短篇大論01：矽基生命的探究

矽

從哲學意義上講：宇宙的無限，註定了天體數量的無限，從而也可以註定存在生命的天體數量的無限。而針對這一現象，普通的我們普遍知道一個學說，它就是費米悖論。

不過今天我們要討論的話題並不是這個，而是另一個問題，那就是是否存在以「矽基」作為生命材料的生命形式存在這一宇宙之中。

矽，化學名稱是Si，它在化學元素周期表中處在於C，也就是我們熟悉的碳元素下方。這為後面的矽基生命假說提供了化學基礎。

實際上，地球上的全部生命都是以碳水化合物為基礎而構成的複雜有機生命體。作為人類的角度去思考，如若宇宙中存在著生命體，那麼很可能大部分的生命形態與我們無異。

不過，這並不妨礙一些科學家的思路。他們相信：除碳以外的其他元素，以及水以外的其他介質，都能夠為生命提供基礎。而矽與碳擁有著許多相似的地方，這就讓人們認為：矽是一種用來替代碳，並且很有前途的生命元素。

矽與碳的化合物

這是矽烷，它和甲烷一樣，除了中間的部分不一樣外，剩下的基本上都是和甲烷一模一樣的。這是由於碳和矽處在同一列中，最外層都有容易失去的四個電子，如若碰到了大氣中豐富的氫元素，那麼氫元素會獲得一個電子而產生結合。從這一點上，我們就可以判斷出：碳和矽具有相似的化學性質。

矽在宇宙中廣泛分布，並且矽和碳兩種元素都能夠組成長鏈以及聚合物。

然而實際上，矽基卻與碳基有著天壤之別：碳基之所以能夠形成穩定的狀態，是因為地球上的溫度正好合適。太高和太低，都形成不了穩定的碳化合物。

那麼，針對這一現象，科學家以及科幻作家們都是如何解釋的呢？

矽基生命假說

羅伯特·鮑爾

1885年，《天堂的故事》作者：羅伯特·鮑爾在書中預言地外生命可能和地球生命完全不同，並寫下：如果我們有機會能夠近距離觀察到那些擁有地外生命的天體，那麼我們同樣可以看到他們的生機勃勃。然而，這些卻是為了適應於環境的生命，以奇特而怪異的形態出現的生命。

這句話的意思就是：或許那裡的天體環境十分惡劣，他們的誕生的原因，環境佔據了很大的因素。比如富含眾多資源卻又高溫的環境，如果存在生命形態，那麼那些生命形態一定不是像我們這樣的形式。換句話說：基本上不可能是以碳基為原材料的形式形成生命。

1891年，德國波茲坦大學的天體物理學家：儒略-申納爾在他的一篇文章中就探討了以矽為基礎的生命存在的可能性。

儒略-申納爾

後來，英國化學家詹姆士-雷諾茲接受了這一個想法，並且在1893年他在英國科學促進協會的演講中認為：矽化合物，也就是矽基的熱穩定性使得以矽基為基礎的生命可以在高溫下生存。

再到後來，英國著名的科幻作家：赫伯特--維爾斯通過科學思維的加持，進一步發展了矽基生命的觀念。他在書中寫道：既然科學界認為有矽-鋁生命體，那麼為什麼不立刻想到矽-鋁人呢？或許他們現在正在充滿硫磺的大氣中漫步，在比熔爐還要高得多的鋼鐵海洋旁邊。

赫伯特--維爾斯

而過了30年後，英國的遺傳學家：約翰-霍爾丹便提出一個觀點：在某個行星的深處，可能會存在基於半融化狀態的矽酸鹽生命，它們獲取能量的方式，則是鐵元素的氧化作用。

約翰-霍爾丹

矽基生命的外觀

我們將視角回到化合物上。我們知道，碳普遍能夠和氧元素形成碳-氧鏈，形成「聚縮醛」，這種聚合物經常用於合成纖維。

合成纖維

那麼，如果矽和氧氣結合，會形成什麼呢？矽和氧實際上可以搭建成骨架，產生「聚矽酮」。

聚矽酮

那麼基於上述的情況，如果矽基的生命形態是以氧作為化合氣體，那麼就有可能是以類似矽酮的物質構成。

外觀看上去，這些矽基動物很可能像是些會活動的晶體，而組成這種生物體外表的各種構件是通過類似玻璃纖維的絲線串聯在一起，中間則以矽基肌肉作為連接。這些一系列的構造，讓這些矽基生命體以靈活、精巧甚至薄而透明的結構出現在我們的腦海中。

矽基生命的缺陷

看到這裡，如果矽基生命能夠存在地球上並且生活的話，或許你已經迫不及待地想要去買一隻當寵物了。不過很遺憾，矽基生命在地球上存在的可能性受到很多缺陷的威脅。

一：矽同氧的結合能力非常強。我們作為碳基生命，我們呼吸的時候，呼出來的往往是CO2，也就是二氧化碳，這就是碳被氧化的產物，這種氧化的廢棄物很容易從我們生物體中排洩出；但是矽的氧化則會形成固體。這是因為：在二氧化矽剛剛形成的時候，這些物質就會形成晶格，使得每個矽原子都被四個氧原子包圍，而並不是像二氧化碳那樣每個分子都能夠單獨游離。

二氧化矽

處理這樣的代謝廢物，對矽基生命的呼吸過程帶來很大的挑戰。

二：矽無法產生類似酶的化合物。我們生物在生存的目的就是獲取能量，並存儲能量。而作為碳基生命的我們，最容易得到也是最基礎的化合物便是碳水化合物。而光光是獲取還不夠，我們還得學會吸收並存儲能量，酶在這個行為中充當了重要的角色，因為酶能夠控制對碳水化合物的一系列氧化步驟，促進能量釋放。可以說，酶是規範全部碳基生命體內新陳代謝的工具，而矽卻沒能夠擁有和碳一樣形成酶一樣複雜化合物的性質，這也讓它難以成為生命所需要的鏈式反應支持元素。

磷酸甘油酸激酶

三：矽鏈在水中極其不穩定，易斷裂。碳鏈在乾濕的環境下能夠保持穩定。即便我們不會排除矽基生命的可能性，但是這種生命體基本不可能存在大量液態水的星球，特別是我們這顆藍色星球上，因為我們這裡的水，對他們來說可能是致命的毒藥。

---

總結

總的來說，矽基生命很有可能會出現在溫度比較高的星球上。如果他們已經有了意識，並且能夠通過工具來觀測宇宙，並且好巧不巧地探測到了地球，他們肯定會說：「那顆星球的溫度那麼低，肯定沒有生命的存在，溜了溜了！」

而人類也好巧不巧地探測到了他們存在的星球，那我們也會說：「那顆星球的溫度那麼高，肯定沒有生命的存在，溜了溜了！」

言歸正傳：比如說，一顆到處都是火星的星球上，可能正在孕育著矽基生命。這是因為許多矽基化合物比碳基化合物更加穩定，例如矽-氧鍵的熱穩定性可以承受大概600K的溫度，而矽-鋁鍵則能夠承受將近900K的溫度。

據此可以判斷：高溫下，矽基的活性更好。對於他們來說，200°C甚至400°C才能夠讓他們感到舒適，而在我們感到舒適的情況下，他們很可能會被凍死。

不過目前，地球上已經開始緩慢出現了新一代的矽基生命，它就是人工智慧。人工智慧是是否能夠成為下一代生命存在？或許要我們花上幾十甚至幾百年，才可以知道。