硅基生物存在吗？
硅基生物存在吗
地球上有着千千万万的生命物种，但是目前来看地球上所有的生命物种都属于碳基生物，那么宇宙中就只有碳基生物这一种生命吗？其实虽然我们还没有发现其他种类的生命形式，不过科学家们认为宇宙中......接下来具体说说
地球生命以碳为基础，为什么宇宙中不会存在硅基生命？
“硅基生命”的由来
地球上所有生命体的每一个细胞中都离不开碳、氢和氧三种元素，其中碳是有机分子的骨架，因此我们把地球上的生物称为碳基生命。生物和化学家们普遍认为，如果地球之外的某一个地方存在生命体，它一定也与我们一样，是碳基的。
外星生物的想象图
1891年，基于硅和碳在化学上的相似性，德国天体物理学家朱利叶斯·席纳（Julius Scheiner）率先提出硅在生命元素中替代碳的观点。一些科幻作者和科幻迷们也觉得茫茫宇宙，浩瀚无垠，外星球的自然条件有别于地球，它孕育的生命体有可能不是以碳为骨架，而有可能是硅。这种生物被称为“硅基生命”。
外星硅人
为什么是硅而非其它元素？
如果你还记得元素周期表，一定不难背出前边二十几个元素：氢氦锂铍硼碳氮氧氟氖钠镁铝硅磷硫氯氩钾钙......这其中碳（C）排在第6位，硅（Si）位列第14。
硅是地壳中含量第2高的元素，按质量算它占了地壳总质量的27.2%；同时地壳中90%以上都是硅酸盐矿物，占绝对统治地位；而在宇宙中，以质量计算，硅的含量排名第8，也是相当可观。
硅与碳紧挨着
硅不仅蕴含丰富，它在化学性质上与碳也有相似之处。在元素周期表的 第IV主族中，硅于碳的下方，它们最外层都有4个价电子；可以与氢结合形成有机烷；纯硅与钻石一样都是金刚石立方的晶体结构，它们很坚硬并且有很高的熔点。于是有些人很自然地认为，既然这两种元素如此相像，地球上有丰富的碳基生命，也理应存在硅基生命。
科幻电影里的硅基人
碳基的优势
尽管在地球表面碳的含量仅为硅的1/920，但碳在银河系中的丰度却是硅的7倍。碳在恒星内部形成，通过“三重α过程”和“CNO聚变循环”，较轻的元素可以很容易被压成更重的碳。相比之下，硅的产生需要经历巨型恒星坍缩，也就是在超新星爆炸的过程中才有机会产生出来，因此硅在宇宙中的含量比碳少得多。
纯碳可以以石墨或钻石的形式存在于地球上，它有很好的稳定性，不会轻易与氧气发生化学反应，碳或碳化合物只有在氧气中燃烧时才会形成气态氧化物——二氧化碳。
钻石可以在氧气中燃烧
前节提到，碳的最外围有4个价电子，它们分别位于2s和2p轨道，这意味着它能与其它原子组成4个共价键，共价半径为77pm。由于共价半径短，碳共价键能高，键合稳定。
任何生命的化学基础都必须 满足三个基本要求：足够的化学多样性；稳定性和反应性；溶剂的存在。
在我们的地球上，生命体需要多种具有不同功能的化学物质参与。包括用于制造蛋白质的氨基酸，用于制造核酸的糖和含氮碱基，作为核心代谢中间体的酮酸和羟基，以及用于制造细胞膜的脂质等等。为了组合出这些化学物质以提供生物学功能，生命体需要一套元素来构建各种分子，同时这些分子中应该事先建立起一个“脚手架”。
碳因其独特的化学性质成为这个生命支架的不二之选 。
碳是生命的骨架
碳原子可以通过两个电子与相邻的碳组成长链，同时通过另两个电子与其它杂原子组合形成一个大分子。在这个大分子中，碳是支架，而杂原子提供了丰富的化学活性。碳支架提供了制造大分子的能力，因此可以制造大量不同功能的分子。碳支架相对稳定，同时与碳结合的杂原子为每个分子提供化学功能和独特性。
硅为什么不能？
在太阳系形成的过程中，硅在地球表面的含量远超过碳，它的原子结构与碳相近，为什么地球上没有出现哪怕一种以硅为基础的生命形态，甚至我们连一块纯硅都找不到呢？
这还需要从硅原子本身开始说起。
硅的原子半径比碳大，它的共价半径也达到117pm。硅的四个外围电子两个位于3s轨道，两个在3p轨道，更长的键长和不同的键角导致硅比碳更活泼，它的共价键也更不稳定。
水晶是固体的二氧化硅
硅很容易被氧化形成固态的二氧化硅，它是砂子的主要成分。所以我们在地球上找不到纯净的硅，只能找到二氧化硅和硅酸盐矿物。
与碳、氮、氧和氢相比，硅有更强的正电性，这会在硅原子中形成一个电子“洼地”，导致它与其它非金属组成的键有更强的极化，进而造成以硅为核心的分子更容易受到亲电和亲核攻击。与碳相比，硅化合物更容易水解，它因此也更不稳定。 在有水的环境里，硅不能作为大分子的骨架，而只会作为碳分子链条中杂原子存在 。
氢和氧是宇宙中最丰富的两种元素，并且天文学家已经证实水分子在宇宙中也广泛存在。在这样的环境里，硅要么被氧化变成固体，要么它的分子链被水分子破碎，化学多样性无从谈起，也没有机会发展成为生命的基础性物质。
科幻电影中可怕的外星生命
综合与结论
许多人觉得硅与碳很相似，通过对其元素性质的分析，我们知道它们是一对“假双胞胎”，其相似之处是肤浅的，它的的差异是明显的。碳与硅在化学稳定性的外部条件上几乎截然相反，而硅能稳定形成复杂有机大分子的自然条件在宇宙中并不存在。
宇宙中不具备硅生命形成的条件
在宇宙中，碳比硅要丰富得多。氢、氧和水也广泛存在，科学家至今没有在宇宙的光谱中接收到支持硅基生命存在的化学信息。与之相对应地，大量证据表明高分子碳基化学物质在宇宙中的分布非常广泛。
想象中的外星人，他们应该也是碳基的
硅基生命会存在吗？或生活在行星内部，呼吸时造水晶，能活百万年
地球上有着千千万万的生命物种，但是目前来看地球上所有的生命物种都属于碳基生物，那么宇宙中就只有碳基生物这一种生命吗？其实虽然我们还没有发现其他种类的生命形式，不过科学家们认为宇宙中很可能还有着诸如硅基生命，氨基生命、硫基生命，砷基生命等，其中以存在硅基生命的说法最为常见。
硅基生命的概念早在19世纪就出现了，最早的提出者应该是波茨坦大学的天体物理学家儒略.申纳尔，他于1891年在一篇文章中探讨了以硅为基础的生命存在的可能性，认为硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。
之后就有很多科学家对这种生命体进行了分析展望，认为硅元素在宇宙中分布广泛，它和碳元素的许多基本性质都相似，比如两种元素都能组成分子长链或聚合物，它们都可以同氧交替排列，如碳-氧链形成聚缩醛，它经常用于合成纤维，而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮；碳能和四个氢原子化合形成甲烷，硅也能同样地形成硅烷。而且硅酸盐是碳酸盐的类似物，三氯硅烷是三氯甲烷的类似物，如此种种。
这样看来，硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素，有科学家认为在特定的环境下有可能出现一些以硅酮为主要机体的生命形态，这种生命体就可以成为硅基生命，其形态看上去象是些活动的晶体，就好像一堆水晶制品却会自行活动一样。
那么为什么我们的地球这么大？上面有着千千万万种生命物种，却没有发现一种硅基生物呢？这里就不得不说一下硅基生命的缺陷了：有一定的化学知识的朋友都知道，当碳在我们的呼吸过程中被氧化时，会形成二氧化碳气体，因为是游离状态的气体，所以很容易从体内排出，但是硅的氧化却是形成固体，因为硅的氧化会形成二氧化硅等，就像水晶一样，形成就是晶格，如果在生物体内形成的话，是很不好排出的，不排除的话就会让生物体越来越大变得难以活动，所以仅此一项就足以给硅基生命带来极大的生存挑战。
（上图为科幻片中的硅基生命）
但是我们又不能仅仅因为这一点就排除硅基生命的存在，它们或者会利用我们想象不到的能量收集和交换方式，即便没有其他的方法，它们也可以用排出水晶等硅石的方式延续生命，或者用其他的化合物将硅石溶解掉作为液体或气体排出。
地球上没有硅基生命，不代表宇宙中其他星球的环境中也没有这种生物，科学家以及一些科幻作家都曾对硅基生命进行过展望，英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹提出有可能在行星的深处发现基于半融化状态硅酸盐的生命，铁元素的氧化作用可以向它们提供能量，还有的科学家认为别的星球上或者有石山、石人式的硅基生命，那会排出类似水晶的硅石，寿命可长达百万年。
宇宙中可能有硅基生物，地球上的人工智能会成为硅基生命吗？
地球上有着千千万万的生命物种，但是目前来看地球上所有的生命物种都属于碳基生物，那么宇宙中就只有碳基生物这一种生命吗？其实虽然我们还没有发现其他种类的生命形式，不过科学家们认为宇宙中很可能还有着诸如硅基生命，氨基生命、硫基生命，砷基生命等，其中以存在硅基生命的说法最为常见。
硅基生命的概念早在19世纪就出现了，最早的提出者应该是波茨坦大学的天体物理学家儒略.申纳尔，他于1891年在一篇文章中探讨了以硅为基础的生命存在的可能性，认为硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。
之后就有很多科学家对这种生命体进行了分析展望，认为硅元素在宇宙中分布广泛，它和碳元素的许多基本性质都相似，比如两种元素都能组成分子长链或聚合物，它们都可以同氧交替排列，如碳-氧链形成聚缩醛，它经常用于合成纤维，而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮；碳能和四个氢原子化合形成甲烷，硅也能同样地形成硅烷。而且硅酸盐是碳酸盐的类似物，三氯硅烷是三氯甲烷的类似物，如此种种。
这样看来，硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素，有科学家认为在特定的环境下有可能出现一些以硅酮为主要机体的生命形态，这种生命体就可以成为硅基生命，其形态看上去象是些活动的晶体，就好像一堆水晶制品却会自行活动一样。
那么为什么我们的地球这么大？上面有着千千万万种生命物种，却没有发现一种硅基生物呢？这里就不得不说一下硅基生命的缺陷了：有一定的化学知识的朋友都知道，当碳在我们的呼吸过程中被氧化时，会形成二氧化碳气体，因为是游离状态的气体，所以很容易从体内排出，但是硅的氧化却是形成固体，因为硅的氧化会形成二氧化硅等，就像水晶一样，形成就是晶格，如果在生物体内形成的话，是很不好排出的，不排除的话就会让生物体越来越大变得难以活动，所以仅此一项就足以给硅基生命带来极大的生存挑战。
（上图为科幻片中的硅基生命）
但是我们又不能仅仅因为这一点就排除硅基生命的存在，它们或者会利用我们想象不到的能量收集和交换方式，即便没有其他的方法，它们也可以用排出水晶等硅石的方式延续生命，或者用其他的化合物将硅石溶解掉作为液体或气体排出。
地球上没有硅基生命，不代表宇宙中其他星球的环境中也没有这种生物，科学家以及一些科幻作家都曾对硅基生命进行过展望，英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹提出有可能在行星的深处发现基于半融化状态硅酸盐的生命，铁元素的氧化作用可以向它们提供能量，还有的科学家认为别的星球上或者有石山、石人式的硅基生命，那会排出类似水晶的硅石，寿命可长达百万年。
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