生命的主要物質為什麼是碳而不是硅或其他?

善善教

科幻小說作家常常設想,基於硅的自然生命(非人工智能),考慮到碳和硅是同族化學元素,它們具有許多相似性,但為何生命(至少地球生命)選擇了碳而不是硅?這是個相當考人也相當有趣的問題,究竟是隨機的偶然,還是碳就是具有一些獨特的優點,因此不僅在地球上,甚至在宇宙中我們都不太可能遇到基於硅發展起來的自然生命?以下觀點,不代表終極答案,只代表當前我們對這個問題的認識。

地球上的生命

地球上所有已知的生命都是以碳元素為基礎的。碳是宇宙中第四大豐富的元素; 在我們的身體中,它佔我們體重的大約18.5%。它是生物分子如:脂質, 蛋白質,碳水化合物和 核酸的重要組成部分。碳的重要性來自其豐富的化學成分。每個碳原子可以與其他原子形成四個鍵,解開構建複雜分子的無數可能性。例如,它可以形成長而穩定的鏈 - 碳氫化合物 - 在細胞的脂質膜中發現。它還可以很容易地與氧氣的結合,釋放能量。

硅基科幻生物

硅(Si)位於元素週期表中低於碳的位置。與碳一樣,它也可以同時與四個其他原子形成鍵,形成長鏈(聚合物),並與氧結合。硅和碳之間的這些化學相似性,讓許多科幻作家想象硅基生命的可能性。幾十年來,以硅為基礎的生命形式一直是科幻小說的最愛,從有意識的晶體到岩石,居住在熔岩中的生物以及分泌二氧化硅的外星人。然而,硅和碳的化學性質存在一些重要差異,這意味著我所有的想象缺乏堅實的科學基礎。


雖然硅可以形成鏈,但它們不像碳鏈那樣穩定;

硅也不會共享碳的能力,碳能和氧結合並輕易分開。正是這個循環,塑造了地球生命。


在呼吸過程中碳化合物釋放出能量時,它會被氧化,廢物是二氧化碳,這是一種易排洩的氣體。當硅化合物經歷相同的過程時,固體二氧化硅作為副產物生成,這會帶來大量麻煩。

但是有沒有什麼環境,就是適合誕生硅基生命?

碳的複雜化學過程非常有利於地球環境下的生命。但是,這並不意味著在不同的行星環境下,硅基生命形式是絕不可能的。從理論上講,遙遠的行星可能具有偏向於硅化學而不是碳化學的環境條件。例如,硅鍵在高溫下比碳穩定得多。也許基於硅的生命能出現在一個異常高溫的行星上?


如果硅基生命真的存在,我們能發現它們嗎,能意識到它們是生命嗎?先不要希望遇到硅基智能生命,我們能迅速識別或意識到我們遇到了簡單硅基生命形式嗎?


三思逍遙

生物?是我的噩夢!作為理科生,如果當年不是生物拉低了理綜分數,現在怎麼著也是個985、211什麼的......含著眼淚,回答題主。

生命的主要物質基礎是碳化合物:核酸和蛋白質。二者的關係之前是背過,不知從什麼時候開始已經忘光光了。至於為什麼是碳,這個推薦去看看達爾文的《生物進化論》,估計也看太懂,反正是自然選擇的結果。

而硅,是硬而有金屬光澤的,適合現在的機器人。硅膠作為不溶於任何物體的存在,在韓國有大量的使用,也算是女性生命中不可缺少的物質了。


丫的籃球夢

生命從海洋裡的單細胞生物,多細胞生物,藻類植物,蕨類植物慢慢演變過來的哇。有碳,氧,氫元素,才具備光合作用的條件,植物才能生長,才能演變出更高級的生物。。我編不下去了,歡迎樓下接著忽悠。。😂


薄荷街的兔比小姐

因為生命體中的很多生物大分子都是以碳鏈做骨架。例如多糖、蛋白質、核酸等。硅不是人體主要組成元素成分


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