硅基生命是什么形式的?

初心设计


硅原子替代碳作为生化系统的基础已被学界广泛讨论过,因为硅具有与碳类似的许多化学性质,并且与元素周期表中的碳同族。与碳一样,硅可以产生足够大的分子来携带生物信息。

硅作为碳的替代物的缺点

与碳不同,硅缺乏与不同类型原子形成化学键的能力,这对于新陈代谢所需的化学多功能性是必需的。能够与碳形成有机基团的元素包括氢、氧、氮、磷、硫以及金属如铁、镁和锌等等,而硅只与极少数的其他类型原子相互作用,这似乎是因为硅比碳拥有更多的质子,因此化学性质更不活泼。而在与其他原子相互作用时,硅产生的分子相对更单调。这是因为硅原子更大,具有更大的质量和原子半径(硅原子比碳原子大50%左右,质量是碳原子的两倍多),因此难以形成双键,例如:碳氧双键是羰(tang)基的一部分,羰基是生物有机化学的基本主题。[头条·小宇堂—未经许可,严禁转载]

硅烷是氢和硅的化学化合物,类似于烷烃,与水高度反应,长链硅烷自发分解。而硅-氧原子交替连接而成的聚合物(统称为硅酮)比硅-硅直接相连的分子更稳定。而有人提出,在富含硫酸的环境中,有机硅化学物质比对等的碳氢化合物更稳定,就像在一些外星区域发现的那样。因此似乎在高浓度硫酸的环境中,更可能存在硅基生命。在硫酸为主体的液体以及大气中生活的硅基生命可能是一个搜寻的方向。

硅化合物可能在不同于类地行星表面的温度或压力下的其他星星上具有生物学活性,以与碳直接相似或不太直接相似的形式。例如:多硅烷醇,这种化合物对应着糖的硅化合物,可溶于液氮,这表明它们可以在非常低温的生物化学中发挥作用。因此,硅基生命可能在一些具低温环境的行星上搜寻。

硅基生命的探索

截至1998年,在星际介质中确定的分子种类中,84种基于碳,而只有8种基于硅,而在这8种化合物中,有4种还同时含有碳。碳与硅的宇宙丰度大约为10比1——这可能表明整个宇宙中存在更多种类的复杂碳化合物,而为构建硅基生物的基础要少得多。虽然地球和其他类地行星实际上硅元素丰度远超碳元素(地壳中硅与碳的相对丰度大约为925:1),其陆地生命也是以碳为基础的,这些生物使用碳代替硅的事实可能证明硅似乎不太适合类地行星上的生物化学。其原因可能是硅在形成化合物方面不如碳通用,硅形成的化合物不稳定,并阻止热传导。所以可能硅基生命不大可能生活在类似地球的行星上。

硅基生命面临的另一个问题是:硅的主要氧化物——二氧化硅(SiO2,沙子的主要化合物),二氧化碳的类似物,在水是液体的常温下是难溶性的固体(溶解度极低),这使得它很难进入水基生化系统。二氧化硅的另一个问题是它应该是硅基生物有氧呼吸的产物,如果硅基生命形式使用氧气“呼吸”的话。这就像地球上的生命一样,那么它很可能会产生二氧化硅作为其呼吸的副产品。但是二氧化硅是一种固体,而不是一种气体,这样硅基生物的排泄器官就要与碳基动物的肺部以及碳基陆生植物的气孔完全不同。虽然其吸氧器官或多或少可以具有可比性,但二氧化硅的排泄则完全不能像陆生碳基生物的吸氧过程一样进行。人们可以想象硅基生物的排泄器官可与我们熟悉的肾脏相比,在这种假设的生物化学情况下,它可以排出某种硅酸盐凝胶——类似陆生碳基生命体排泄废弃氮化合物(主要以尿素的形式)的情况。或者硅酸盐化合物也可能会以固体形式排出,就像地球上一些通过鼻孔排泄尿素的沙漠蜥蜴。

地球上的硅基生物候选

即便如此,生物二氧化硅也被一些地球生命所使用,例如硅藻的硅酸盐骨架结构。

上图:地球上的硅藻,其外骨骼不是碳酸盐质,而是硅酸盐质

人造的硅基生命

尽管在自然界中未观察到,但通过使用定向进化(人工选择)将碳-硅键添加到生物化学中。含有来自海洋红嗜热盐菌的细胞色素c蛋白的血红素已经使用定向进化设计,以便在工业生产中催化在氢硅烷和重氮化合物之间形成碳-硅键。[头条·小宇堂—未经许可,严禁转载]

上图:来自海洋红嗜热盐菌细胞的细胞色素c蛋白的结构显示在中心附近结合的铁(红色)。 研究人员使粉红色区域的氨基酸发生了突变,提高蛋白质的碳-硅键的形成能力。


自从20世纪60年代后期微处理器问世以来,这些机器通常被归类为计算机(或计算机引导机器人),并归入“硅基生命”,即使这些处理器的硅背衬矩阵几乎不像他们的创造着过着一种“湿漉漉的生活”。


小宇堂



许多对外星生命的探索都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性,或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢?

元素周期表中有一种元素非常接近碳,有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命?



地球上的生命

地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素;在我们的身体里,它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分,/<font>蛋白质碳水化合物和核酸。

碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键,为构建复杂分子释放出无数可能性。例如,它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键,这发生在/<font>呼吸从食物中释放能量。



复杂的化学和科幻生物

在周期表中,硅刚好位于碳的下方。像碳一样,它也可以同时与其他四个原子形成键,形成长链(聚合物),并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上,它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。

正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中,它无疑被证明是生命的沃土:几十年来,硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿,从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而,硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。



虽然硅可以形成链,但这些链不像烃链那样稳定;硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时,它被“氧化”,废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时,固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除,尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。

一个勇敢的新世界?

复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而,这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。

理论上,遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如,硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。

会是什么样子?

如果硅基生命形式确实存在,我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们?寻找硅基生命肯定不容易;未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。

基于硅的生命形式可能非常原始,其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。

在寻找其他星球上的生命时,也许事实会比科幻小说更奇怪。


军机处留级大学士


介绍本宇宙有的星系星球诞生硅基智慧物种的目的:唤醒地球人类纠正许多对宇宙天文知识错识认知。以为宇宙星辰只诞生了碳基智慧物种~人类,开阔视野睁眼看宇宙其它星系星球诞生了硅基智慧物种也及它们诞生和生存的条件:它们的星球质量和体积绝大部分比地球大,绝大部星球都有磁场保护,极个别没有磁场保护星球诞生了硅基生物,基本上整年躲藏地下洞穴,有极强生命力。大气主要成分以二氧化硫,二氧化碳和甲烷为主等,星球含有少量水,严格意义上含有结晶冰;大部分基硅物种星球没有四季变化,少部分有四季变化,极少数硅基星球有类似地球和月球,有潮夕变化,这个星球含水量达到30%,经过上亿年不间断发展到星际文明和巨型宇宙飞船。硅基智慧物种在恶劣大自然环境下生命承受生存能力非常强,平均温度高度达到150℃,低温零下一30℃~一50℃。也诞生了低等硅基动物,非常懒,呆,笨躲藏巢穴几十年一动不动类似地球乌龟,生长着硅基植物类似铁树等。硅基智慧物种网状结构,寿命长,脑子普遍现象:非常笨,接受知识能力低下等,社会文明发展非常缓慢。硅基物种寿命最长52万年(属于宇宙长命种,地球人类属于碳基物种短命种,在极端恶劣大自然环境下,生命承受能力低。但是非常有智慧和聪明的物种,接受知识和模仿能力强,社会文明发展速度快等的特点),硅基物种最短寿命平均上万年,四肢脚长着最高1.2千米,两脚脚长着最高6百米~7百米,硅基智慧物种爬形类最长4千米。皮肤普遍非常坚硬,颜色:五颜六色;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:终年不穿衣服,居住半洞穴,隧道,地下巢穴,极个别用自己大便和石英沙混和搅拌,再自己口唾液作为涂液粘黏剂盖起房子,干以后非常坚硬类似合金钢,这种硅基物种大便含有地球人类身体所需要全部矿物质成分,类似蜂蜜。文明程度:绝大部分处于:原始和封建阶段,少数处近代阶段,极少数处于星际时代,但是硅基智慧物种同族不会自相屠杀的习惯,不像地球同族自相屠杀的习惯本性,人类是本宇宙智慧物种的奇葩是文明社会发展史是一部战争发展史。它们硅基物种非常团结,遭遇外敌入侵,赴汤蹈火进行抵抗到底决心……。


擦肩而过故事


科幻小说当然可以随便写了。

但是所谓的“硅基生物”有其科学意义。

我们说生命的基本特征就是繁衍自己延续自己,像水母,已经在地球上繁衍几亿年了。

如此说来,我们人类制造的机器也是可以实现繁衍自己的,从某种意义上来说,这也可以称之为“生命“吧,因为“繁殖信息”需要记录在半导体上,因此可以算作所谓的“硅基生物”。

如果发明出来这种会自我复制繁衍的机器将是一件挺可怕的事情。

科学家估计,如果银河系中有智慧生命发明出一种探测器,且能够从其他行星和小行星开采原材料并制造自己的复制品,探测器和它的复制品再不停地复制自己,探测器的数量就会呈指数增长——由1个变为2个,2个变4个,进而变成8个、16个,像病毒一样不断复制,在短短1000万年内,银河系内将布满这种可怕的机器!

这个观点可以算作费米悖论的一个实例。

费米悖论是说如果有外星人,按照时间估计,现在至少也应该在地球上留下一些证据了。

但为什么到目前还没有任何直接证据能够证明存在外星人呢?


你需要更多的高能瓦斯


时间与生命/李文冠成于2019/3/17/晚九点

1/ 时间,时间是智慧规律性,逻辑性和因果性的指向性和矢量性特征,被生命表征,感知和归纳为单向流动的特性,并以空间位移为单位和标志。

2/生命,​生命是智慧对自己时间特性的二次映射。所以生命,1,有智慧特性;2,生命有虚无性,生命本身既无动机,也无目的;3,因为是二次映射,所以它表现为与智慧时间性的双螺旋耦合与相差,不可以同步进行;4,生命的时间性是永恒的,但又是周期性的,万物负阴而抱阳,冲气以为和。个体生命出现后,会产生自我意识,也就是智慧体系的冗余,也就是命。性命交关,指的是生命体智慧性和冗余性的相生相克。而性命双修,就是生命个体意识,即冗余对智慧体的仿真与增生。即个体生命意识企图在性命交关的过程中,利用生产与生殖信息,完成智慧体再造的华丽转身。人类生产就是为了延续生命,由于被时间克制,只能成住坏空轮回,但人类被赋予了DNA,也就是智慧的时间连续性,聪明或者说个体生命意识强烈的个人,感知到了智慧的存在,也有的感知到了DNA的时间连续性,于是出现了修性和修命成就智慧的法门。世上所有的信仰和法门皆可使得生命体在不同程度上的从冗余成为成就智慧,即永生或者成就仙道佛(包括祖宗家神信仰和共产主义信仰)

天地万物生于有,有生于无,有,就是人类体会到的时间​,无,就是智慧,因为她只是一种属性和格局,什么东西都不是。哈哈。


红尘诗侠


为什么没有氢基,锂基,铁基,钠基,铀基,铜基,银基,砷基,硫基,碘基,汞基生命?只在谈论碳基,硅基生命呢?为是这两种元素很特殊吗?


椰子5769


照这个想法,硅基生命描绘我们可能一抹黑,有些的还冒着火


文人刘富贵


硅基生命已经在地球萌芽!他的创造者就是碳基生命的人类。


星语星愿83026


你知道孙悟空吗?


孟德尔的猫


各位手里现在握着的正是它的原始形态。


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