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宇宙中的真存在“硅基生命”吗?
优质回答:
【原创】对于宇宙中的真存在“硅基生命”吗之话题,我个人的观点认为,“硅基生命”是一种人为猜想的生命,是一种不可能真实存在的生命。为什么会这样说呢?因为:
一方面:原始生命的形成,是无机物向有机物经化学反应转变过程,实现形成活性碳水化合物的表现结果,也就是说,活性生命物质的衍生,是来自于自然界的无机物质。而自然界无机物质的由来,都是宇宙数之不尽的恒星(太阳)持续核聚变燃烧过程,所源源不断释放出庞大数量之尘粒流物质逐渐聚集积累形成的表现结果,即是恒星之恒星系内的各类卫体物质。恒星(太阳)所释放出来的尘粒流物质,都是同一样的无机物质,可统称为:自然定体物质。主要是由二氧化碳、氮、氢、氧和有毒化学物五种基本元素所构成。换句话说,存在于宇宙之中所有无机物之自然定体物质,都是由上述五种基本元素所构成。那么,自然界之无机物经化学反应过程所形成的各种不同物理属性的物质,都离不开自然定体物质,都离不开上述的五种基本元素,所形成活性的碳水化合物之有机生命物质也不例外。
二方面:硅物质不存在于自然定体物质之中,硅元素物质的形成,是来自于有机物的层面,如地幔和地核的圈层之中就存在着诸多硅元素现象,硅元素是由有机物经化学反应衍生而来,而自然界中的有机物都是由活性生命物质(生物圈),通过持续进化生存的自然手段,不断累积而形成。原始生命诞生的起因,是自然界无机物向有机物的转变,而自然界无机物之中的自然定体物质,是不存在着硅元素的情况,何来会有“硅基生命”呢?!这不就是一种无中生有的假说和猜想吗?!由此可见,宇宙中只会存在着碳基生命的表现,是不可能会存在着“硅基生命”的情况。
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迄今为止,我们无法知晓宇宙中究竟是否存在硅基生命,因为我们现在只知道地球上有生命,而地球生命都是以碳为有机物基础的碳基生命。
硅与碳是同一主族元素,它们有着相似的电子结构,所以具有相似的化学性质。碳可以作为有机物的骨架,硅也可以作为有机物的骨架,既然碳基生命存在,我们有理由相信宇宙中的其他星球上可能孕育出了硅基生命。2016年的一项研究[1]提供了硅基生命存在的证据,加州理工学院的Frances H. Arnold教授所主导的研究团队诱导活细胞在细胞内合成出碳-硅键。
理论上,硅基生命的生存环境与碳基生命十分不同。由于硅原子的特性,硅基生命应该可以在高温、高辐射的环境中生存,而这些环境对于碳基生命来说是致命的。但硅基生命也可能无法在适合碳基生命的环境中生存,因为硅链很容易在水中断裂,而碳链在水中相对稳定。
当然,在没有真正发现硅基生命之前,这一切都只是猜测。
参考文献
[1] S. B. Jennifer Kan, Russell D. Lewis, Kai Chen, Frances H. Arnold, Directed evolution of cytochrome c for carbon–silicon bond formation: Bringing silicon to life, Science, 2016, 354, 1048-1051.
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很难存在硅基生命,原因有二,
一:氧化成固体不能维持生命
二:硅不会形成很多具有旋向性的化合物,所以很难收集、存储和利用能量。
硅氧化成固体的事实是它不能维持生命的一个基本原因。二氧化硅或沙子是固体,因为硅非常喜欢氧,而二氧化硅形成一个晶格,其中一个硅原子被四个氧原子包围。硅酸盐化合物也存在于长石、云母、沸石或滑石等矿物中。这些固体系统会给生物系统带来处理问题。
还要考虑到生命形式需要某种方式来收集、储存和利用能量。能源必须来自环境。一旦被吸收或摄入,能量必须准确地释放到需要的地方和时间。否则,所有的能量都可能同时释放热量,将生命焚毁。
在以碳为基础的世界中,基本的存储元素是一种碳水化合物,其分子式为Cx(HOH)y。这种碳水化合物氧化成水和二氧化碳,然后与空气交换。
碳被单键连接成一条链,这个过程叫做链化。一种以碳为基础的生命体利用一种叫做酶的速度调节器,通过控制步骤来“燃烧”这种燃料。
这些大而复杂的分子之所以能精确地完成它们的工作,仅仅是因为它们具有一种叫做“旋向性”的特性。
当任何一种酶与它帮助反应的化合物“配对”时,这两种分子形状就像一把锁和钥匙,或者握手一样紧密结合在一起。
事实上,许多碳基分子利用了左右两种形式。例如,大自然选择了同样稳定的六碳碳水化合物来储存我们肝脏(以糖原聚合物的形式)和树木(以聚合物纤维素的形式)的能量。
糖原和纤维素的区别主要在于单个碳原子的旋向性,当碳水化合物聚合或形成链时,就会形成这种旋向性。
纤维素具有两种可能性中最稳定的形式,而糖原是第二稳定的。因为人类没有把纤维素分解成基本的碳水化合物的酶,所以我们不能把它用作食物。但许多低等生命形式可以,如细菌。
简而言之,旋向性是一种特征,它使各种生物分子具有识别和调节各种生物过程的能力。硅不会形成很多具有旋向性的化合物。
因此,硅基生物很难实现碳基酶为我们提供的所有奇妙的调节和识别功能。
但是硅化合物有很多其他用途
可以考虑硅的微观和纳米结构;太阳能应用;一种硅酮液体,它可以携带氧化剂到收缩由其他硅酮组成的肌肉样元素;硅酸盐骨骼材料;硅胶膜等等。
硅还做了一件关于生命的事。地球上的生命主要由右利的碳水化合物和左利的氨基酸组成。为什么它们没有相反的旋向性,或者它们都有相同的旋向性?
许多化学家认为,第一个“手性”碳化合物形成于“粘稠”的岩石池中,具有“手性”二氧化硅表面。而这个表面的旋向性促进了碳化合物的产生,这些碳化合物现在是地球生命形式的首选。
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当然存在,因为我们就是。试想一下多年后的情景:超级计算机代替我们指挥一切考研、生产、服务,自动机器人进行着加工、安装、物流,各种运输工具都在城市中央主机高速数据链指挥下完全自动驾驶,人类的孩子通过脑机接口瞬间就学会一切知识技能。衰老和染病的器官会被换成人造器官,功能强大的电子眼、耳、鼻、舌取代了原来的肉身…试问我们碳水化合物的躯体还能保存多久呢?迟早有一天,人类文化彻底进入电子化时代,肉体被人造设备取代,到那时,碳水化合物也就变成硅以及合金了。不远了,一千年以内吧。另外,推荐一部科幻巨作《银河铁道999》,人体机械化的年代里,还保持肉身的少年去宇宙中寻找免费更换机器身体的星球,最后经过一路波折才发现,只有血肉之躯才能感受到感情的美好。记得他在雪女之星的寒冷中吃到一碗热汤面,激动流泪,而我在2019年一个暴雪之夜流浪到一家小店吃到一碗热热的馄饨,不禁泪目。人啊,还是有血有肉的好,至少,会哭会笑。
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可能并不存在,各个星系原子种类都是一样的,差别只是在比例上,所以外星系环境可能跟地球上的环境在微观上看差别并不大,生命的体现最终还是回到微观上的,分子演化会有一个或者几个最优方向,这些在地球上应该都是可能发现的,然而地球上并没有硅基生命。