物理学家提出了这一假设，想像碳基被硅基替代并是一种生命的形态，这便是硅基生命。
我就不复制粘贴一大堆文字了，您自己移步深入了解，想说的话只有一句：那只是个假设。
硅基生命：http://baike.baidu.com/view/1781217.htm
硅基生命想像图

2. 硅基生命是什么形式的？

拿出一张元素周期表，在元素周期表中，硅与碳很接近，它的价态为4（与碳相同），因此每个原子原则上可以与多达4个其他原子形成键，也可以明显地成为一个有点像碳的“积木”——所以，人们可能会认为，原则上可以形成类似的结构。但是硅与碳仅仅是表面相似性。
  
 为什么地球上没有以硅为基础的生命形式？特别是考虑到硅的含量是地球上碳的135倍。
  
 尽管硅在高温下似乎有优势，但在地球表面或附近的典型环境中，碳更占优势。也就是说，在所谓的室温（~300K）下，碳与其他原子的键更牢固，尤其是与其他碳原子的键更牢固。碳有4个未配对的外电子，可以通过与其他元素共享这些电子而形成紧密的化学键。通过这种方式，12个碳原子可以通过吸引其他原子到它的4个侧面来获得最大的稳定性。
  
 支持碳基生命的一个强有力的论点：当碳与氧发生化学反应时，结果是二氧化碳。这是一种气体，因此可以很容易地与其他化合物结合；在我们生活的例子中，人类在呼吸过程中吸入的氧与体内的碳发生反应后，就会呼出二氧化碳。然而，当硅（Si）与O反应时，产生的是石英（SiO2），这是一种不易与其他化合物相互作用的固体。你能想象生物每次呼吸都会呼出石英砖吗？因此，尽管硅在地球上广泛存在，但它在地球上不起任何生物化学作用。
  
 我们以前看的《星际迷航》，在那里有一种来自霍尔塔人的硅基生命形式，它像我们在空气中行走一样穿过岩石。还有一个了不起的角色，沙人，他可以变成玻璃，可以操纵地球，了不起的能力。但是，我觉得硅基生命可能仅限于科幻领域。
  
 主要的一点是，对于我们所知的生命来说，当碳与氧发生反应时，它可以形成气体——例如二氧化碳——水，这两种气体在碳基生物的新陈代谢过程中很容易被消除。
  
 相比之下，当硅与氧发生反应时，它会形成一个稳定的晶格，而这个晶格是不可能轻易地从“有机体”中消除的（如果有机体确实存在的话），因此一个以硅为基础的生命体将无法摆脱自己代谢产生的废物。这将是一个严重的自我限制的生命形式！
  
 
  
  
 这一切都忽略了维持硅基生命所需的氧气补充过程和其他各种循环的不真实性。
  
 硅的理论生物化学也是有问题的，因为它没有形成许多手性化合物；对于碳化合物，能量以一系列严格控制的方式释放，由“左手”氨基酸组成的酶氧化“右手”碳水化合物的连锁步骤。
  
 总结就是，现在假设的硅基生命形式释放能量是一个巨大的理论问题，有的人会认为这将排除生命形式本身的存在。
  
 科学家们早就知道地球上的生命能够用化学方法操纵硅。例如，被称为植硅体的二氧化硅微粒可以在草和其他植物中找到，而被称为硅藻的光合藻类将二氧化硅融入其骨骼中。但是，地球上还没有已知的生命将硅和碳结合成分子的自然实例。
  
 尽管如此，化学家们还是人工合成了由硅和碳组成的分子。这些有机硅化合物广泛存在于各种产品中，包括药品、密封剂、填缝料、粘合剂、涂料、除草剂、杀菌剂、电脑和电视屏幕。现在，科学家们已经发现了一种方法来诱导生物将碳和硅化学结合在一起。
  
 还有研究人员长期以来一直猜测，外星生命可能与地球上的生命有着完全不同的化学基础。例如，外星人可能依赖氨或甲烷，而不是依赖水作为生物分子活动的溶剂。也许外星人可以用硅来代替碳来制造生命分子。
  
 在任何行星上，只要条件合适，碳基和硅基生命都可能在最初形成。其他类型的生命也可能基于稀有元素锗出现，锗的第四轨道上也有4个电子，因为它和碳在周期表的同一列。然而，以碳为基础的生命无疑最终会消灭所有其他类型的生命。碳具有更大的粘结弹性和强度，并能更好地适应干湿条件的变化。因此，从化学角度来看，碳最适合作为生命所需的长链分子的骨架。
  
 如果硅基生命出现在银河系某个炎热的星球上，你猜想一下它的灵活性和适应性会不会受到严重限制。我们很难排除简单的、原始的硅基生命存在于这样的外星世界。基于对化学的所有了解，很难想象有什么比硅基智能生命更复杂。
  
   
  许多对外星生命的 探索 都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性，或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢？
  
 元素周期表中有一种元素非常接近碳，有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命？
    
  
  
  地球上的生命 
  
  地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素；在我们的身体里，它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分， 蛋白质碳水化合物和核酸。
  
 
  
  碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键，为构建复杂分子释放出无数可能性。例如，它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键，这发生在 呼吸从食物中释放能量。
    
  
  
 
  
  复杂的化学和科幻生物 
  
 在周期表中，硅刚好位于碳的下方。像碳一样，它也可以同时与其他四个原子形成键，形成长链(聚合物)，并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上，它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。
  
 正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中，它无疑被证明是生命的沃土:几十年来，硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿，从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而，硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。
    
  
  
 虽然硅可以形成链，但这些链不像烃链那样稳定；硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时，它被“氧化”，废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时，固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除，尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。
  
  一个勇敢的新世界？ 
  
 复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而，这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。
  
 理论上，遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如，硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。
    
  
  
  会是什么样子？ 
  
 如果硅基生命形式确实存在，我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们？寻找硅基生命肯定不容易；未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。
  
 基于硅的生命形式可能非常原始，其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。
  
 在寻找其他星球上的生命时，也许事实会比科幻小说更奇怪。
    
  
 “ 汽车 人，变形！”在风靡全世界的《变形金刚》中，人们就幻想出了一种全新的生命形式——硅基生命。
  
   
  
  我们地球上的生命，无一例外都是碳基生命，生命的基础是碳水化合物，生命必需的蛋白质、核酸、糖等都是以碳为骨架形成的。 那么，在宇宙的其他地方，有没有可能出现完全不同的生命形式呢?
  
   
  
 人们发现， 在元素周期表上，碳的下方是硅，因此硅和碳的许多基本性质都相似。比如，碳能和4个氢原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同样地形成硅烷(SiH4)，硅酸盐是碳酸盐的类似物等等。另外，硅和碳一样，都能组成长链或聚合物，在其中它还能和氧交替排列，形成类似丙酮之类的化合物——硅酮，电影中的特异生命形态就有可能由类似的物质构成。     
  
 硅基动物很可能看起来像是些会活动的晶体，再复杂一些，则可能出现类似机器狗和机器人那样的生物。当然，要想进化出变形金刚这样强大的硅基生物是相当有难度的，但如果真的有，那 它们的生存能力可能是普通碳基生物无法想象的。或许，它们可以不加任何防护进入太空，它们可以耐高温和其他各种极端的物理条件，它们可能不需要食物和排泄，而只是通过某种方式获取恒星和行星的能量…… 
  
 如果有朝一日真的发现了硅基生命，那么人类就要重新书写生命的定义了。

3. 什么是硅基生命 硅基生命是什么

1、硅基生命是相对于碳基生命而言的。所谓碳基生命，根源于有机物的原始概念：只能由生物产生的物质（有机物现在指的是除了碳氧化物，碳硫化物，碳酸盐，氰化物，碳化物，硫氰化物，氰酸盐，碳硼烷，烷基金属，羰基金属，金属有机配体配合物等在无机化学中研究的含碳物质之外的含有碳元素的化合物），而过去人类知道的这样的物质都含碳元素；后来证明“有机物”可以通过化学方法合成。“有机物”虽然作为一个历史概念沿用下来，人们却不再将碳视作生命必然的核心元素。并由此提出了以硅、硼或磷而非碳为核心元素的“非碳基生命”。
 
 2、从物质组成上看，地球上所有生物都具由基本相似的物质组成——基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成。这些元素相互结合，构成氨基酸、核苷酸、葡萄糖等生命小分子；这些小分子再通过特殊的方式相互结合，形成蛋白质、核酸、多聚糖和脂类等生物大分子。这些分子成为构建生命的基本的“砖块”。由于构成这些生命的这些重要的生物大分子都以碳骨架为基础，所以研究者称这样的生命为“碳基生命”。

4. 硅基生命是什么形式的？

 随着科学技术水平的不断提升，特别是近百年来，人类对生命科学、空间科学的认知水平呈现迅猛的发展之势，许许多多地外探测器和高精尖天文观测设备的投入使用，大大拓宽了我们对宇宙的观测视野和深度广度，我们不但对太阳系、银河系甚至可观测宇宙的发展和演化有了一个比较完整的认知体系，同时也对生命起源模式以及支撑生命形态形成发展的条件有了比较清晰的掌握。但是，遗憾的是，截至目前，我们还没有在地球以外发现任何生命存在的有力证据，更没有发现任何一个地外生命形式。
     
   我们都知道，地球上的所有生命体，都是碳基生命。我们对碳基生命体的结构和发展演化的条件、路径和驱动力等方面，可以说“了然于胸”，而我们出于习惯性的思维，在 探索 地外生命形式时，更倾向于以碳基生命的存在条件为出发点来进行判断，毕竟我们对诸如硅基、磷基等其它理论上可以存在的生命形态，知之甚少。那么，我们目前在地球以外还没有发现其它生命形式，是否表明我们一开始的出发点就是错误的呢？
     
   在认识硅基生命之前，有必要再对碳基生命存在所必需的条件进行一下梳理，其中最核心的因素，主要表现在以下几个方面：
   一是适宜的温度区间。由于碳基生命的存在，离不开蛋白质和核酸的稳定，而这些以碳为主要组成物质之一的有机质，如果要稳定保持形态和活性，必需一定的适宜温度区间，一般这个区间是零下30到零上40摄氏度之间，超过这个区间，无论是蛋白质还是核酸，其生物活性就会大大受到抑制，达到一定程度后还会出现变性甚至分解，生命形态也就无法形成。而-30到40摄氏度的适宜区间，就需要生命体存在的星体，与恒星的距离要正好处在星系的宜居带之内。
     
   二是要有液态水。液态水的存在，和适宜的温度区间紧密相连，其实光有适宜的温度区间还不够，必须这个星体上要有大量液态水的存在，因为无论是生命体细胞的构成、新陈代谢的过程、营养物质的传输、体温的保持和调节等等，都离不开液态水的参与。
     
   三是稳定的大气层环境。在星体的周围，如果拥有稳定且气体浓度适宜的大气层，那么就会推动这个星体上的水分、物质的循环流动。另一方面，由于碳基生命体细胞组成物质中，除了碳之外，氧元素也是重要的组成物质之一，所以大气层中最好有一定浓度的氧气，从而直接为好氧生物、间接为厌氧生物提供新陈代谢和生长发育所必需的物质条件。当然，浓度适宜的大气层，还可以有效减少地外天体对该星体的撞击频次，绝大部分的小行星或者彗星，在进入大气层之后，由于与大气层的剧烈摩擦而“燃烧”殆尽。
     
   四是稳定的磁场环境。星体拥有稳定的磁场环境，可以最大限度地阻挡来自恒星高能粒子的冲击，使这些高能粒子在到达星体表面之前，大部分部反弹或者引导到星体的两个磁极附近，从而有效降低高能粒子对地表生命体组成中有机物质的冲击，达到保护生命体的目的。
     
   地球上的碳基生命形式，是以有机物质为基本组成，这些有机物质中以碳和氧为核心元素。由于碳元素拥有4个化学键，可以和其它元素组成稳定的大分子长链结构，继而形成生命体所必需的蛋白质、核酸、脂类、糖类等生命单元。
     
     
   硅元素和碳元素具有一定的相似性，也拥有4个化学键，那么在理论上也就可以与氢元素形成硅烷、与氧形成二氧化硅以及硅酸盐、与氧和碳等物质形成硅酮等等。如果在高温环境下，硅与氧元素聚合形成硅酮，则具备形成硅基生命体的“骨架”条件，继而聚合成大分子的硅基生命形式。
     
   据有关科学研究机构推测，如果存在硅基生命，那么它们的存在形式可能是一些能够自由活动的晶体，由类似玻璃纤维组织在一起，全身透明，可以在高温高压环境中生存。那么，为何在很多富硅的星球上，我们没有探测出硅基生命形态存在的证据呢？
     
     
   虽然硅基生命在理论上可以存在，但是与碳基生命相比，无论是组成结构还是生理代谢等方面，都存在着不可避免的先天性缺陷，比如：
    无法形成太长的大分子链。 以硅元素为核心的聚合物质，比如硅烷硅，其中的硅原子数量最高只能到8个，而且结构还非常不稳定，化学键非常容易断裂。同时硅元素之间的化学键、硅元素与氧元素之间的化学键，在遇到O-H或者N-H等氢键给体的物质时（比如水、氨气等），也非常容易断裂。这种情况，极大限制了硅基体聚合成更大分子的可能性。
     
    代谢途径受到很大地抑制。 碳基生命体中的水、二氧化碳等物质，具有很强的流动性，可以很好地参与机体的新陈代谢，而且代谢途径畅通，效率非常高。由于硅基体害怕水，不能用水作用为营养物质传输和新陈代谢的媒介。另外，硅元素如果参与代谢，那么代谢的产生大多数都是固态，比如二氧化硅，那么如果将这些固态的代谢产物快速排出体外，也是一个很难回避和处理的问题，除非硅基生命所生活的环境温度高于二氧化硅的熔点、同时硅基体本身组成物质的熔点还要高于环境温度，显然这样的条件非常苛刻。
     
    能量的贮存和利用也是一个大问题。 碳基生命能够利用酶来控制机体内碳水化合物的合成以及能量的释放，这些酶通常具有左旋或者右旋的特性，这也造就了有机分子可以具备不同类型的形状，继而碳基生命体的外观千差万别，形成了丰富的生物多样性。但是，像硅烷类物质及其衍生物的稳定性较低，形成不了具备左旋或者右旋特征的化合物，也就失去了可以控制和调节新陈代谢、控制能量贮存和利用的联动反应机制，因此不能进行高效的复杂生理活动。
     
   一种是生活在高温的星体表面，环境温度高于二氧化硅的熔点，身体组成物质的熔点要高于环境温度，“有机体”中硅链原子数量等于或者低于8个，是名副其实的短链小个体。或者硅基生命体本身就是以液态或者气态形式存在的。
   另一种是生命体的机体组成不是以硅和氧为骨架，而是硅和氟为主体，机体参与新陈代谢的重要物质是氟、四氟化硅，这样就解决了硅基物质怕水、代谢产物为固态的矛盾，因为氟气本身和氧气都具有很强的氧化性、四氟化硅为气态便于高效排出体外。那么，在硅、氟含量都较高的星体上，或许存在着这种形态非常单一、且个体不大的固态生命形式。
     
   但是，从总体上看，宇宙中硅基生命存在所需的条件还是相当苛刻的，从现有认知体系来看，宇宙中存在硅基生命的可能性非常低（但我们不能说完全没有，毕竟我们的探测技术以及科学技术水平仍然有很大的局限性）。不过我们应该看到，除了硅之外，像磷、硼这两种元素，无论是它们与氢形成氢化物的能力、还是自身化学键的连接能力和稳定性，都要明显强于硅，说不定在将来，磷基生命、硼基生命或许要比硅基生命更早地被我们发现呢。
       许多对外星生命的 探索 都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性，或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢？
   元素周期表中有一种元素非常接近碳，有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命？      
    地球上的生命 
    地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素；在我们的身体里，它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分， 蛋白质碳水化合物和核酸。
   
    碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键，为构建复杂分子释放出无数可能性。例如，它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键，这发生在 呼吸从食物中释放能量。      
   
    复杂的化学和科幻生物 
   在周期表中，硅刚好位于碳的下方。像碳一样，它也可以同时与其他四个原子形成键，形成长链(聚合物)，并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上，它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。
   正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中，它无疑被证明是生命的沃土:几十年来，硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿，从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而，硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。      
   虽然硅可以形成链，但这些链不像烃链那样稳定；硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时，它被“氧化”，废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时，固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除，尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。
    一个勇敢的新世界？ 
   复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而，这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。
   理论上，遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如，硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。      
    会是什么样子？ 
   如果硅基生命形式确实存在，我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们？寻找硅基生命肯定不容易；未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。
   基于硅的生命形式可能非常原始，其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。
   在寻找其他星球上的生命时，也许事实会比科幻小说更奇怪。    
   “ 汽车 人，变形！”在风靡全世界的《变形金刚》中，人们就幻想出了一种全新的生命形式——硅基生命。
     
    我们地球上的生命，无一例外都是碳基生命，生命的基础是碳水化合物，生命必需的蛋白质、核酸、糖等都是以碳为骨架形成的。 那么，在宇宙的其他地方，有没有可能出现完全不同的生命形式呢?
     
   人们发现， 在元素周期表上，碳的下方是硅，因此硅和碳的许多基本性质都相似。比如，碳能和4个氢原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同样地形成硅烷(SiH4)，硅酸盐是碳酸盐的类似物等等。另外，硅和碳一样，都能组成长链或聚合物，在其中它还能和氧交替排列，形成类似丙酮之类的化合物——硅酮，电影中的特异生命形态就有可能由类似的物质构成。     
   硅基动物很可能看起来像是些会活动的晶体，再复杂一些，则可能出现类似机器狗和机器人那样的生物。当然，要想进化出变形金刚这样强大的硅基生物是相当有难度的，但如果真的有，那 它们的生存能力可能是普通碳基生物无法想象的。或许，它们可以不加任何防护进入太空，它们可以耐高温和其他各种极端的物理条件，它们可能不需要食物和排泄，而只是通过某种方式获取恒星和行星的能量…… 
   如果有朝一日真的发现了硅基生命，那么人类就要重新书写生命的定义了。
     

5. 硅基生命

你可能对硅基生命有些陌生？如果要谈硅基生命，就要先谈碳基生命。那么，什么又是碳基生命呢？我们知道生命是有机体，也是有机物。而有机物通常主要由碳构成，一个又一个碳原子形成了一个完整的碳链。碳链是有机物产生其他有机物的基础，它是有机物的核心。没有碳链的有机物是不能产生其他有机物，有机物之间的变化就不可能发生。随着碳链的增长，有机物也越来越复杂。越复杂的有机物越能具有一些简单有机物不具有的功能，为更多的高级活动提供了可能。硅基生命作为一个新概念，时常受到质疑。如果硅元素能够形成硅基有机物，硅链必须要长。可是，结果却让人失望。硅基有机物并不稳定，不能长久地存在。既然不能存在，又何谈形成有机体。当然，我说的是硅基有机体。不过，也许就只能存在很短的时间。我想我们应该把思维放开才能找到问题的本质。也许硅基生命有办法使得复杂的硅基有机物变得稳定。我想说的是宇宙这么大，存在这样可能也是可能的。达尔文的进化论可以给我们一些提示。进化是硅基生命能够从简单变成复杂的自然选择。想想我们人类的进化史不是经历了很多年，那么硅基生命也应该经历了同样的演化过程。一开始，简单的硅基有机物形成了简单的硅基生命。后来随着硅基有机物越变越多，进化就有了可能。总之，硅基生命的存在是可能的，而且也有高级和低级之分。

6. 硅基生命是什么形式的？

硅基生命和碳基生命在外形上并没有太大的差别，他们的存在形式和咱们一样也是光电信号和量子纠缠，前者是大多数种类的生命不可缺少的而后者是所有生命都不可缺少的。
  
 
  
   
  许多对外星生命的 探索 都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性，或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢？
  
 元素周期表中有一种元素非常接近碳，有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命？
    
  
  
  地球上的生命 
  
  地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素；在我们的身体里，它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分， 蛋白质碳水化合物和核酸。
  
 
  
  碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键，为构建复杂分子释放出无数可能性。例如，它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键，这发生在 呼吸从食物中释放能量。
    
  
  
 
  
  复杂的化学和科幻生物 
  
 在周期表中，硅刚好位于碳的下方。像碳一样，它也可以同时与其他四个原子形成键，形成长链(聚合物)，并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上，它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。
  
 正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中，它无疑被证明是生命的沃土:几十年来，硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿，从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而，硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。
    
  
  
 虽然硅可以形成链，但这些链不像烃链那样稳定；硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时，它被“氧化”，废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时，固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除，尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。
  
  一个勇敢的新世界？ 
  
 复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而，这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。
  
 理论上，遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如，硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。
    
  
  
  会是什么样子？ 
  
 如果硅基生命形式确实存在，我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们？寻找硅基生命肯定不容易；未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。
  
 基于硅的生命形式可能非常原始，其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。
  
 在寻找其他星球上的生命时，也许事实会比科幻小说更奇怪。
    
  
 “ 汽车 人，变形！”在风靡全世界的《变形金刚》中，人们就幻想出了一种全新的生命形式——硅基生命。
  
   
  
  我们地球上的生命，无一例外都是碳基生命，生命的基础是碳水化合物，生命必需的蛋白质、核酸、糖等都是以碳为骨架形成的。 那么，在宇宙的其他地方，有没有可能出现完全不同的生命形式呢?
  
   
  
 人们发现， 在元素周期表上，碳的下方是硅，因此硅和碳的许多基本性质都相似。比如，碳能和4个氢原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同样地形成硅烷(SiH4)，硅酸盐是碳酸盐的类似物等等。另外，硅和碳一样，都能组成长链或聚合物，在其中它还能和氧交替排列，形成类似丙酮之类的化合物——硅酮，电影中的特异生命形态就有可能由类似的物质构成。     
  
 硅基动物很可能看起来像是些会活动的晶体，再复杂一些，则可能出现类似机器狗和机器人那样的生物。当然，要想进化出变形金刚这样强大的硅基生物是相当有难度的，但如果真的有，那 它们的生存能力可能是普通碳基生物无法想象的。或许，它们可以不加任何防护进入太空，它们可以耐高温和其他各种极端的物理条件，它们可能不需要食物和排泄，而只是通过某种方式获取恒星和行星的能量…… 
  
 如果有朝一日真的发现了硅基生命，那么人类就要重新书写生命的定义了。

7. 硅基生命是什么形式的？

碳是所有已知生物分子的骨架。地球上的生命是以碳为基础的，可能是因为每个碳原子可以同时与多达四个其他原子形成键。这种性质使得碳非常适合形成我们所知的作为生命基础的长链分子，如蛋白质和DNA。
  
 尽管如此，研究人员长期以来一直推测，外星生命可能与地球上的生命有着完全不同的化学基础。例如，外星人可能依赖氨或甲烷，而不是依赖水作为生物分子运作的溶剂。也许外星人可以使用硅，而不是依靠碳来创造生命分子。
  
 碳和硅在化学上非常相似，因为硅原子也可以同时与多达四个其他原子形成键。而且，硅是宇宙中最常见的元素之一。例如，硅几乎占地壳质量的30%，大约是地壳中碳含量的150倍。
  
   
  科学家们早就知道地球上的生命能够操纵硅。例如，被称为植硅体的二氧化硅微小颗粒可以在草和其他植物中找到，被称为硅藻的光合藻类将二氧化硅结合到它们的骨骼中。然而，地球上没有已知的自然生命将硅和碳结合成分子的例子。
  
 尽管如此，化学家已经人工合成了由硅和碳组成的分子。这些有机硅化合物广泛存在于各种产品中，包括药品、密封剂、填缝剂、粘合剂、油漆、除草剂、杀菌剂以及计算机和电视屏幕。现在，科学家们发现了一种方法来引导生物将碳和硅化学键合在一起。
  
 在测试了多种血红素蛋白后，科学家们集中研究了其中一种海洋红栖热菌，一种来自冰岛温泉的细菌。被称为细胞色素c的血红素蛋白质通常会将电子传递给微生物中的其他蛋白质，它也能产生低水平的有机硅化合物。
  
 在分析了细胞色素c的结构后，研究人员怀疑只有少数突变可能会大大增强这种酶的催化活性。事实上，仅仅三轮突变就足以将这种蛋白质转化为催化剂，比目前最好的合成技术产生碳硅键的效率高出15倍以上。这种突变酶可以产生至少20种不同的有机硅化合物，其中19种对科学来说是新的。人们能为这些新化合物找到什么样的应用还不清楚。
  
 除了表明突变酶可以在试管中自我生成有机硅化合物，科学家们还表明大肠杆菌在自身内部产生突变酶的细菌，也能产生有机硅化合物。这一结果增加了某个地方的微生物自然进化出创造这些分子的能力的可能性。
    
  
  
 在生命存在的可能性宇宙中，我们已经表明，正如我们所知，在有机分子中包含硅是一种非常容易的生命可能性。
  
 当硅在地壳中更普遍时，为什么地球上的生命是以碳为基础的，这仍然是一个悬而未决的问题。先前的研究表明，与碳相比，硅可以与较少种类的原子形成化学键，并且它通常与它可以相互作用的原子形成不太复杂的分子结构。通过赋予生命创造有机硅化合物的能力，未来的研究可以测试为什么这里或其他地方的生命可能会也可能不会进化到将硅结合到生物分子中。
  
   
  许多对外星生命的 探索 都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性，或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢？
  
 元素周期表中有一种元素非常接近碳，有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命？
    
  
  
  地球上的生命 
  
  地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素；在我们的身体里，它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分， 蛋白质碳水化合物和核酸。
  
 
  
  碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键，为构建复杂分子释放出无数可能性。例如，它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键，这发生在 呼吸从食物中释放能量。
    
  
  
 
  
  复杂的化学和科幻生物 
  
 在周期表中，硅刚好位于碳的下方。像碳一样，它也可以同时与其他四个原子形成键，形成长链(聚合物)，并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上，它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。
  
 正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中，它无疑被证明是生命的沃土:几十年来，硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿，从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而，硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。
    
  
  
 虽然硅可以形成链，但这些链不像烃链那样稳定；硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时，它被“氧化”，废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时，固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除，尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。
  
  一个勇敢的新世界？ 
  
 复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而，这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。
  
 理论上，遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如，硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。
    
  
  
  会是什么样子？ 
  
 如果硅基生命形式确实存在，我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们？寻找硅基生命肯定不容易；未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。
  
 基于硅的生命形式可能非常原始，其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。
  
 在寻找其他星球上的生命时，也许事实会比科幻小说更奇怪。
    
  
 “ 汽车 人，变形！”在风靡全世界的《变形金刚》中，人们就幻想出了一种全新的生命形式——硅基生命。
  
   
  
  我们地球上的生命，无一例外都是碳基生命，生命的基础是碳水化合物，生命必需的蛋白质、核酸、糖等都是以碳为骨架形成的。 那么，在宇宙的其他地方，有没有可能出现完全不同的生命形式呢?
  
   
  
 人们发现， 在元素周期表上，碳的下方是硅，因此硅和碳的许多基本性质都相似。比如，碳能和4个氢原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同样地形成硅烷(SiH4)，硅酸盐是碳酸盐的类似物等等。另外，硅和碳一样，都能组成长链或聚合物，在其中它还能和氧交替排列，形成类似丙酮之类的化合物——硅酮，电影中的特异生命形态就有可能由类似的物质构成。     
  
 硅基动物很可能看起来像是些会活动的晶体，再复杂一些，则可能出现类似机器狗和机器人那样的生物。当然，要想进化出变形金刚这样强大的硅基生物是相当有难度的，但如果真的有，那 它们的生存能力可能是普通碳基生物无法想象的。或许，它们可以不加任何防护进入太空，它们可以耐高温和其他各种极端的物理条件，它们可能不需要食物和排泄，而只是通过某种方式获取恒星和行星的能量…… 
  
 如果有朝一日真的发现了硅基生命，那么人类就要重新书写生命的定义了。

8. 硅基生命是什么形式的？

所有已知的地球生物都是碳基生物，碳基生物的意思就是以碳元素为有机为基础的生物，而硅基生物不过是科学家设想的一种生物，它是以硅元素为有机物基础的生物。那么，如果硅基生物存在的话，它们是以什么形式存在的呢？我们简单的来探讨一下这个问题。
  
 
  
   硅基生命假说  
 之所以说现存地球上已知的生物都是碳基生物，是因为所有地球生物体内氨基酸的链接元素就是碳元素，也就是链接氨基和羧（suo）基的就是碳元素。但是，在地球生物体内，含量最多的并不是碳元素，而是氧元素。我们以人为例，占据人类质量65％的是氧元素，而碳元素只排在第二位，占比18％。虽然碳元素不是生物体内最多的元素，但是它除了是细胞结构必不可少的元素外，在细胞干重中碳元素的质量分别占约44％（植物）和56％（动物），因此，碳元素对于地球生物来说是最重要的生命元素，这也是地球生物被称为“碳基生物”的主要原因。
  
 
  
  
 弄清了碳基生物的概念，硅基生物就很好理解了，它就是将连接氨基和羧基的由碳元素，变为了硅元素。最早提出硅基生物概念的是德国的天体物理学家儒略·申纳尔，他在1981年的论文中首次提出了可能会有以硅元素为基础的生物存在的可能性。理由是，在宇宙中有许多温度很高的星球，而对于碳基生物而言高温的星球显然不是宜居的，但是，硅元素与碳元素的化学性相近，而且相对碳元素，硅元素的耐高温性更强，而这就是我们电脑的CPU和风扇间要涂一层硅胶，而不是其他物质的原因。
  
 从这个角度看，假如宇宙中有其他生物的话，它们是硅基生物的可能性还是很高的。
  
 
  
   硅基生物如果存在的话，它们是以什么形态存在的？  
 首先，碳基生物必须摄入含碳的食物才能够维持正常的生命体征，同样的，硅基生命必须也要以含硅的食物为食，不过，从目前科学对宇宙的 探索 看，硅元素在宇宙中含量较低，因此，即便是硅基生物存在，它们的数量也比较的少，当然也不排除它们在我们没有探测到的星球上，而这个星球上富含硅元素的可能性。
  
 其次，碳基生物之所以能够存在就是因为碳元素与氧极容易结合，而结合后的二氧化碳是一种气体，可以直接被新陈代谢掉。但是，硅基生物就不同了，硅元素与氧也容易结合，而且结合后的二氧化硅是固体，这就代表着，硅基生物呼吸或者是进食都会在身体中产生大量的固体，而这些固体很难排出体外，而且稳定性极强（熔点为1650 左右）。而解决这个问题，最好的办法就是星球上的温度高于二氧化硅的熔点，此时二氧化硅呈液态，才更有助于它们排出这些“垃圾”。
  
 
  
  
 最后就是结合了。在地球上碳基生物有各种各样的形态，这是由什么决定的呢？还是碳原子。碳原子小到我们无法观察到，但是正是这些看不见的原子组成了分子，而让它们组合的就是化学键。碳原子与硅原子都有4个化学键，这就是它们组合的方式。不同的是碳原子在结合时（碳基化合物具备不对称性），因为不对称性出现了左旋和右旋，这就使得分子有了形状，这些简单的分子再合成高分子时，同样也会产生不同的形状，此时，碳基生物的形态多样性就有了。
  
 硅原子虽然和碳原子一样都有4个化学键，但是硅原子比碳原子多了一个电子层，这就导致了硅原子在结合时相当的不稳定，而且硅基化合物具备对称性，所以它们也就没有了左旋右旋，进而它们的形态也较为单一。并且硅原子因为不稳定性很难形成长链，也就无法形成较大的大分子。
  
 基于以上的分析，如果硅基生物存在，几乎可以肯定地说它们生活的星球上一定是高温的，在如此高温的条件下，它们要想形成稳定的形态，那么就需要身体组成的其他部分的熔点要高于二氧化硅。因此，它们要么是由稳定性极高的物质组成的小个体（硅链比较的短），要么是液态甚至是气态的存在。这是一个可能。
  
 
  
  
 看到这里，有些小伙伴会问：硅基生物有没有可能不需要呼吸呢？这个问题也比较有意思，但是只要是生命就要活动（肢体活动或者是生命活体），活动就需要能量，能量是通过物质交换完成的，也就是说呼吸是硅基生物也无法避免的。
  
 不过，从化合物的角度看，虽然二氧化硅是固体，但是硅基生物生活的环境也不一定有氧气，如果没有氧气，呼吸也不会产生二氧化硅，此时，硅基生物的形态又变了。因为，如果它们生存的星球上有氟的话，硅与氟能够产生四氟化硅，而四氟化硅在干燥的环境下是气体存在的。
  
 这个假设即满足了干燥（高温），又解决了呼吸成为固体的问题。所以，如果是这样的硅基生物的话，它们虽然满足体型不大，形态单一，但是好歹也能成为像机器人一样的固态。
  
 
  
   总结  
 硅基生物只是科学家提出的一个假说，到目前为止，没有任何的证据表面硅基生物的存在，当然，我们也不能完全否认它们的存在。假如它们存在的星球上有氧气的话，它们大概是液体甚至是气态的，假如它们存在的星球上没有氧，有大量的氟的话，它们则有可能是固态，不过，不管是哪种形态，它们的形态并不稳定，而且体型也很小。
  
   
  许多对外星生命的 探索 都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性，或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢？
  
 元素周期表中有一种元素非常接近碳，有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命？
    
  
  
  地球上的生命 
  
  地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素；在我们的身体里，它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分， 蛋白质碳水化合物和核酸。
  
 
  
  碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键，为构建复杂分子释放出无数可能性。例如，它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键，这发生在 呼吸从食物中释放能量。
    
  
  
 
  
  复杂的化学和科幻生物 
  
 在周期表中，硅刚好位于碳的下方。像碳一样，它也可以同时与其他四个原子形成键，形成长链(聚合物)，并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上，它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。
  
 正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中，它无疑被证明是生命的沃土:几十年来，硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿，从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而，硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。
    
  
  
 虽然硅可以形成链，但这些链不像烃链那样稳定；硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时，它被“氧化”，废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时，固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除，尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。
  
  一个勇敢的新世界？ 
  
 复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而，这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。
  
 理论上，遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如，硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。
    
  
  
  会是什么样子？ 
  
 如果硅基生命形式确实存在，我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们？寻找硅基生命肯定不容易；未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。
  
 基于硅的生命形式可能非常原始，其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。
  
 在寻找其他星球上的生命时，也许事实会比科幻小说更奇怪。
    
  
 “ 汽车 人，变形！”在风靡全世界的《变形金刚》中，人们就幻想出了一种全新的生命形式——硅基生命。
  
   
  
  我们地球上的生命，无一例外都是碳基生命，生命的基础是碳水化合物，生命必需的蛋白质、核酸、糖等都是以碳为骨架形成的。 那么，在宇宙的其他地方，有没有可能出现完全不同的生命形式呢?
  
   
  
 人们发现， 在元素周期表上，碳的下方是硅，因此硅和碳的许多基本性质都相似。比如，碳能和4个氢原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同样地形成硅烷(SiH4)，硅酸盐是碳酸盐的类似物等等。另外，硅和碳一样，都能组成长链或聚合物，在其中它还能和氧交替排列，形成类似丙酮之类的化合物——硅酮，电影中的特异生命形态就有可能由类似的物质构成。     
  
 硅基动物很可能看起来像是些会活动的晶体，再复杂一些，则可能出现类似机器狗和机器人那样的生物。当然，要想进化出变形金刚这样强大的硅基生物是相当有难度的，但如果真的有，那 它们的生存能力可能是普通碳基生物无法想象的。或许，它们可以不加任何防护进入太空，它们可以耐高温和其他各种极端的物理条件，它们可能不需要食物和排泄，而只是通过某种方式获取恒星和行星的能量…… 
  
 如果有朝一日真的发现了硅基生命，那么人类就要重新书写生命的定义了。