聊聊碳基生命和硅基生命

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我們先看看碳基的物質都有什麼特點：

1，複雜多樣

由於碳原子有四個自由電子，其電子失去的能力（還原性）和得到電子的能力（氧化性）相當，所以能夠形成複雜多樣的高分子有機物（比如DNA分子），為生命的形成提供物質基礎，並為自然選擇提供可能。

而外層電子如果太多，比如氧原子，很有可能氧化性太強，或者惰性太強（如惰性元素）；而外層電子太少，或者太活躍的話，比如金屬，又主要呈現還原性，也無法形成複雜的分子。但是另外一個有4個外層電子的非金屬元素，硅，能不能稱為生命的基石呢？繼續往下看。

2，化學反應的速度

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。拿對環境刺激的反應為例，從獵豹的飛速追逐獵物，到變色龍刷刷的改變體表顏色，從眼睛遇到強光時的瞳孔收縮，到植物的向光性，都是生物趨利避害的本能。而這些反應實際上都是由生物體內化學反應來支撐。這些化學反應的速度很大程度上決定了生物反應的速度，而碳基分子的活性則保證了這些化學反應能夠及時地進行，以應對地球上環境可能出現的改變。

3，關於硅基生命

硅元素，能否作為生命的基石。其實很早就有科幻作家設想過硅基生物。迪金森和斯凱勒爾(Dickinson and Schaller)想像的硅基生物是這樣的：

」這是一隻徜徉在硅基植物叢中的硅基動物，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，中間連接以張肌件以形成靈活、精巧甚至薄而且透明的結構."

"看上去這些結晶體似的生物非常漂亮，如果它們可以在常溫下生存的話，大概許多地球人都願意在家裡養幾隻作為裝飾，養這種寵物的一個明顯好處是不會傳播細菌和寄生蟲，因為作為碳基生命的細菌和寄生蟲對這種完全不同的生命是無能為力的。"

但硅基生命的存在的可能性卻受到許多缺陷的威脅 。一個很大的缺陷就是硅同氧的結合力非常強。當碳在地球生物的呼吸過程中被氧化時，會形成二氧化碳氣體，這很容易排出體外；但是，硅的氧化會形成固體，就是玻璃或者沙子，處置這樣的固體物質會給硅基生命的呼吸過程帶來很大挑戰。你不會想要你的寵物每呼吸一下就朝你含沙射影吧。

除非是在個星球上的溫度高到能夠使二氧化硅液態甚至是氣態的時候才有可能像地球生物一樣呼吸。 但同時溫度又不能過高，因為硅-氧鍵可以承受大約600K的溫度，而硅-鋁鍵能承受將近900K的溫度，所以耐高溫的性能要好，而且同樣是由於相對穩定，在高溫下活性更好。對於硅基生命來說，200度甚至到400度才能讓它們感到舒適，而在我們覺得舒適的室溫下它們很可能會被凍死，這就是我在前面提到飼養硅基寵物的時候，特意提到「如果它們可以在常溫下生存」這句的緣故。

最後，即便是存在硅基生物的話，由於硅化合物的化學反應速度比碳化合物慢很多，因此硅基生物的動作也要比地球上的生物慢很多，其壽命也會不知道比人類長出多少倍。因此假設存在硅基生物甚至是硅人，他的時間觀念一定和我們不一樣，或許硅人一個轉身就需要幾個月甚至幾年，因此我們觀測到他們的時候，在我們眼裡他們是靜態的，而在他們眼裡人類的壽命卻只有「彈指一揮間」。因此如果你是個硅人的話（有點像罵人），當你點開這篇文章到讀到這裡的時候，人類可能都已經滅絕了。

一個來自英國萊斯特大學的研究生小組將經常思考的這個問題進行了認真的研究，並且分析了宇航員們在飛行器以接近光速飛行時眼前的景象，得出的結果是——超空間旅行和電影中演的看起來完全不一樣。

據科學家們稱，超空間旅行時，由於有多普勒效應，你根本就不可能看見星星什麼的。當一個人向某個電磁波輻射源靠近時，他的接近速度會導致波長的明顯偏移——這也是為什麼警報聲在你的耳邊時最響的原因。

不過身在一艘宇宙飛船里以光速移動時，光的頻率會非常戲劇化地偏移，最後根本就不在人的可見光譜之內，所以說宇航員們根本看不見星光。而在大爆炸之後被遺留下的宇宙微波背景輻射反而會偏移到人類的可是光譜之內。

結果就是：飛船上的船員們可能會看到在前方中心有一個碟狀的明亮光團。這也就意味著，迷幻又失真的超空間旅行和最上面那張圖的情景類似。謝謝你，物理學，你讓我們再一次見識到科幻有多不靠譜

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