03.01 为什么科学家要以碳基生命的标准来寻找外星生命?

想去瞅瞅


为什么科学家要以碳基生命的标准来寻找外星生命?

我只是个科幻爱好者,不是科普领域创作者,所以也没有什么这方面的专业知识。

我个人粗浅地认为;依照目前的地球人类科学家的研究认知水平,对科学家要以碳基生命的标准来‘’作为外星生物也必须是碳基生命组合‘’的这个理论,我也表示赞同。

虽然我内心也有许多稀奇古怪的幻想念头如:外星人是不是也是那些神怪小说中说的;在天庭中无所不能,不食人间烟火,法力无边的完全不受任何束缚绝对自由的,也根本不像地球生物那样必须以碳基等许多元素细胞组合成的有血有肉之躯的神仙上帝。更是那些漂浮无形,看不见摸不着会变化遁天地的人人敬愄的鬼魔阎君呢?

当然如果外星生命真的如我等地球人想像成的那种神怪样,那么倒真的依碳基生命标准来参照的话,那倒真的是难以找到的了。

那么既然一定要认定外星生命也是如我们地球生命一样是碳基基因组合的。那么它们是一定是和我们有个相类似的太阳系环境,少不了太阳,地球,月亮,其他行星。也一定有阳光,水,空气等等。

既然是这样,那科学家要寻找外星生命,那干嘛非要认准这个碳基标准这么个小目标的死理呢?这不是在太空捞针吗?

为何不先去寻找宇宙的那些太阳系的恒星行星呢?

因为先寻找这些大目标相对就容易的多,可以从光照中捕捉到,因为只要能在地球上,或地球太空航天探测器上探测到类似太阳光的元素,就可基本确定这个是个太阳恒星,那么基本就会孕育有一个或几个生命地球的确切可能。

所以只要找到了太阳恒星等就等于找到了外星碳基生命。……

以上也只是我的一点幼稚踹测,望莫见笑,谢谢读者的多多补充和点评。











方秉潮


碳基生命是地球上所有生命体的基本构成形式,与之对应的还有硅基生命、硼基生命、中子星生命、金属细胞和金属生命体等形式。对于地球人类,我们在寻找地外生命时,首先肯定会遵循就近与亲缘的原则。


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。

可是,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。二氧化硅是原子化合物,很难溶解在水和其他液体之中,而存在大量液态水的星球肯定是排斥硅基生命的。 一些科幻作家更是不满足于生命的这些多样性,他们在各自的作品中充分发挥了想像力,为我们创造出一些更不可思议、但细想之下又似乎不无道理的生命世界。



他们设想,在某些极寒冷的星球之上,可能存在着以液体氦为基础,并以超导电流作联系的生命形式;另一些作家则认为,即使在寒冷而黑暗的太空深处,亦可能有一些由星际气体和尘埃组成,并由无线电波传递神经讯号的高等智能生物;还有一些想像力更丰富的作家甚至认为外星生命也许根本不需要化学物质基础,他们可能只是一些纯能量的生命形式,比如一束电波。

但凡此种种,都与我们地球人类相去甚远,甚至是不切实际的。



亚马孙蝴蝶


因为只有碳基生命对我们才有意义。

我们地球上的生命,是以“碳”为基础的性命形态。但归根结底是由这个宇宙中的基本粒子组成的,因此可以说,生命对于宇宙来说可能并不是稀缺物质。科学家们并不排除其它物质形态的生命形式存在,反而是进行过很多研究。根据科学研究的结果,我们必须以碳基生命为主要寻找方向,寻找其它物质形态的生命意义不大。为什么呢?我们先来了解一下科学家猜测的其它生命是什么情况。


硅基生命。硅就在碳的下方,所以和碳元素的许多基本性质都相似,所以有可能出现一些特异的生命形态,很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,如果它们可以在常温下生存的话,大概许多地球人会愿意在家里当宠物养,可惜它们不能。科学家认为硅化合物的热稳定性,使得它们可以在高温下生存。它们生存需要的物质和环境与我们有巨大的差别。

如图:养一个这样的宠物一定很酷。

中子星生命。这是人们最有意思的一个猜测。假设一颗中子星直径仅20公里,但表面的引力却等于地球上的670亿倍,磁场是地球的1万亿倍,表面温度达到8000多摄氏度。这种条件下的生物是由"简并核物质"组成的生物。中子星上的生物身高约半毫米,直径约半厘米,体重却有70公斤,这是因为他们由简并物质所组成。

如图:中子星上的生命可能得用放大镜去找

还有什么硼基生命,氨基生命等等形态。总之,根据他们的基础元素所合成的生命,都必须有和它们相适应的环境,他们才能生存。而我们也是同样道理。同时,合成碳基以外的生命,其条件都更加苛刻,难度太大,更难找到。

假如我们千辛万苦地找到了硅基生命,我们不能去他们那里,他们也不能来我们这里,他们为生存需要的一切我们不需要,反之亦然。那还有什么意义呢?

所以还是找一找我们的同类,我们有共同的需求,也就有相同的科学技术,说不定还能听懂汉语,那该多好。


冬哥谱科


这个问题问的好

经久不衰的外星人话题

外星人的问题从来不缺乏关注度,因为这个问题充满神秘感,神秘就带来好奇心,所以从科研界到社会民众,各种针对性的科研计划以及所谓“目击事件”层出不穷。但是,从目前的情况来看:我们没有发现任何有关外星人的坚实证据!

地球上的有机生命体是否是唯一生命体形式

我们常说的生命通常称为有机生命体,而这个有机则指的是以碳元素为基本骨架形成的生命体——俗称碳基生命。而在外星人问题发展的历程中,就有人提出生命体的其他存在形式的说法。因为,我们寻找域外文明的出发点或者相关探测仪器的研发均是以地球生命形式作为基础的。那么,这就“人为”的限制了寻找的方向,或者是缩小范围、也许其他的生命形式就在我们不远的星空。因此,我们目前寻找外星人的方式也许只是寻找人类的“远亲”类似物,并不是严格意义上的全部域外生命。

寻找其他生命形式的意义和可行性何在?

我觉得意义与可行性均不存在。因为身在碳基生命之山的我们,还没有搞清楚碳基生命的真面目呢!就如同吃饱了后才有时间精力追求精神生活一样。等把我们的生命奥秘揭示的差不多了,生老病死都能很好的处理,那时再说也不迟。尤其是现在我们连其他生命形式最基本情况都不了解,怎么去设计探测设备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奥秘才是正道


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柳小庆


只要是能够稳定存在的元素,在地球上都基本能够找到。但生命诞生的信任基础却赋予了唯一的碳元素。

这是自然选择的结果,对于其它元素来说也是公平的,因为地球诞生都45亿年了,有足够的时间,让以其它元素为基础的生命形式产生,但却没有,原因就是其它元素远远不能胜任而已。

哪么以碳为基础构成生命独特性在哪里呢?

首先,碳能建立四个共价键。能够通过其中两个对称的共价键而形成碳链或环状分子。通过另两个共价键,与其它原子构成共价结构,由此派生的有机分子结构类别极多,提供了可用于构成生命形式的有机分子的众多选择性。构成生命的各种蛋白质、多肽就是其中部分。

另外,由于碳链的长度可以少受约束地加长,因此可以携带生命延续繁衍所需的信息,以满足复制后代的需要。

再者,碳链在条件存在时可以断开重新搭接,又构成了变异的可能性。

还有,生命的运动需要能量。能量需要进行氧化反应来提供热源。如果氧化剂和还原剂共体,哪生命体就是一颗炸弹,随时会爆炸的。怎么办,那就让还原成分由人体携带,通过呼吸吸进氧气,呼出二氧化碳,碳能转化后的二氧化碳又很容易从生命机体排出来。但硅氧化后的二氧化硅,是砂子的主要成分,危险来临时,我们总不能在气喘吁吁后,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,由于其构成的生命的运动形式效率低下,也远不如碳基生命进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产生,有且只有智慧生命才有无线电或光通讯等的张扬的活动迹象传播到太空,被我们捕捉或发现。这就是科学家以碳基生命为基础寻找外星人的原因。


挥黑狩哲


不知道第几次回答这个问题了。

1、原子量越大的元素越少(其实是锯齿状下降),宇宙中碳的元素丰度是非常高的。

2、碳和氢氧容易产生化学反应,通过各种组合形成各种各样复杂的有机物。

3、氢氧的元素丰度也非常高,或者说水在宇宙里,是很普遍很容易产生的一种交换物质和能量的媒介或溶液。

除了碳,还有什么元素能满足这些条件??即使是硅基,硫基这种科幻想象,其实现难度也是非常大的,也许宇宙里有一亿个碳基生命形式,才可能有一个硅基硫基。

以上是指自然产生的,为了挽留科盲浪漫主义情怀,姑且保留一点吧:如果是碳基生命制造的其他生命形式的可能也不能排除。


贝奥爱科学


之所以地球人以碳基生命的标准来寻找外星生命,首先取决于地球人自认为自己是碳基生命,并且人类在地球上认识到的生命,也都是类似的碳基生命。



之所以说人类自认为地球生命是碳基生命,既在人类认识到的地球生命个体里,或多或少的都有碳元素。

在人类认知的过程中,碳又是极其特殊的、极其有个性的一种元素。比如碳的存在方式,既可以柔软可塑如石墨,又可以坚硬无比成金刚石,既可以单质,还可以化合反应,尤其是化合反应,碳化合物都近乎中性,这是其它化合物难以匹配的。

根据碳的无可比拟的优点,人类认为这是生命体必备条件,既生命里包括软体动物也都有强度不一结构,能构成强度不一结构的最佳元素,非碳莫属。



另外,在所有的元素里(当然是人类已知的),能以最多化合物存在且化合物比较接近中性的的元素,目前为止,也只有碳元素,这是生命体不可或缺的要素。

当然,碳元素被科学家遴选为生命元素基还有其它重要的方面,这里就不一一列举了。

不过,这是在地球这个特定的环境中,得到的结论,是不是适合宇宙普遍规律,还待进一步验证。


当然,以碳基作为宇宙生命的研究方向,是不是作茧自缚,错过更重要的,更多的机遇,这一点值得商榷。


诗人的眼睛83314


很简单,我们打个比方,比如你是一个铁路警察,上面让你看监控,专门寻找被通缉的犯罪分子。你得到的信息是:他是一个黄种人,身高170-175公分,偏瘦。接到任务的你每天盯着火车站入站口的海量监控视频观看,你对符合这些体貌特征的人特别关心。但是,如果上面告诉你,犯罪分子很可能伪装成一只皮箱,或者伪装成一只编织袋,你就要抓狂了。犯罪分子再如何伪装,他也是一个人类,即使他吃胖了,化妆成黑人,白人,他也是人类。但如果犯罪分子直接成为一只皮箱或者一只编织袋,你如何去查找这个犯罪分子?之所以你还在坚持盯着观察海量的监控视频,是因为你心中是明白一个道理,我查找那个犯罪分子是一个人类,我大致可以判断他的体貌特征。你抓获人类中一个犯罪分子的几率,要远远高于抓获某个伪装成皮箱或者编织袋的犯罪分子的几率。

外星人也是这样。虽然外星人可能是各种各样的形态,但有一个前提,它们都是碳基生命。科学家研究认为,外星人具有碳基生命是最大的概率。科学家寻找外星生命原本就是非常困难的工作,不从最大的概率入手,莫非还要从最小的概率入手?

(幻想中的“硅基生命”)

现在我们寻找地外行星上的生命,首先要提出一条基本的推测:具有液态水的行星上,生命最有可能存在。这不是说,没有液态水,就绝对不可能存在生命,而是没有液态水的行星上存在生命的几率,从常识上看,要远远低于具有液态水的行星。我们寻找外星生命,如果首先寻找具有液态水的行星,从成功的概率上来说,比盲目的寻找任何形态的行星更有机会,更容易有胜算。生命之所以是碳基生命,是因为从生物学的角度看,其有机分子的结合最稳固,更容易进化。而硅基生命有没有可能存在呢?不是说没有可能,只是这种可能性很小。如果真的存在一种硅基生命,我们会发现一种由金属组成的蠕虫,它呼吸之间,排放出塑料粉末。这显然很有点玄幻色彩。不是说,宇宙中一定没有这种蠕虫,而是从几率来看,其存在的可能性非常小。

所以,从效率上来说,我们的科学家一定会用最有效率的手段去达到目的,而不是漫无目的的随意探寻。


怀疑探索者



在回答这个问题之前我们先来列举个“非碳基生命”的基本形态和生活环境。

硅基生命:这种出镜率最高的非碳基生命最早是被英国化学家艾默生在1893年的英国科学促进协会里的一次演讲中提出来的,他认为硅化合物的热稳定性可以让它们成为生命的基础,只需要给它们含硅食物便能生存。



水对于硅基生命来说就是毒药,因此它们的生存环境将是高温高压的“人类地狱”,寻找它们的话只能去最不适合人类生存的星球中找,这样一来对于探测器的材料就是一大考验。

美国著名科普作家同时也是谢尔顿少年偶像的卡尔.萨根博士在1973年的时候就提出了“碳沙文主义”,意思是说不应该把碳基生命当成寻找外星生命的唯一标准。


然而萨根博士去世这么多年了,我们的深空探测能力和他在世的时候差别并不大,哈勃望远镜无法看到恒星或者行星的细节,探测器速度也不足以前往可能存在生命的星球开展工作,射电望远镜每天听到的只有宇宙背景噪和一些中子星电脉冲。


宇宙探索未解之迷


为什么科学家要以碳基生命的标准而不是其他标准来寻找外星人呢?这是因为:虽然组成生命细胞的元素有很多,包括氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、纳、氯、镁、铁等等,但是对细胞结构和功能起关键作用的,主要是碳元素。其它元素要么比重较小,要么不能单独存在,如氧(65%)和氢(10%)元素是以水(H2O)的形式存在,等等。碳元素在生物细胞的总质量中所占的比重较大,约占18%。所以说地球生命都是以碳元素为基础的,我们称之为碳基生命(Carbon_Based Life)。以此推之,如果外星也存在生命,那么也应该是以碳元素为主。因此,科学家在寻找外星生命时,是以碳基生命为标准的。这只是我们地球人的认识,宇宙浩瀚,外星生命是否还有其它我们没有发现的元素组成也未可知。但以地球目前的科学水准,人类也只能这样做。



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