外星可能存在的硅基生命!遠比人類強大,壽命可達百萬年

2023年04月28日23:23:04 科學 1413

從150億年前的宇宙大爆炸,到50億年前的太陽系生成,到約45億年前地球出現,到約37億年前地球上生命的起源。

地球上生命的起源過程是如此的複雜,也是如此的偶然,有人做過一個形象的比喻:

讓一隻猴子在打字機的鍵盤上隨機選擇字母,這個「隨機」組成了大英博物館的所有圖書的概率,比地球上產生生命的概率還大。

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但是,我們確實存在,地球上的的確確自然而然地產生了生命,而且產生了一直宇宙中唯一的生命體系——智慧生命人類這一現今宇宙最燦爛的花朵。

生命在地球上的起源是一個奇蹟的話,必然會讓人遐想這個奇蹟是如何產生的,如我們為何也被稱之為——

碳基生命

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那為何是碳這種元素構成了我們生命的基礎,而不是其他元素呢?

生命的起源

在理論上,生物是不能被限制在任何具體的化學物質範圍內的。

英國著名演化生物學家道金斯認為:

生物的基本特徵是自我製造,表現為新陳代謝和複製自身,本質上是信息的持久性,也就是說,生物是自然選擇塑造的信息。

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在自然界的任何物質,要組成生命必須要具有兩個必要條件:

足夠穩定,足夠複雜。

足夠穩定能保證新陳代謝和複製自身的穩定,足夠複雜讓生命能自我製造演化為不同的形式。

大約46億年前,銀河系的偏心位置,形成了一個巨大的物質圓盤,其中的氣體、顆粒等聚集融合形成了太陽,剩下的殘留物質形成了行星和小的天體

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其中也包含了我們的原始地球,在月球誕生之後,原始地球受到許多小行星的撞擊,通過小行星帶來了大量的水,也包括了很多有機分子

此時的地球上大量充滿碳、氫、氧、氮等元素,在這些幾種元素之中,碳元素和其他不同,碳元素擁有了幾個生命產生所需要的特徵——能夠形成複雜多樣的分子。

碳原子根據其化學性質,其四個自由電子的特性,就像人類中的「交際花」,十分的愛勾搭其他元素,也就能夠不斷地吸引其他元素組成不同的物質,構成複雜多樣的分子。

如原始海洋中的二氧化碳或甲烷(CH4),通過各種化學反應成為為甲醛(H2CO),然後甲醛再反應生成一種雙碳分子,再慢慢地成為更大的分子,也是生命的基礎——糖。

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除了糖之外,海洋里的氮元素也被碳原子勾搭,形成了另外兩種重要物質——蛋白質和核酸。

這些反應一切都是隨機的,在數億年的時間內,分子間不斷「隨機」組合,大約37億年前,第一個生命從這一切無生命的物質中產生了。

這一種初始生命也繼承了碳元素構成物質的特點,讓生命能夠延續——合適的化學反應速度。

生命的任何特徵,如新陳代謝,繁殖和對環境刺激的反應都需要依靠化學反應來完成。

如獵豹的飛速追逐獵物、變色龍改變體表顏色,細胞快速地分裂和演化。

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這些反應實際上都是由生物體內的化學反應來支撐,化學反應的速度很大程度決定了生物的演化速度,而基於碳元素構成的分子極具活性,能夠保證化學反應能夠及時地進行,應對地球上環境可能出現的演變。

基於碳元素的生命體,在幾十億年之間不同的機緣巧合下,在概率幾乎接近於0的情況下演化成為我們現今的所有動植物。

但是,通過元素周期表我們知道,與碳元素性質相同的元素也有,如硅。

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硅作為與碳同一周期的元素,性質與碳極其相似,理論上來說也能夠演化出硅基生物,為什麼沒有出現呢?

外星可能存在硅基生物?

基於硅元素的特質,硅基生物是被設想過的。

1891年,德國化學家Julius Scheiner描述了硅基生命的可能性。

很多科幻作家也假設想過外星有硅基生物的存在。

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以撒·阿西莫夫在其著作《並非我們所知:論生命的化學形式》中也列舉出——

以氟化硅酮為介質的氟化硅酮生物。

也如科幻作家迪金森就想像過硅基生物:

「這是一種徜徉在硅基植物叢中的硅基生物,這種生物體的結構件可能是被類似玻璃纖維的絲線串在一起,精巧甚至透明的結構。」

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硅基生物在理論上是能夠存在的,可是並不是在地球上,早期的地球上擁有大量的氧元素,當碳作為地球生命體的時候,碳能夠與氧原子產生氧化,生成二氧化碳氣體,氣體很容易排出體外。

硅就不同了,在早期地球如果真的產生硅基生物,那麼它與氧氣的反應將會成為固體——

如玻璃和沙子。

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與此同時,硅化合物的反應速度比碳化合物慢許多,其演化的速度將會放慢很多,很可能無法應對地球快速的環境改變。

基於硅元素的缺陷,如果宇宙中真的存在硅基生命,那麼硅基生命依存的環境只有兩個方向——

極其炎熱或者極其寒冷。

對於硅基生物來說,高溫和低溫下的活性將會更好,也能避免自身的缺陷。

基於硅產生的分子能夠在高溫和低溫下穩定生活,所需的溫度大概是——

零下100度或者零上250度。

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二氧化硅在極高或者極低的溫度下變為液態或者氣態可以排出體內,如果不使用氧氣呼吸的情況下只能夠藉助硅酮,而硅酮的穩定溫度也是在零下100攝氏度到零上250攝氏度之間,

與此同時,硅基生物的分子活性就算在高溫下也會比碳基生物低不少,也就代表他們的動作極其緩慢。

假設我們真的觀測到一個硅基生物,他們的壽命會極其漫長,長達百萬年,可能一個轉身的動作就需要消耗我們時間觀念中的幾個月或者幾年,在我們的眼裡他們是靜態的,而在他們的眼中人類的壽命只有「一瞬間」,幾乎無法交流。

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結語

以人類的科技來說,我們對生命和智慧的認知還是存在局限性。

我們無法否定一種其他生命基礎產生的可能性,就像在概率學上來說碳基生物的演化就是一個「不可能事件」。

對於「生命」的定義在現在的生物學上也沒有達成共識,或許在未來我們會發現一種由於其他物質構成生命基礎的「生物」也不一定。

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