我們的未來是充滿著無限可能性的,而其中一個(gè)被科學(xué)家們廣泛討論的話題饥臂,就是硅基生命师溅。
什么是生命茅信?
首先,讓我們來了解一下生命是如何定義的墓臭。
生命的定義不僅僅基于所包含的化學(xué)成分蘸鲸,而更關(guān)注生物是如何進(jìn)行生存和進(jìn)化的。一個(gè)生物實(shí)體必須具有自我復(fù)制窿锉、演化和適應(yīng)環(huán)境的能力酌摇,這些能力是由化學(xué)元素和分子組成的。
在生物界中嗡载,碳是生命的基礎(chǔ)元素窑多,因?yàn)樗?/span>四個(gè)化學(xué)鍵可以與其他分子結(jié)合,從而形成幾乎有著無限可能性的碳基化合物洼滚。
但是埂息,碳并非是唯一的選擇∫0停化學(xué)元素硅的原子也有類似于碳的性質(zhì)千康,也可以形成化學(xué)鍵并結(jié)合其他分子.
什么是硅基生命?
硅基生命是指使用類似于碳元素的骨架的硅元素來構(gòu)建的生命體铲掐。在化學(xué)上拾弃,硅與碳有著相似的物理和化學(xué)特性,因此從理論上講摆霉,硅也可以構(gòu)建出分子鏈和生命單元豪椿。
1891年颠毙,波茨坦大學(xué)天體物理學(xué)家儒略申納(Julius Sheiner)在他的一篇文章中,討論了基于硅的生命存在的可能性砂碉。他可能是第一個(gè)提到硅基生命的人蛀蜜。隨后的第二年,英國化學(xué)家詹姆斯·愛默生雷諾茲(James Emerson Reynolds)增蹭,在英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)的一次演講中也指出滴某,由于硅類化合物具有熱穩(wěn)定性,這就使得組成它們的生命滋迈,可以在極端高溫和壓力的環(huán)境下生存霎奢。
硅基生命體的設(shè)想圖
硅基生命可能存在嗎?
在地球上饼灿,碳是支持生命的主要元素之一幕侠,因此我們大多認(rèn)為生命是由碳基構(gòu)成的。但是碍彭,硅是第二種高豐度元素晤硕,它的化學(xué)特性也和碳在很大程度上相似,因此有人提出硅基生命也可能存在于宇宙中庇忌。
科學(xué)家們曾經(jīng)試圖使用硅原子合成硅烷或硅烴舞箍,都無法產(chǎn)生硅基有機(jī)物。畢竟皆疹,在地球這個(gè)到處生活著碳基生物的環(huán)境下疏橄,硅基還是以大量的無機(jī)物形式存在的,比如可溶性硅酸鹽略就、二氧化硅等捎迫,
但是,宇宙中的行星數(shù)量可是億萬級(jí)的表牢,地球只是廣袤的宇宙沙漠中一粒小小的塵埃窄绒,放眼整個(gè)宇宙的星球,有的行星環(huán)境極其惡劣初茶,比如高溫高壓環(huán)境颗祝。因此我們不能否認(rèn)在那樣的環(huán)境下,硅基就無法形成有機(jī)物恼布,進(jìn)而形成硅基生命螺戳。
存在于高溫高壓環(huán)境下的硅基生命體
如果硅基生命存在,它們的生命形態(tài)是怎樣的折汞?
直到目前為止倔幼,科學(xué)家在我們所生活的地球上,暫時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)由硅元素組成的高級(jí)生命體的存在爽待,因此硅基生命的外觀和特征仍然是一個(gè)未知之?dāng)?shù)损同。
不過翩腐,根據(jù)對化學(xué)和物理學(xué)的基本原理以及生命在不同環(huán)境中的多樣性,我們可以推測出一些硅基生命可能會(huì)表現(xiàn)出的特征膏燃。
硅元素的原子半徑比碳要大茂卦,因此硅骨架的生物分子可能更寬大且笨重。截至目前组哩,我們觀察到的所有生命形式都是由碳和其他元素構(gòu)成的等龙,那么硅基生命可能會(huì)具有獨(dú)特的外部特征。
硅的電子殼層數(shù)較多伶贰,也更加穩(wěn)定蛛砰,因此其反應(yīng)速率較低,所需的能量也更大黍衙,這也就意味著硅基生命即便存在泥畅,也很有可能存在于極端的溫度和壓力環(huán)境下,攝取高溫為能量琅翻。
另外位仁,硅基生命還可能會(huì)具有一種“硅質(zhì)"的外殼和結(jié)構(gòu),不同于生物界中現(xiàn)有生物的柔軟組織和脆弱的外殼望迎。而這種外殼障癌,將會(huì)保證硅基生命在極端惡劣的環(huán)境下,仍能保持身體內(nèi)部的壓力平衡辩尊。
存在于高溫高壓的地層深處的硅基生命體
雖然銀河系中的星球數(shù)量很多,但結(jié)構(gòu)和環(huán)境各異康辑,硅基生命所需要的條件很可能只出現(xiàn)在外太空的某些角落中摄欲。因此,構(gòu)成外太空的物質(zhì)對地球上的生命不同疮薇,這就使得我們不可能在外太空中發(fā)現(xiàn)與地球生命一樣的生命形式胸墙。
正在攝取巖漿為能量的硅基生命體
人工智能是硅基生命的表現(xiàn)
隨著時(shí)代發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的推進(jìn),我們似乎開始在某些方面向硅基構(gòu)建的生命形式靠近按咒,這更多是因?yàn)榧夹g(shù)上的現(xiàn)實(shí)迟隅,而非科學(xué)上的可能性。例如励七,我們已經(jīng)使用了許多基于硅研究材料智袭,硅晶片從計(jì)算機(jī)芯片到半導(dǎo)體光電技術(shù),甚至包括以硅芯片為物理載體的超級(jí)人工智能體掠抬。
當(dāng)然吼野,我們之所以能掌握并使用硅晶片,是因?yàn)槲覀兛刂浦杌瘜W(xué)性質(zhì)和生產(chǎn)工具两波。如果我們不能控制和調(diào)整這些性質(zhì)瞳步,硅晶體將無法被制造成計(jì)算機(jī)芯片闷哆,更不用說構(gòu)建出整個(gè)生命體系了。因此從現(xiàn)有的科學(xué)研究來看单起,真正的硅基生命的構(gòu)建是非常困難的抱怔,因?yàn)橐瑫r(shí)控制許多不穩(wěn)定性質(zhì)來構(gòu)建出適合生命的物質(zhì)。
總結(jié)嘀倒,對硅基生命的不斷探索屈留,可以擴(kuò)展我們對生命的認(rèn)知和理解,以便我們能夠更加深入地了解宇宙中的星球括儒,這個(gè)過程激發(fā)了科學(xué)家們對于我們本身存在和宇宙中存在的基本問題的好奇心绕沈,同時(shí)也有助于推動(dòng)我們更好地認(rèn)識(shí)和利用我們所生存的這個(gè)行星。