硅基生命简介

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硅基生命 生存温度

硅基生命 生存温度

硅基生命生存温度
硅基生命是指以硅元素为基础构建的生命体系,与我们所熟知的碳基生命体系有很大的区别。

硅基生命的生存温度范围也与碳基生命不同。

一般而言,碳基生命的生存温度范围在0°C至100°C之间,这是因为碳元素的化学性质适合在此温度范围内进行有机化学反应。

而硅元素的化学性质则不太适合在这个温度范围内进行生命活动。

硅基生命的生存温度范围比碳基生命要高得多,通常在-50°C
至150°C之间。

这是因为硅元素具有更高的化学稳定性和耐热性,
能够抵御更高的温度和较强的辐射。

硅基生命的生长和繁殖速度也较慢,因为它们的代谢活动需要更高的温度和更强的化学刺激。

尽管硅基生命的存在尚未被发现,但研究人员已经开始探究这种生命体系的可能性。

未来的研究可能会揭示更多有关硅基生命的信息,为我们拓展了解生命起源和演化的视野。

- 1 -。

宇宙六种生命形态,碳基生命排第三,排名第一的硅基有多可怕

宇宙六种生命形态,碳基生命排第三,排名第一的硅基有多可怕

宇宙六种生命形态,碳基生命排第三,排名第一的硅基有多可怕人类在寻找地外生命的道路上充分展示了什么叫做“撞了南墙也不回头”的执着,迄今为止依旧在寻找地外生命。

而许多人认为,可能我们刚开始的方向就错了,也许宇宙中其他星球上的生命根本就不是碳基生命。

所以咱们才会“一顿操作猛如虎”,一看收获啥也没有。

实际上,著名科幻作家阿西莫夫1962年时在自己所著的《并非我们所知的:论生命的化学形式》当中就指出宇宙中的生命可能有六种形态。

这之中碳基生命仅排在第三,而排在第一的是硅基生命,那么,硅基生命到底有多可怕?人类想象中的硅基生物六种生命形态众所周知,除了地球有适宜生命生存的环境以外,剩下的星球环境一个比一个恶劣,就好像大家都在“摆烂”,并不关心能不能孕育生命,也正因如此人类一直觉得自己十分幸运。

但是如果咱们将格局打开,就会发现这种想法实在有些狭隘,谁说所有生命都要按照碳基生命为模板来演化呢?所以许多科学家在十九世纪的时候,就提出生命可以以其他形态存在,比如硅基生命。

生命的存在方式不一定只有碳基阿西莫夫在自己的著作里就描述了六种不同的生命形态,分别是氟化硅酮生物、氟化硫生物、以水为介质的核酸/蛋白质生物、以氨为介质的核酸/蛋白质生物、以甲烷为介质的类脂化合物生物和以氢为介质的类脂化合物生物。

阿西莫夫可见,这排名第一的就是硅基生命,而咱们碳基生命只能排在第三的位置。

许多人可能无法理解什么叫做碳基生命,那在这就简单解释一下。

地球上的生命体都是由细胞组成的,而维持细胞生长和代谢的是生物大分子,都拥有碳原子的“骨架”。

简单来说,碳原子是生物大分子形成的基础,按照这种形式诞生的生物就被统称为碳基生命。

所以现在许多人在形容离谱的事情时往往会说这样一句话“这是碳基生物能做出的事情吗”,这么说其实就是在“影射”,毕竟地球上所有的生物都是碳基生命。

科学家用碳原子“搭积木”从地球的情况来看,碳基生命似乎是生命形式的主流。

可对于这一点许多人并不认可,比如上文中的阿西莫夫。

硅基生命的真实存在,你信吗?

硅基生命的真实存在,你信吗?

亲们,有没有发现人类的发展趋势正在从碳基生命向轨道基生命发展,并且从三维生物向多维生物演变?有些朋友说,怎么会出现硅基生命?如果是说硅胶我能理解,毕竟我们用过,感觉还挺好的。

但是说硅基生命,这不有点牵强吗?比如人脑现在变成了电脑,你别着急,你耐心听我说,看看我的理论是否有道理。

首先,随着脑科学的不断发展,人们发现大脑和电脑的底层运算原理其实是相同的,都是通过导电和不导电的状态来传递信息。

电脑的逻辑门电路很简单,我们可以一目了然地理解它的工作原理。

但是人脑的算法却异常复杂精妙,通过钠甲泵交换离子产生电流,然后通过大脑中比人类设计的计算机程序复杂亿万倍的逻辑和算法进行高效运算。

可以说,人脑是一台拥有超强算力但功耗较低的电脑,它的能量来源于我们的整个身体,并且有一套复杂的耗电程序。

而我们的DNA可以让这台电脑在寿命到期之前进行精准的自我复制,复制过程简单易懂且具有高度区分性。

关于复制,有时候会显得单调乏味,但今天主要讲的是大脑的发展。

随着计算机技术的进步,它的算力越来越强,算法也越来越先进,于是出现了人工智能这个概念,即人造大脑。

人工智能的功能越接近大脑,它的智能程度就越高。

最早开展人工智能研究的人用的是符号主义方法,纯粹依靠数学公式和符号进行计算。

但是随着深入研究,发现无论如何算,这种方法都难以达到人脑算法的复杂程度和精妙性。

于是人们改变思路,通过与大脑连接,研究它的算法。

一开始用外部设备感应脑电波,但是这样就像在门外窥视,只能获得模糊的信息。

后来,科技发展到了现在,马斯克等人开始研究脑脊接口技术,直接将连接线插入大脑神经元,相当于装上摄像头。

尽管如今的技术仍然无法达到很高的分辨率,但是已经可以让猴子玩游戏,让人类使用意念来控制假肢,甚至使盲人恢复视力。

而且这些假肢还能提供触感。

所以当触觉、视觉和听觉这些感官可以与大脑进行电子信号交互时,现实与虚拟的界限是否变得越来越模糊?为什么埃隆·马斯克认为这个世界是真实的概率只有千万分之一?当然,这只是他个人的观点,因为他研究的就是这个领域。

硅基生物概念

硅基生物概念

硅基生物概念嘿,朋友们!今天咱来聊聊一个特别有意思的概念——硅基生物。

你们想想啊,咱们熟悉的生物,像咱人类啦,动物啦,植物啦,那可都是碳基生物。

可这硅基生物呢,就像是一个神秘的未知领域,充满了新奇和想象。

硅,这玩意儿在地球上也不少呢!它和碳有点像,都能形成各种各样复杂的化合物。

那为啥就不能有硅基生物呢?要是真有,那它们会长啥样呢?会不会有闪闪发光的外壳,像科幻电影里那种酷炫的样子?说不定它们的行动方式也特别独特,也许能像液体一样流动呢!咱再想想,碳基生物有咱们人类这么聪明,那硅基生物会不会更厉害?它们会不会有超级强大的计算能力,能瞬间算出超级复杂的问题?要是和它们比智商,咱人类会不会有点压力山大呀!而且哦,硅基生物生活的环境说不定和咱们大不一样。

也许它们能在高温高压的地方活得好好的,那些咱们觉得特别恶劣的地方,对它们来说可能就是天堂呢!就好像鱼能在水里自由自在,咱人要是到水里可就难受啦。

要是真有一天,咱们遇到了硅基生物,那该咋办呢?是友好地和它们打招呼,还是吓得赶紧跑开?这可真是个让人纠结的问题啊!不过话说回来,要是能和它们交流交流,学学它们的本事,那岂不是很有趣?你说这世界这么大,宇宙更是无边无际,难道就只有碳基生物这么一种形式吗?那也太无趣了吧!硅基生物的存在,就像是给我们打开了一扇通往全新世界的大门,让我们对生命的可能性有了更多的期待和想象。

也许在遥远的某个星球上,真的有一群硅基生物在过着它们独特的生活。

它们有着自己的社会、文化和科技,说不定它们也在好奇着宇宙中还有没有其他形式的生命呢!所以啊,咱可不能把眼光只局限在咱们熟悉的碳基生物上。

要多去想想那些未知的可能,说不定哪天,硅基生物就会出现在我们面前,给我们带来意想不到的惊喜呢!这可不是我在瞎想哦,科学的世界就是充满了无限的可能呀!你们说是不是?。

宇宙中或许存在的十种生命形式,你绝对无法想象!

宇宙中或许存在的十种生命形式,你绝对无法想象!

宇宙中或许存在的⼗种⽣命形式,你绝对⽆法想象!碳基⽣命我们知道地球上所有的⽣命种类,包括动物、植物、微⽣物、细菌都是碳元素组成,因此属于碳基⽣命。

⽽且地球⽣命的氨基酸⼤多数都是左旋氨基酸,因此学界有⼈认为这是⽀持地球⽣命来⾃同⼀个祖先的证据。

⽣命是多样性的,我们可以从地球上看出⽣命有多么丰富。

只要满⾜了特定的条件,⽣命可以多种多样,甚⾄演化出⼈类这样的智慧群体。

⽽且宇宙中像地球这样的环境应该不在少数,相反恒星、岩⽯、氢、碳等元素在宇宙中普遍存在,我们没有理由不相信地外⽣命的存在。

相反,宇宙⽣命具有更多的可能性,甚⾄炽热的恒星上⼜或者在时空曲率⽆限⼤的⿊洞中也可能存在⽣命,只是⼈类⽆法想象它们的存在形式。

砷基⽣命这是⼀种抱团的菌类⽣命体,它们裹成⼀个个空⼼球在接近两极地区的湖泊中飘动,⼀旦遇到⾷物时,它们组成的空⼼球就会打开⼀个缺⼝让⾷物⼊内,然后封闭缺⼝,把⾷物在空⼼球内消化。

这可以说是⼀种排泄⼝朝外,嘴巴朝内,⽽且眼睛长在屁股上的古怪菌类⽣物。

这种⽣命体的DNA中有着⼤量的砷,砷在基因遗传中替代了磷的作⽤,对于⽣命来说是剧毒的砷却是它们⽣命必不可少的组成元素,所以这种物种算得上⼀种半砷基⽣命体。

硫基⽣命35亿年前就有⼀种微⽣物以硫和铁的黄铁矿为⾷,并代谢产⽣硫酸盐、硫化氢等化合物,这种味道对于⼈类来说极臭。

它们的⽣存环境在今天看来完全不适合⽣命⽣存,因为遍地都是熔岩,没有植物和藻类,没有光和作⽤,甚⾄没有氧⽓,简直匪夷所思。

氟化硅酮⽣物在地球上,所有⽣物化学物质的溶液均为液态⽔。

但其他化学品也可以充当溶剂,如氨⽔、液态甲烷、硫化氢或氟化氢。

所以阿西莫夫当初构思了以氟化硅酮为介质的氟化硅酮⽣物。

这是⼀种外形如同玻璃花⼀般的⿊⾊结晶状⽣命体,这种⽣命体外形呈六边形,每⼀个⾓都有⼀条肢节延伸⽽出,它们成群结队地⽣活在积淀着混合酸的巨⼤湖泊中,叠合在⼀起,垒叠成类似于珊瑚礁⼀般的堡垒,这种⽣命体⾏动⾮常迟缓,它们的⾏动⾮常机械化,扁平的⼀百⼆⼗度三⾓形脑袋上,有延伸⽽出类似于天线的眼睛,能够捕捉周围的次声波。

碳基生命和硅基生命作文

碳基生命和硅基生命作文

碳基生命和硅基生命作文朋友!今天咱们来聊聊一个超级有趣的话题——碳基生命和硅基生命。

咱们人类,还有地球上绝大多数的生物,那可都是碳基生命。

为啥叫碳基生命呢?很简单,因为在咱们身体里,碳元素那可是起着至关重要的作用。

碳就像是搭建生命大厦的神奇砖块,它能和各种各样的元素组合在一起,形成复杂又奇妙的分子,让生命变得丰富多彩。

咱们碳基生命有很多特点。

比如说,咱们得喝水,得呼吸氧气,还得吃各种各样的食物来获取能量,维持生命的运转。

而且咱们对环境的要求还挺高,温度太高或者太低,都可能让咱们受不了。

那硅基生命又是啥呢?想象一下,如果有一种生命是以硅元素为基础的,那会是啥样?硅和碳在元素周期表上可是邻居,所以有人就琢磨,说不定宇宙中会有硅基生命的存在。

硅基生命可能就不需要像咱们这样依赖水和氧气。

它们也许能在高温、高压或者其他极端环境中生存,说不定在一些咱们觉得完全不适合生命存在的地方,硅基生命正活得逍遥自在呢!
有人说,如果真有硅基生命,它们可能会像石头或者晶体一样,有着坚硬的身体结构。

说不定它们的思考方式和行动速度都和咱们大不一样。

到现在为止,咱们还没有确凿的证据证明硅基生命真的存在。

但想想宇宙那么大,谁知道在某个遥远的角落,是不是有着这样神奇的生命形式在等待着我们去发现呢?
说不定有一天,当我们真的遇到了硅基生命,那场面,肯定比科幻电影还精彩!那时候,咱们得好好想想怎么和这些完全不同的“小伙伴”交流和相处啦!
怎么样,关于碳基生命和硅基生命的这个话题是不是很有趣?让咱们一起期待未来的探索能给我们带来更多惊喜吧!。

宇宙生命之旅六年级上册笔记

宇宙生命之旅六年级上册笔记

宇宙生命之旅六年级上册笔记一、宇宙探索的历程。

1. 古代的宇宙观。

- 古代中国:有“天圆地方”的说法,认为天空像一个圆形的盖子,大地是方形的。

古人还通过观测天象来制定历法,如二十四节气,这反映了他们对宇宙规律的初步探索。

- 古代希腊:哲学家亚里士多德提出地球是球形的观点,他通过观察月食时地球在月球上的影子是圆形等现象得出这个结论。

2. 近代宇宙探索的开端。

- 哥白尼的“日心说”:哥白尼在16世纪提出日心说,认为太阳是宇宙的中心,地球和其他行星围绕太阳公转。

这一学说挑战了当时占统治地位的“地心说”,推动了天文学的发展。

- 伽利略的贡献:他用自制的望远镜观测天体,发现了木星的四颗卫星、月球表面的环形山等,这些发现为哥白尼的日心说提供了有力的证据。

二、太阳系中的生命探索。

1. 太阳系的组成。

- 太阳:太阳系的中心天体,是一颗恒星,它通过核聚变反应释放出巨大的能量。

太阳的质量占太阳系总质量的绝大部分。

- 行星:包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

其中地球是目前已知唯一存在生命的星球。

- 小行星带:位于火星和木星之间,由大量的小行星组成。

- 彗星:由冰、尘埃和岩石等组成,当靠近太阳时,彗核中的冰物质升华,形成彗发和彗尾。

2. 地球存在生命的条件。

- 适宜的温度:地球与太阳的距离适中,使得地球表面的平均温度约为15℃,适合液态水的存在。

- 液态水:水是生命之源,地球表面有大量的液态水,存在于海洋、湖泊、河流等。

- 大气层:地球的大气层为生命提供了保护。

大气层中的氧气可供生物呼吸,大气层还能阻挡太阳辐射中的有害射线。

3. 火星探索。

- 火星是太阳系中与地球最相似的行星。

它的表面有许多类似于地球上的地貌,如山脉、峡谷等。

- 科学家对火星进行了多次探测,发现火星上曾经有液态水存在的证据,如干涸的河床。

这增加了火星上存在过生命或者未来可能存在生命的可能性。

三、宇宙中的其他生命可能性。

1. 寻找地外生命的方法。

生命的起源和外星生物

生命的起源和外星生物

地球上生命的起源理论地球上生命的起源一直是科学界的研究热点之一。

以下是几种关于地球上生命起源的理论:1.原生生物学说:原生生物学说认为生命起源于地球上早期的原始生物。

根据这一理论,最早的生命形式可能是单细胞生物,通过自我复制和进化逐渐发展为多细胞生物。

这一理论得到了很多科学家的支持,因为在地球上发现的最古老化石都是单细胞生物。

2.化学演化理论:化学演化理论认为生命起源于地球上的化学反应。

根据这一理论,地球上的原始环境中存在着丰富的化学物质,通过一系列复杂的化学反应,产生了有机分子,最终形成了生命的基本组成部分,如氨基酸和核酸。

这些有机分子进一步组合形成了生命的起始形式。

3.泥浆球假说:泥浆球假说是生命起源的一种假设模型。

根据这一假说,生命起源于地球上早期的泥浆球。

在地球早期的海洋中,有机物质聚集在泥浆球中,形成了一个有利于生命起源的环境。

泥浆球提供了一种保护有机物质免受外界环境的影响,并促进了分子之间的相互作用和化学反应,从而可能导致生命的起源。

这些理论对于地球上生命的起源提供了不同的解释和观点。

虽然科学界尚未确定哪一种理论是完全正确的,但通过对化石记录、化学实验和地球早期环境的研究,科学家们正在逐渐揭示生命起源的奥秘。

进一步的研究有助于我们更好地理解生命的起源,并可能为探索外星生命提供启示。

外星生命的存在可能性探索外星生命一直是人类科学的追求。

以下是外星生命存在可能性的几个方面:1.行星适居性:外星生命存在的首要条件是有适宜的行星环境。

科学家通过研究行星的温度、大气成分、液态水的存在等因素来评估行星的适居性。

例如,地球上的生命需要水和适宜的温度范围,因此类似地球的行星可能具备生命存在的潜在条件。

2.外星生命探测任务:人类通过设计和执行探测任务来寻找外星生命的存在证据。

例如,太空探测器可以被发送到行星、卫星或彗星上,通过收集样本、进行观测和实验来寻找生命的迹象。

此外,射电望远镜用于搜索来自外太空的无线电信号,这可能是外星文明的迹象。

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硅基生命本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。

硅基生命是相对于碳基生命而言的。

所谓碳基生命,根源于有机物的原始概念:只能由生物产生的物质(有机物现在指的是除了碳氧化物,碳硫化物,碳酸盐,氰化物,碳化物,硫氰化物,氰酸盐,碳硼烷,烷基金属,羰基金属,金属有机配体配合物等在无机化学中研究的含碳物质之外的含有碳元素的化合物),而过去人类知道的这样的物质都含碳元素;后来证明“有机物”可以通过化学方法合成。

“有机物”虽然作为一个历史概念沿用下来,人们却不再将碳视作生命必然的核心元素。

并由此提出了以硅、硼或磷而非碳为核心元素的“非碳基生命”。

从物质组成上看,地球上所有生物都具由基本相似的物质组成——基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成。

这些元素相互结合,构成氨基酸、核苷酸、葡萄糖等生命小分子;这些小分子再通过特殊的方式相互结合,形成蛋白质、核酸、多聚糖和脂类等生物大分子。

这些分子成为构建生命的基本的“砖块”。

由于构成这些生命的这些重要的生物大分子都以碳骨架为基础,所以研究者称这样的生命为“碳基生命”。

硅基生命相对的也可以这样定义:以含有硅以及硅的化合物为主的物质构成的生命。

[1]中文名硅基生命外文名silicon-based life构成含有硅以及硅的化合物为主的物质人物儒略申纳(德国科学家) [2]提出时间1891年 [2]提出地点德国目录1. 1 早期思考2. 2 对硅基生命的质疑3.▪硅元素存在的问题4.▪转向其他元素5. 3 思考推论6.▪ 1.基本描述1.▪2.硅基生命的化学反应2.▪3.硅基生命的溶液和介质3. 4 对生命形式的早期总结4. 5 化学层面的非碳基生命研究中的问题1. 6 硅基生命的广义解释2.7 除硅基生命和碳基生命以外的生命形式3.▪ 1.硼基生命1.▪2.科幻作品2.▪3.金属细胞和金属生命体3.8 尾声早期思考硅基生命是碳基生命以外的生命形态,这个概念早在19世纪就出现了。

1891年,波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳(Julius Sheiner)在他的一篇文章中就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性,他大概是提及硅基生命的第一个人。

这个概念被英国化学家詹姆斯·爱默生雷诺兹(James Emerson Reynolds)所接受,1893年,他在英国科学促进协会的一次演讲中指出,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。

三十年后,英国遗传学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹(John Burdon Sanderson Haldane)提出在一个行星的深处可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命,而铁元素的氧化作用则向它们提供能量。

因为它在宇宙中分布广泛,且在元素周期表中,它就在碳的下方,所以和碳元素的许多基本性质都相似。

举例而言,正如同碳能和四个氢原子化合形成甲烷(CH4),硅也能同样地形成硅烷(SiH4),硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷(HSiCl3)则是三氯甲烷(CHCl3)的类似物,以此类推。

而且,两种元素都能组成长链,或聚合物,它们都能在其中与氧交替排列,最简单的情形是,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。

所以乍看起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,且有可能出现一些特异的生命形态就有可能以类似硅酮的物质构成。

硅基动物很可能看起来象是些会活动的晶体,就如同迪金森和斯凯勒尔(Dickinson and Schaller)所绘制的一张想象图一样——一只徜徉在硅基植物丛中的硅基动物,这种生物体的结构件可能是被类似玻璃纤维的丝线串在一起,中间连接以张肌件以形成灵活、精巧甚至薄而且透明的结构。

然而,硅真的能不负众望,成为生命的核心元素吗? [3]对硅基生命的质疑硅元素存在的问题(1)与很多人想的不同,硅的连接能力相当糟糕:不同于原子数可以很高的烃类,硅烷硅数只能到8且不稳定。

(2)硅烷及其衍生物热稳定性差且容易缩合。

而这无疑与硅基生命需要的高温环境是相悖的。

(3)与碳-氢、碳-碳键不同,硅-氢键和硅-硅键容易被各类质子溶剂完全破坏。

这也就意味着常见的水,氨甚至氟化氢等溶剂都不能作为硅基生命的载体。

(4)在宇宙中,人们只发现了二氧化硅和硅酸盐,却从来没有发现过硅烷和硅酮等物质。

在天文学家向宇宙中搜寻生命存在的可能性时,他们在彗星、陨石上找到了碳的高级化合物,却没有找到硅的高级化合物:甲烷在太阳系中普遍存在,在星际物质和星云中也可以发现。

甲基乙炔和氰基癸五炔这样的复杂分子也可以从星际物质中找到,甚至人们还在陨石上发现了氨基酸。

而退一步说,即使在行星形成之后,也没有硅烷产生的行星化学途径。

也就是说,不仅星际物质中没有硅烷,而且即使通过行星的后续化学过程也无法形成硅烷。

(5)当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这种物质相对惰性易于产生且很容易从生物体中移除。

但是,符合条件的无机气态硅化合物却不存在。

而易于产生的二氧化硅则是固体,因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是象二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程和植物光合作用带来很大挑战。

不过有人提出质疑,“造物主”可以在创造这种生物体系时对它们的能量收集方式进行“创新”:这种生物同时“吃”产生能量所需的两种(也可以是多种)物质,分开存储于体内,这两种(或多种)物质完全可以不是气体。

产生成分为硅化合物的废物后也可以用浓磷酸(或氟化氢等这些能与二氧化硅反应生成液体或气体的物质)组成的“血液”和化学性质特别稳定的血管组成内循环系统,虽然这种循环系统并不是硅基的却是可能的。

这样看来没有呼吸系统的生命也是可能的,并且对于碳基生命也是可行的,但显然这种形式显然是低效的,因为地球碳基生命为了适应地球大自然而选定了呼吸这种形式。

(6)氧化问题的另一面就是如何使用能量。

碳基生命以碳水化合物储存能量,硅基生命也可以用类似的化合物进行能量储存,但如何使用这些能量则比较难办。

碳基生命用左旋或右旋的大分子———酶来控制碳水化合物,但硅则难以组成这样的大分子。

有人认为,硅可能不能像碳一样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物,只要是生命形态,就必须从外界环境中收集、储存和利用能量。

在碳基生物这里,储存能量的最基本的化合物是碳水化合物。

在碳水化合物中,碳原子由单键连接成一条链,而利用酶控制的对碳水化合物的一系列氧化步骤会释放能量,废弃物产生水和二氧化碳。

这些酶是些大而复杂的分子,它们依照分子的形状和左旋右旋对特定的反应进行催化,这里说的左旋右旋是因分子含有的碳的手性使得分子出现左旋或者右旋,而多数碳基生物体内的物质都显示这个特征,正是这个特点使得酶能够识别和规范碳基生物体内的大量不同新陈代谢进程。

然而,硅没能像碳这样产生众多的具有左旋右旋特征的化合物(主要由于复杂硅烷衍生物稳定性太低,导致硅难以形成烃衍生物的复刻品),这也让它难以成为生命所需要大量相互联系的链式反应的支持元素。

即它不能像类似碳基生命一样识别和规范碳基生物体内的大量不同新陈代谢进程,把储存的能量释放出来。

(7)遗传又是另一个难题。

碳形成的基因链在水中很稳定,这使得碳基生物体内可以充满着。

但是,硅形成的基因链在水中很不稳定,这决定了硅基生物无法以水充实身体,而其他的液体,如铁水、熔化玻璃,也很难保持其基因链的稳定。

[2][4]转向其他元素相比硅,或许我们更应该寄希望于硼和磷早期研究者对硅元素所拥有的高期望更多是由于当时人类对硅元素的性质了解不够的知识客观局限所带来的,但今天的我们如果还像古人一样认为硅基生命存在的可能性非常大,那无疑就是十分可笑的了。

不过也不必太沮丧,硅元素存在诸多问题,并不代表非碳基生命是不可能的,因为硅实际上并非碳以外的最优解:实际上,硼和磷都各自拥有一个比硅更复杂的氢化物体系,它们的连接能力也都强于硅:硼烷硼数和磷烷磷数最大都已超过20;硼烷磷烷衍生物也都较硅烷衍生物更复杂、稳定;而且磷烷已在宇宙中发现,硼烷则可以依靠行星化学过程生成。

而事实上它们也的确在当今无机化学中具有远比硅更重要的地位。

它们无疑才是非碳基生命的更有力竞争者。

[2]思考推论1.基本描述尽管从化学角度看,硅基生命诞生的希望很渺茫。

但硅基生命在科幻小说中则很兴盛,而且科幻作家的许多描述会提出不少有关硅基生命的有益构想。

在斯坦利·维斯鲍姆(Stanley Weisbaum)的《火星奥德赛》(A Martian Odyssey)中,该生命体有1百万岁,每十分钟会沉淀下一块砖石,而这正是维斯鲍姆对硅基生命所面临的一个重大问题的回答,文中进行观察的科学家中的一位观察到:“那些砖石是它的废弃物……我们是碳组成,我们的废弃物是二氧化碳,而这个东西是硅组成,它的废弃物是二氧化硅——硅石。

但硅石是固体,从而是砖石。

这样它就把自己覆盖进去,当它被盖住,就移动到一个新的地方重新开始。

”2.硅基生命的化学反应硅元素一个很大的缺陷就是它同氧的结合力非常强。

当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这是种很容易从生物体中移除的废弃物质;但是,硅的氧化会形成固体,因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,而不是像二氧化碳那样每个分子都是单独游离的,处置这样的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。

二氧化硅是原子晶体,很难溶解在水和其他液体之中,它是巨大的分子。

(有人误以为因为某些条件下二氧化硅可以与水反应,所以可以方便排出。

虽然以粉末形式存在的二氧化硅可以与水反应生成原硅酸;且二氧化硅在催化剂的作用下,也可以和水反应:H 2O + SiO2→ H2SiO3(偏硅酸)2H2O + SiO2→ H4SiO4(水过量时,生成原硅酸) [2]但由于原硅酸和偏硅酸同样都是固体,实际上并不能解决问题)但有人认为,硅基生命可能利用氢氧化钠处理二氧化硅:氢氧化钠可以和二氧化硅反应,生成硅酸钠。

硅酸钠易溶于水。

硅基生命可以将硅酸钠排除体内。

也有人认为,硅基生命也可以用氟化氢处理二氧化硅,氟化氢二氧化硅反应后,硅基生命可以呼出四氟化硅(气体)并排出水,并且硅基植物通过“光合作用”吸入四氟化硅、水和光经过一系列反应生成氟化氢排回大气中并生成“硅淀粉”。

但硅基植物的“光合作用”没有详细的可行性论述。

二氧化硅生成气态的四氟化硅反应方程式如下:SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2H2O(l)生成的SiF4可以继续和过量的HF作用,生成氟硅酸:SiF4(g) + 2HF(aq) → H2[SiF6](aq)总反应:6HF + SiO2→ H2SiF6+ 2H2O(氟硅酸是一种二元强酸。

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