03.01 為什麼科學家要以碳基生命的標準來尋找外星生命?

想去瞅瞅


為什麼科學家要以碳基生命的標準來尋找外星生命?

我只是個科幻愛好者,不是科普領域創作者,所以也沒有什麼這方面的專業知識。

我個人粗淺地認為;依照目前的地球人類科學家的研究認知水平,對科學家要以碳基生命的標準來‘’作為外星生物也必須是碳基生命組合‘’的這個理論,我也表示贊同。

雖然我內心也有許多稀奇古怪的幻想念頭如:外星人是不是也是那些神怪小說中說的;在天庭中無所不能,不食人間煙火,法力無邊的完全不受任何束縛絕對自由的,也根本不像地球生物那樣必須以碳基等許多元素細胞組合成的有血有肉之軀的神仙上帝。更是那些漂浮無形,看不見摸不著會變化遁天地的人人敬愄的鬼魔閻君呢?

當然如果外星生命真的如我等地球人想像成的那種神怪樣,那麼倒真的依碳基生命標準來參照的話,那倒真的是難以找到的了。

那麼既然一定要認定外星生命也是如我們地球生命一樣是碳基基因組合的。那麼它們是一定是和我們有個相類似的太陽系環境,少不了太陽,地球,月亮,其他行星。也一定有陽光,水,空氣等等。

既然是這樣,那科學家要尋找外星生命,那幹嘛非要認準這個碳基標準這麼個小目標的死理呢?這不是在太空撈針嗎?

為何不先去尋找宇宙的那些太陽系的恆星行星呢?

因為先尋找這些大目標相對就容易的多,可以從光照中捕捉到,因為只要能在地球上,或地球太空航天探測器上探測到類似太陽光的元素,就可基本確定這個是個太陽恆星,那麼基本就會孕育有一個或幾個生命地球的確切可能。

所以只要找到了太陽恆星等就等於找到了外星碳基生命。……

以上也只是我的一點幼稚踹測,望莫見笑,謝謝讀者的多多補充和點評。











方秉潮


碳基生命是地球上所有生命體的基本構成形式,與之對應的還有硅基生命、硼基生命、中子星生命、金屬細胞和金屬生命體等形式。對於地球人類,我們在尋找地外生命時,首先肯定會遵循就近與親緣的原則。


在天文學家向宇宙中搜尋生命存在的可能性時,他們在彗星、隕石上找到了碳的高級化合物,卻沒有找到硅的高級化合物。甲烷在太陽系中普遍存在,在星際物質和星雲中也可以發現。甲基乙炔和氰基癸五炔這樣的複雜分子也可以從星際物質中找到,甚至人們還在隕石上發現了氨基酸。

可是,在宇宙中,人們只發現了二氧化硅和硅酸鹽,卻從來沒有發現過硅烷和硅酮等物質。二氧化硅是原子化合物,很難溶解在水和其他液體之中,而存在大量液態水的星球肯定是排斥硅基生命的。 一些科幻作家更是不滿足於生命的這些多樣性,他們在各自的作品中充分發揮了想像力,為我們創造出一些更不可思議、但細想之下又似乎不無道理的生命世界。



他們設想,在某些極寒冷的星球之上,可能存在著以液體氦為基礎,並以超導電流作聯繫的生命形式;另一些作家則認為,即使在寒冷而黑暗的太空深處,亦可能有一些由星際氣體和塵埃組成,並由無線電波傳遞神經訊號的高等智能生物;還有一些想像力更豐富的作家甚至認為外星生命也許根本不需要化學物質基礎,他們可能只是一些純能量的生命形式,比如一束電波。

但凡此種種,都與我們地球人類相去甚遠,甚至是不切實際的。



亞馬孫蝴蝶


因為只有碳基生命對我們才有意義。

我們地球上的生命,是以“碳”為基礎的性命形態。但歸根結底是由這個宇宙中的基本粒子組成的,因此可以說,生命對於宇宙來說可能並不是稀缺物質。科學家們並不排除其它物質形態的生命形式存在,反而是進行過很多研究。根據科學研究的結果,我們必須以碳基生命為主要尋找方向,尋找其它物質形態的生命意義不大。為什麼呢?我們先來了解一下科學家猜測的其它生命是什麼情況。


硅基生命。硅就在碳的下方,所以和碳元素的許多基本性質都相似,所以有可能出現一些特異的生命形態,很可能以類似硅酮的物質構成。硅基動物很可能看起來象是些會活動的晶體,如果它們可以在常溫下生存的話,大概許多地球人會願意在家裡當寵物養,可惜它們不能。科學家認為硅化合物的熱穩定性,使得它們可以在高溫下生存。它們生存需要的物質和環境與我們有巨大的差別。

如圖:養一個這樣的寵物一定很酷。

中子星生命。這是人們最有意思的一個猜測。假設一顆中子星直徑僅20公里,但表面的引力卻等於地球上的670億倍,磁場是地球的1萬億倍,表面溫度達到8000多攝氏度。這種條件下的生物是由"簡併核物質"組成的生物。中子星上的生物身高約半毫米,直徑約半釐米,體重卻有70公斤,這是因為他們由簡併物質所組成。

如圖:中子星上的生命可能得用放大鏡去找

還有什麼硼基生命,氨基生命等等形態。總之,根據他們的基礎元素所合成的生命,都必須有和它們相適應的環境,他們才能生存。而我們也是同樣道理。同時,合成碳基以外的生命,其條件都更加苛刻,難度太大,更難找到。

假如我們千辛萬苦地找到了硅基生命,我們不能去他們那裡,他們也不能來我們這裡,他們為生存需要的一切我們不需要,反之亦然。那還有什麼意義呢?

所以還是找一找我們的同類,我們有共同的需求,也就有相同的科學技術,說不定還能聽懂漢語,那該多好。


冬哥譜科


這個問題問的好

經久不衰的外星人話題

外星人的問題從來不缺乏關注度,因為這個問題充滿神秘感,神秘就帶來好奇心,所以從科研界到社會民眾,各種針對性的科研計劃以及所謂“目擊事件”層出不窮。但是,從目前的情況來看:我們沒有發現任何有關外星人的堅實證據!

地球上的有機生命體是否是唯一生命體形式

我們常說的生命通常稱為有機生命體,而這個有機則指的是以碳元素為基本骨架形成的生命體——俗稱碳基生命。而在外星人問題發展的歷程中,就有人提出生命體的其他存在形式的說法。因為,我們尋找域外文明的出發點或者相關探測儀器的研發均是以地球生命形式作為基礎的。那麼,這就“人為”的限制了尋找的方向,或者是縮小範圍、也許其他的生命形式就在我們不遠的星空。因此,我們目前尋找外星人的方式也許只是尋找人類的“遠親”類似物,並不是嚴格意義上的全部域外生命。

尋找其他生命形式的意義和可行性何在?

我覺得意義與可行性均不存在。因為身在碳基生命之山的我們,還沒有搞清楚碳基生命的真面目呢!就如同吃飽了後才有時間精力追求精神生活一樣。等把我們的生命奧秘揭示的差不多了,生老病死都能很好的處理,那時再說也不遲。尤其是現在我們連其他生命形式最基本情況都不瞭解,怎麼去設計探測設備在茫茫宇宙中搜索呢!

所以,不要再奢望了,投入人力物力研究碳基生命的奧秘才是正道


(達人識真偽,愚夫好妄傳!若果喜歡此文,請點擊關注,當然更歡迎大家在評論區有理有據的充分討論。不歡迎無根無據的人身攻擊或陰謀論。)


柳小慶


只要是能夠穩定存在的元素,在地球上都基本能夠找到。但生命誕生的信任基礎卻賦予了唯一的碳元素。

這是自然選擇的結果,對於其它元素來說也是公平的,因為地球誕生都45億年了,有足夠的時間,讓以其它元素為基礎的生命形式產生,但卻沒有,原因就是其它元素遠遠不能勝任而已。

哪麼以碳為基礎構成生命獨特性在哪裡呢?

首先,碳能建立四個共價鍵。能夠通過其中兩個對稱的共價鍵而形成碳鏈或環狀分子。通過另兩個共價鍵,與其它原子構成共價結構,由此派生的有機分子結構類別極多,提供了可用於構成生命形式的有機分子的眾多選擇性。構成生命的各種蛋白質、多肽就是其中部分。

另外,由於碳鏈的長度可以少受約束地加長,因此可以攜帶生命延續繁衍所需的信息,以滿足複製後代的需要。

再者,碳鏈在條件存在時可以斷開重新搭接,又構成了變異的可能性。

還有,生命的運動需要能量。能量需要進行氧化反應來提供熱源。如果氧化劑和還原劑共體,哪生命體就是一顆炸彈,隨時會爆炸的。怎麼辦,那就讓還原成分由人體攜帶,通過呼吸吸進氧氣,呼出二氧化碳,碳能轉化後的二氧化碳又很容易從生命機體排出來。但硅氧化後的二氧化硅,是砂子的主要成分,危險來臨時,我們總不能在氣喘吁吁後,吐出一堆沙子再去逃跑吧。由此可知即便有如硅基生命在其它星球存在,由於其構成的生命的運動形式效率低下,也遠不如碳基生命進化到高等生命的效率高。

因此,智慧生命只可以以碳基形式在其它星球演化產生,有且只有智慧生命才有無線電或光通訊等的張揚的活動跡象傳播到太空,被我們捕捉或發現。這就是科學家以碳基生命為基礎尋找外星人的原因。


揮黑狩哲


不知道第幾次回答這個問題了。

1、原子量越大的元素越少(其實是鋸齒狀下降),宇宙中碳的元素丰度是非常高的。

2、碳和氫氧容易產生化學反應,通過各種組合形成各種各樣複雜的有機物。

3、氫氧的元素丰度也非常高,或者說水在宇宙裡,是很普遍很容易產生的一種交換物質和能量的媒介或溶液。

除了碳,還有什麼元素能滿足這些條件??即使是硅基,硫基這種科幻想象,其實現難度也是非常大的,也許宇宙裡有一億個碳基生命形式,才可能有一個硅基硫基。

以上是指自然產生的,為了挽留科盲浪漫主義情懷,姑且保留一點吧:如果是碳基生命製造的其他生命形式的可能也不能排除。


貝奧愛科學


之所以地球人以碳基生命的標準來尋找外星生命,首先取決於地球人自認為自己是碳基生命,並且人類在地球上認識到的生命,也都是類似的碳基生命。



之所以說人類自認為地球生命是碳基生命,既在人類認識到的地球生命個體裡,或多或少的都有碳元素。

在人類認知的過程中,碳又是極其特殊的、極其有個性的一種元素。比如碳的存在方式,既可以柔軟可塑如石墨,又可以堅硬無比成金剛石,既可以單質,還可以化合反應,尤其是化合反應,碳化合物都近乎中性,這是其它化合物難以匹配的。

根據碳的無可比擬的優點,人類認為這是生命體必備條件,既生命裡包括軟體動物也都有強度不一結構,能構成強度不一結構的最佳元素,非碳莫屬。



另外,在所有的元素裡(當然是人類已知的),能以最多化合物存在且化合物比較接近中性的的元素,目前為止,也只有碳元素,這是生命體不可或缺的要素。

當然,碳元素被科學家遴選為生命元素基還有其它重要的方面,這裡就不一一列舉了。

不過,這是在地球這個特定的環境中,得到的結論,是不是適合宇宙普遍規律,還待進一步驗證。


當然,以碳基作為宇宙生命的研究方向,是不是作繭自縛,錯過更重要的,更多的機遇,這一點值得商榷。


詩人的眼睛83314


很簡單,我們打個比方,比如你是一個鐵路警察,上面讓你看監控,專門尋找被通緝的犯罪分子。你得到的信息是:他是一個黃種人,身高170-175公分,偏瘦。接到任務的你每天盯著火車站入站口的海量監控視頻觀看,你對符合這些體貌特徵的人特別關心。但是,如果上面告訴你,犯罪分子很可能偽裝成一隻皮箱,或者偽裝成一隻編織袋,你就要抓狂了。犯罪分子再如何偽裝,他也是一個人類,即使他吃胖了,化妝成黑人,白人,他也是人類。但如果犯罪分子直接成為一隻皮箱或者一隻編織袋,你如何去查找這個犯罪分子?之所以你還在堅持盯著觀察海量的監控視頻,是因為你心中是明白一個道理,我查找那個犯罪分子是一個人類,我大致可以判斷他的體貌特徵。你抓獲人類中一個犯罪分子的幾率,要遠遠高於抓獲某個偽裝成皮箱或者編織袋的犯罪分子的幾率。

外星人也是這樣。雖然外星人可能是各種各樣的形態,但有一個前提,它們都是碳基生命。科學家研究認為,外星人具有碳基生命是最大的概率。科學家尋找外星生命原本就是非常困難的工作,不從最大的概率入手,莫非還要從最小的概率入手?

(幻想中的“硅基生命”)

現在我們尋找地外行星上的生命,首先要提出一條基本的推測:具有液態水的行星上,生命最有可能存在。這不是說,沒有液態水,就絕對不可能存在生命,而是沒有液態水的行星上存在生命的幾率,從常識上看,要遠遠低於具有液態水的行星。我們尋找外星生命,如果首先尋找具有液態水的行星,從成功的概率上來說,比盲目的尋找任何形態的行星更有機會,更容易有勝算。生命之所以是碳基生命,是因為從生物學的角度看,其有機分子的結合最穩固,更容易進化。而硅基生命有沒有可能存在呢?不是說沒有可能,只是這種可能性很小。如果真的存在一種硅基生命,我們會發現一種由金屬組成的蠕蟲,它呼吸之間,排放出塑料粉末。這顯然很有點玄幻色彩。不是說,宇宙中一定沒有這種蠕蟲,而是從幾率來看,其存在的可能性非常小。

所以,從效率上來說,我們的科學家一定會用最有效率的手段去達到目的,而不是漫無目的的隨意探尋。


懷疑探索者



在回答這個問題之前我們先來列舉個“非碳基生命”的基本形態和生活環境。

硅基生命:這種出鏡率最高的非碳基生命最早是被英國化學家艾默生在1893年的英國科學促進協會里的一次演講中提出來的,他認為硅化合物的熱穩定性可以讓它們成為生命的基礎,只需要給它們含硅食物便能生存。



水對於硅基生命來說就是毒藥,因此它們的生存環境將是高溫高壓的“人類地獄”,尋找它們的話只能去最不適合人類生存的星球中找,這樣一來對於探測器的材料就是一大考驗。

美國著名科普作家同時也是謝爾頓少年偶像的卡爾.薩根博士在1973年的時候就提出了“碳沙文主義”,意思是說不應該把碳基生命當成尋找外星生命的唯一標準。


然而薩根博士去世這麼多年了,我們的深空探測能力和他在世的時候差別並不大,哈勃望遠鏡無法看到恆星或者行星的細節,探測器速度也不足以前往可能存在生命的星球開展工作,射電望遠鏡每天聽到的只有宇宙背景噪和一些中子星電脈衝。


宇宙探索未解之迷


為什麼科學家要以碳基生命的標準而不是其他標準來尋找外星人呢?這是因為:雖然組成生命細胞的元素有很多,包括氧、碳、氫、氮、鈣、磷、鉀、硫、納、氯、鎂、鐵等等,但是對細胞結構和功能起關鍵作用的,主要是碳元素。其它元素要麼比重較小,要麼不能單獨存在,如氧(65%)和氫(10%)元素是以水(H2O)的形式存在,等等。碳元素在生物細胞的總質量中所佔的比重較大,約佔18%。所以說地球生命都是以碳元素為基礎的,我們稱之為碳基生命(Carbon_Based Life)。以此推之,如果外星也存在生命,那麼也應該是以碳元素為主。因此,科學家在尋找外星生命時,是以碳基生命為標準的。這只是我們地球人的認識,宇宙浩瀚,外星生命是否還有其它我們沒有發現的元素組成也未可知。但以地球目前的科學水準,人類也只能這樣做。



分享到:


相關文章: