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人類是宇宙中得孤兒?放眼宇宙!神秘的硅基生命可能在你我身邊!

人類會是宇宙中唯一的生命嗎?人類真會如此孤獨(dú)嗎?人們不信!于是人類開展了地外生命的探索,去星辰大海尋找其他生命的存在。

生命的定義

那么什么才能被稱之為生命呢?按照目前地球上生命的形態(tài),生命是具備能量代謝功能,且能夠回應(yīng)刺激,并且進(jìn)行繁殖的開放系統(tǒng)。

而從宏觀宇宙的角度來講,生命更可以定義為“自發(fā)維持熵增狀態(tài)的系統(tǒng)“。就是在混亂中尋求有序,實現(xiàn)整個宇宙的平衡。

生命的基本組成是什么?

而組成我們生命的什么呢?是一個個的細(xì)胞嗎?不是!病毒也是生命的一種類型,它們就沒有細(xì)胞,因為它們比細(xì)胞還要小很多。

于是人們不斷調(diào)整放大鏡的倍數(shù),不斷探究組成生命更基本的元素:分子。無論是動物也好、植物也罷,或者是細(xì)菌、病毒這樣微小的生命都是基于初級的分子層面的碳基結(jié)構(gòu)。

以碳元素為基礎(chǔ),構(gòu)成氨基酸,再組成更大規(guī)模的組織,逐級鏈接。隨著規(guī)模地不斷升級,復(fù)雜度也在指數(shù)倍地增長,才演變出我們地球上豐富多彩的生命樣式,其中就包含我們?nèi)祟悺?/p>

那么,你有沒有想過,為什么會是碳呢?

碳基生命的形成基礎(chǔ)

從物理學(xué)的角度來分析:碳原子有四個電子,易于連接氨基與羥基的結(jié)構(gòu)。因為碳的得電子能力與失電子能力相當(dāng),是一個非常容易與其它原子結(jié)合的能力。如同一位社交達(dá)人,可以方便且快速地組成碳鏈,整合資源,形成合力,搭建龐大地結(jié)構(gòu)。

可能有人會說,比碳活潑的元素很多,為何碳基可以成為生命的基本元素呢?這又不得不說碳的易得性。千軍易得一將難求,臥龍不常有,而碳元素隨處可在,所以它才有組成生命基礎(chǔ)的條件。

但是,生命真的只有碳一個基礎(chǔ)元素嗎?

當(dāng)我們翻出元素周期表,可以看到在碳族中還有其它成員:硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鈇(Fl)。

其中硅元素就在碳的下一行,同樣具備外層四個電子,具備鏈接其它原子的“社交能力”。而且硅元素也廣泛的存在于宇宙之中。既然基礎(chǔ)條件都一樣,那么以“硅”為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu),能否形成一套硅基生命呢?

硅基生命的研究

時間的指針撥回到百余年前,1891年的德國波茨坦大學(xué),這里有一名天體物理學(xué)家儒略申納,以硅基生命存在的可能性為題發(fā)表了論文,正式拉開了硅基生命的研究!

在他之后,眾多的學(xué)者投身到此項研究中來,其中有人設(shè)想過硅-鋁生命體,硅酸鹽生命體。這些生命形態(tài)與我們熟知的碳基生命有著很大的區(qū)別:硅基生物可以很堅固,如同我們認(rèn)知的石英,它們可以承受超高的壓力,忍耐600K到900K的高溫。同時,硅基生命也會很脆弱,一旦遇到氧氣就會變成二氧化硅,形成地球長常見的沙子;要么就溶于水,被分解為其它物質(zhì)。所以,對于硅基生命來說,地球就是一座煉獄。

但是,浩瀚宇宙并不是只有地球一顆行星。即便是在太陽系,都有不少行星、衛(wèi)星存在無氧、無水的環(huán)境,更適宜硅基生命的存在。

人類探求地外生命很多年,都沒有確定的進(jìn)展,也許就是因為人類把生命誕生的條件想得太苛刻了?偸前凑杖祟愂煜さ沫h(huán)境來尋找。如果是有硅基生命的存在,它們會否在我們熟悉的“宜居帶“之外呢?

地球上的硅基生命

又或者,在我們熟知的地球,會否有硅基生命的存在?

我國著名科幻作者劉慈欣在他的小說《山》中,曾描述過由PN結(jié)為基礎(chǔ)組成的機(jī)械生命,就是在行星內(nèi)部高溫高壓的環(huán)境下誕生、繁衍、發(fā)展成為文明、研發(fā)出高超的科技。

當(dāng)然,這只是科幻的一部分。不能算作真的研究。但人類卻發(fā)現(xiàn)地球上存在的疑似硅基生物——硅藻。

硅藻起源很早,不晚于侏羅紀(jì)早期,在地球生命的演化過程中長期陪跑。但它特殊的二氧化硅細(xì)胞壁是有別于碳基生命的最大特征。如果硅藻算是硅基生命體,那也就意味著你我身邊就存在著硅基生命!

不過,很可惜的是,硅藻的硅基外殼只是從周圍環(huán)境中收集的硅基物質(zhì),而并非由硅基形成的大分子結(jié)構(gòu)組成的生命。歸根結(jié)底,硅藻還是碳基生命,只是套了一個硅基外殼而已。就如同披堅執(zhí)銳的戰(zhàn)士,說白了還是有血有肉的人。

硅基生命的研究進(jìn)展

隨著實驗技術(shù)的發(fā)展,人類對于硅基生命的研究,逐步從科幻、猜想來到了實驗?蒲姓邆兺ㄟ^合成硅烷、硅氧烷等分子結(jié)構(gòu),模擬硅基物質(zhì)從簡單到復(fù)雜的演化過程。但隨著實驗的深入,研究者們發(fā)現(xiàn),硅基物質(zhì)很難朝向生命體的方向進(jìn)化。

首先,硅原子的鏈接力不像人們想象的那樣好。它并不是碳原子那樣的交際達(dá)人,更像是一位高冷的貴婦。十指不沾陽春水,根本不會下場干活。感覺就像重金聘請的CEO,卻從不深入基層了解情況,讓人大失所望。

然后,硅氧烷極容易縮合。即以硅基為主的基礎(chǔ)分子很難形成氨基酸、核苷酸那樣規(guī)模的單體分子。就類似于劣質(zhì)的磚頭,壘個小灶臺還可以,蓋個房子動不動就塌了。

當(dāng)然,以上實驗都是在地球環(huán)境中進(jìn)行的?赡苡腥藭|(zhì)疑,在我們碳基生物生存的環(huán)境中去模擬硅基生命的演化,很難還原真實環(huán)境。于是,另一批研究者將研究方向改為宇宙深處!

按照最初設(shè)想,如果宇宙中廣泛存在適宜硅基生命誕生的環(huán)境,那么總應(yīng)該留下一些蛛絲馬跡。但很可惜,在一些墜落地球的隕石上,人們甚至找到了高級碳基化合物,但卻找不到硅基化合物。甚至連硅烷、硅氧烷等基礎(chǔ)物質(zhì)都沒找到過。

經(jīng)過長期的探索與實驗,我們幾乎可以斷定:硅基生命只是人類在認(rèn)知不足的情況下誕生的假說罷了。就如同遠(yuǎn)古時期的神話,雖然它沒有客觀依據(jù),但確實陪伴人類上百年、上千年的精神支柱。

現(xiàn)代的人類,可以甩開硅基生命這跟拐杖了。但并不意味著對于硅基生命的探討和研究都一文不值。通過對它們的研究,人類掌握了更多的知識與技巧。

非碳基生命

當(dāng)我們把目光再次放回到元素周期表,除了硅,其實還有硼、還有磷,它們都具備比硅更好的鏈接性和成鍵多樣性。說不定在遙遠(yuǎn)的宇宙深處,存在著硼基生命、磷基生命……等等。當(dāng)然,關(guān)于此類研究,同樣需要科研工作者們付出艱辛的努力。

雖然硅基生命的存在可能性已經(jīng)非常渺茫,但是硅基生命理論的出現(xiàn)以及相關(guān)研究,讓我們?nèi)祟悓τ谏奶剿鞲艘徊,也讓我們(nèi)祟惛由羁痰厮伎,究竟什么才算是真正地生命?/p>

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