硅基生命是什麼形式的?

初心設計


硅原子替代碳作為生化系統的基礎已被學界廣泛討論過,因為硅具有與碳類似的許多化學性質,並且與元素週期表中的碳同族。與碳一樣,硅可以產生足夠大的分子來攜帶生物信息。

硅作為碳的替代物的缺點

與碳不同,硅缺乏與不同類型原子形成化學鍵的能力,這對於新陳代謝所需的化學多功能性是必需的。能夠與碳形成有機基團的元素包括氫、氧、氮、磷、硫以及金屬如鐵、鎂和鋅等等,而硅只與極少數的其他類型原子相互作用,這似乎是因為硅比碳擁有更多的質子,因此化學性質更不活潑。而在與其他原子相互作用時,硅產生的分子相對更單調。這是因為硅原子更大,具有更大的質量和原子半徑(硅原子比碳原子大50%左右,質量是碳原子的兩倍多),因此難以形成雙鍵,例如:碳氧雙鍵是羰(tang)基的一部分,羰基是生物有機化學的基本主題。[頭條·小宇堂—未經許可,嚴禁轉載]

硅烷是氫和硅的化學化合物,類似於烷烴,與水高度反應,長鏈硅烷自發分解。而硅-氧原子交替連接而成的聚合物(統稱為硅酮)比硅-硅直接相連的分子更穩定。而有人提出,在富含硫酸的環境中,有機硅化學物質比對等的碳氫化合物更穩定,就像在一些外星區域發現的那樣。因此似乎在高濃度硫酸的環境中,更可能存在硅基生命。在硫酸為主體的液體以及大氣中生活的硅基生命可能是一個搜尋的方向。

硅化合物可能在不同於類地行星表面的溫度或壓力下的其他星星上具有生物學活性,以與碳直接相似或不太直接相似的形式。例如:多硅烷醇,這種化合物對應著糖的硅化合物,可溶於液氮,這表明它們可以在非常低溫的生物化學中發揮作用。因此,硅基生命可能在一些具低溫環境的行星上搜尋。

硅基生命的探索

截至1998年,在星際介質中確定的分子種類中,84種基於碳,而只有8種基於硅,而在這8種化合物中,有4種還同時含有碳。碳與硅的宇宙丰度大約為10比1——這可能表明整個宇宙中存在更多種類的複雜碳化合物,而為構建硅基生物的基礎要少得多。雖然地球和其他類地行星實際上硅元素丰度遠超碳元素(地殼中硅與碳的相對丰度大約為925:1),其陸地生命也是以碳為基礎的,這些生物使用碳代替硅的事實可能證明硅似乎不太適合類地行星上的生物化學。其原因可能是硅在形成化合物方面不如碳通用,硅形成的化合物不穩定,並阻止熱傳導。所以可能硅基生命不大可能生活在類似地球的行星上。

硅基生命面臨的另一個問題是:硅的主要氧化物——二氧化硅(SiO2,沙子的主要化合物),二氧化碳的類似物,在水是液體的常溫下是難溶性的固體(溶解度極低),這使得它很難進入水基生化系統。二氧化硅的另一個問題是它應該是硅基生物有氧呼吸的產物,如果硅基生命形式使用氧氣“呼吸”的話。這就像地球上的生命一樣,那麼它很可能會產生二氧化硅作為其呼吸的副產品。但是二氧化硅是一種固體,而不是一種氣體,這樣硅基生物的排洩器官就要與碳基動物的肺部以及碳基陸生植物的氣孔完全不同。雖然其吸氧器官或多或少可以具有可比性,但二氧化硅的排洩則完全不能像陸生碳基生物的吸氧過程一樣進行。人們可以想象硅基生物的排洩器官可與我們熟悉的腎臟相比,在這種假設的生物化學情況下,它可以排出某種硅酸鹽凝膠——類似陸生碳基生命體排洩廢棄氮化合物(主要以尿素的形式)的情況。或者硅酸鹽化合物也可能會以固體形式排出,就像地球上一些通過鼻孔排洩尿素的沙漠蜥蜴。

地球上的硅基生物候選

即便如此,生物二氧化硅也被一些地球生命所使用,例如硅藻的硅酸鹽骨架結構。

上圖:地球上的硅藻,其外骨骼不是碳酸鹽質,而是硅酸鹽質

人造的硅基生命

儘管在自然界中未觀察到,但通過使用定向進化(人工選擇)將碳-硅鍵添加到生物化學中。含有來自海洋紅嗜熱鹽菌的細胞色素c蛋白的血紅素已經使用定向進化設計,以便在工業生產中催化在氫硅烷和重氮化合物之間形成碳-硅鍵。[頭條·小宇堂—未經許可,嚴禁轉載]

上圖:來自海洋紅嗜熱鹽菌細胞的細胞色素c蛋白的結構顯示在中心附近結合的鐵(紅色)。 研究人員使粉紅色區域的氨基酸發生了突變,提高蛋白質的碳-硅鍵的形成能力。


自從20世紀60年代後期微處理器問世以來,這些機器通常被歸類為計算機(或計算機引導機器人),並歸入“硅基生命”,即使這些處理器的硅背襯矩陣幾乎不像他們的創造著過著一種“溼漉漉的生活”。


小宇堂



許多對外星生命的探索都集中在發現與我們相似的生命跡象——液態水的可用性,或者由碳(地球上生命的基礎元素)製成的複雜化合物的存在。但是如果生命可以由不同的東西構成呢?

元素週期表中有一種元素非常接近碳,有人認為這可能是生命的另一種化學基礎。我們更習慣於在電腦芯片、沙子和潤滑劑中找到它。硅基生命形式看起來可能是什麼樣的生命?



地球上的生命

地球上所有已知的生命都是基於碳元素。它是宇宙中第四豐富的元素;在我們的身體裡,它約佔我們質量的18.5 %。它是脂質等生物分子的重要組成部分,/<font>蛋白質碳水化合物和核酸。

碳的重要性源於其豐富的化學成分。每個碳原子可以與其他原子形成四個鍵,為構建複雜分子釋放出無數可能性。例如,它可以形成長而穩定的鏈——碳氫化合物——這種鏈存在於細胞膜中。它也可以很容易地與氧形成和斷開鍵,這發生在/<font>呼吸從食物中釋放能量。



複雜的化學和科幻生物

在週期表中,硅剛好位於碳的下方。像碳一樣,它也可以同時與其他四個原子形成鍵,形成長鏈(聚合物),並與氧結合。地球上有大量的這種元素——事實上,它是地殼中僅次於氧的第二豐富的元素。

正是硅和碳之間的這些化學相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小說中,它無疑被證明是生命的沃土:幾十年來,硅基生命形式一直是科幻小說中的寵兒,從有知覺的晶體到岩石、熔岩生物和排洩硅塊的外星人。然而,硅和碳化學之間的一些重要差異意味著我們不太可能很快被這些生物入侵。



雖然硅可以形成鏈,但這些鏈不像烴鏈那樣穩定;硅也不具備碳容易與氧形成和解除化學鍵的能力。當能量在呼吸過程中從碳化合物中釋放出來時,它被“氧化”,廢物是二氧化碳——一種容易排洩的氣體。當硅化合物經歷同樣的過程時,固體二氧化硅會作為副產品產生——不太容易去除,儘管排洩磚塊的科幻外星人似乎有答案。

一個勇敢的新世界?

複雜的碳化學對地球條件下的生命非常有利。然而,這並不意味著硅基生命形式在不同的行星環境下是不可能的。

理論上,遙遠的星球可能有利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。或許硅基生命可能出現在對碳基生命來說太熱的星球上。

會是什麼樣子?

如果硅基生命形式確實存在,我們將如何尋找它們——我們甚至能識別什麼時候找到它們?尋找硅基生命肯定不容易;未來的宇航員不會跌跌撞撞地穿過岩石怪獸的足跡或硅生物的沙質排洩物。

基於硅的生命形式可能非常原始,其存在的跡象更加模糊——比如硅分子群出現在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星內部非常熱、富氫、貧氧的條件可能更有利於複雜的硅化學反應。

在尋找其他星球上的生命時,也許事實會比科幻小說更奇怪。


軍機處留級大學士


介紹本宇宙有的星系星球誕生硅基智慧物種的目的:喚醒地球人類糾正許多對宇宙天文知識錯識認知。以為宇宙星辰只誕生了碳基智慧物種~人類,開闊視野睜眼看宇宙其它星系星球誕生了硅基智慧物種也及它們誕生和生存的條件:它們的星球質量和體積絕大部分比地球大,絕大部星球都有磁場保護,極個別沒有磁場保護星球誕生了硅基生物,基本上整年躲藏地下洞穴,有極強生命力。大氣主要成分以二氧化硫,二氧化碳和甲烷為主等,星球含有少量水,嚴格意義上含有結晶冰;大部分基硅物種星球沒有四季變化,少部分有四季變化,極少數硅基星球有類似地球和月球,有潮夕變化,這個星球含水量達到30%,經過上億年不間斷髮展到星際文明和巨型宇宙飛船。硅基智慧物種在惡劣大自然環境下生命承受生存能力非常強,平均溫度高度達到150℃,低溫零下一30℃~一50℃。也誕生了低等硅基動物,非常懶,呆,笨躲藏巢穴幾十年一動不動類似地球烏龜,生長著硅基植物類似鐵樹等。硅基智慧物種網狀結構,壽命長,腦子普遍現象:非常笨,接受知識能力低下等,社會文明發展非常緩慢。硅基物種壽命最長52萬年(屬於宇宙長命種,地球人類屬於碳基物種短命種,在極端惡劣大自然環境下,生命承受能力低。但是非常有智慧和聰明的物種,接受知識和模仿能力強,社會文明發展速度快等的特點),硅基物種最短壽命平均上萬年,四肢腳長著最高1.2千米,兩腳腳長著最高6百米~7百米,硅基智慧物種爬形類最長4千米。皮膚普遍非常堅硬,顏色:五顏六色;吃了石英沙和硅基植物,一般吃一口石英沙要反胃吐出半口英子,不容易消化:終年不穿衣服,居住半洞穴,隧道,地下巢穴,極個別用自己大便和石英沙混和攪拌,再自己口唾液作為塗液粘黏劑蓋起房子,幹以後非常堅硬類似合金鋼,這種硅基物種大便含有地球人類身體所需要全部礦物質成分,類似蜂蜜。文明程度:絕大部分處於:原始和封建階段,少數處近代階段,極少數處於星際時代,但是硅基智慧物種同族不會自相屠殺的習慣,不像地球同族自相屠殺的習慣本性,人類是本宇宙智慧物種的奇葩是文明社會發展史是一部戰爭發展史。它們硅基物種非常團結,遭遇外敵入侵,赴湯蹈火進行抵抗到底決心……。


擦肩而過故事


科幻小說當然可以隨便寫了。

但是所謂的“硅基生物”有其科學意義。

我們說生命的基本特徵就是繁衍自己延續自己,像水母,已經在地球上繁衍幾億年了。

如此說來,我們人類製造的機器也是可以實現繁衍自己的,從某種意義上來說,這也可以稱之為“生命“吧,因為“繁殖信息”需要記錄在半導體上,因此可以算作所謂的“硅基生物”。

如果發明出來這種會自我複製繁衍的機器將是一件挺可怕的事情。

科學家估計,如果銀河系中有智慧生命發明出一種探測器,且能夠從其他行星和小行星開採原材料並製造自己的複製品,探測器和它的複製品再不停地複製自己,探測器的數量就會呈指數增長——由1個變為2個,2個變4個,進而變成8個、16個,像病毒一樣不斷複製,在短短1000萬年內,銀河系內將佈滿這種可怕的機器!

這個觀點可以算作費米悖論的一個實例。

費米悖論是說如果有外星人,按照時間估計,現在至少也應該在地球上留下一些證據了。

但為什麼到目前還沒有任何直接證據能夠證明存在外星人呢?


你需要更多的高能瓦斯


時間與生命/李文冠成於2019/3/17/晚九點

1/ 時間,時間是智慧規律性,邏輯性和因果性的指向性和矢量性特徵,被生命表徵,感知和歸納為單向流動的特性,並以空間位移為單位和標誌。

2/生命,​生命是智慧對自己時間特性的二次映射。所以生命,1,有智慧特性;2,生命有虛無性,生命本身既無動機,也無目的;3,因為是二次映射,所以它表現為與智慧時間性的雙螺旋耦合與相差,不可以同步進行;4,生命的時間性是永恆的,但又是週期性的,萬物負陰而抱陽,衝氣以為和。個體生命出現後,會產生自我意識,也就是智慧體系的冗餘,也就是命。性命交關,指的是生命體智慧性和冗餘性的相生相剋。而性命雙修,就是生命個體意識,即冗餘對智慧體的仿真與增生。即個體生命意識企圖在性命交關的過程中,利用生產與生殖信息,完成智慧體再造的華麗轉身。人類生產就是為了延續生命,由於被時間剋制,只能成住壞空輪迴,但人類被賦予了DNA,也就是智慧的時間連續性,聰明或者說個體生命意識強烈的個人,感知到了智慧的存在,也有的感知到了DNA的時間連續性,於是出現了修性和修命成就智慧的法門。世上所有的信仰和法門皆可使得生命體在不同程度上的從冗餘成為成就智慧,即永生或者成就仙道佛(包括祖宗家神信仰和共產主義信仰)

天地萬物生於有,有生於無,有,就是人類體會到的時間​,無,就是智慧,因為她只是一種屬性和格局,什麼東西都不是。哈哈。


紅塵詩俠


為什麼沒有氫基,鋰基,鐵基,鈉基,鈾基,銅基,銀基,砷基,硫基,碘基,汞基生命?只在談論碳基,硅基生命呢?為是這兩種元素很特殊嗎?


椰子5769


照這個想法,硅基生命描繪我們可能一抹黑,有些的還冒著火


文人劉富貴


硅基生命已經在地球萌芽!他的創造者就是碳基生命的人類。


星語星願83026


你知道孫悟空嗎?


孟德爾的貓


各位手裡現在握著的正是它的原始形態。


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