硅基生命是什么形式的？

所有已知的地球生物都是碳基生物，碳基生物的意思就是以碳元素为有机为基础的生物，而硅基生物不过是科学家设想的一种生物，它是以硅元素为有机物基础的生物。那么，如果硅基生物存在的话，它们是以什么形式存在的呢？我们简单的来探讨一下这个问题。

硅基生命假说

之所以说现存地球上已知的生物都是碳基生物，是因为所有地球生物体内氨基酸的链接元素就是碳元素，也就是链接氨基和羧（suo）基的就是碳元素。但是，在地球生物体内，含量最多的并不是碳元素，而是氧元素。我们以人为例，占据人类质量65％的是氧元素，而碳元素只排在第二位，占比18％。虽然碳元素不是生物体内最多的元素，但是它除了是细胞结构必不可少的元素外，在细胞干重中碳元素的质量分别占约44％（植物）和56％（动物），因此，碳元素对于地球生物来说是最重要的生命元素，这也是地球生物被称为“碳基生物”的主要原因。

弄清了碳基生物的概念，硅基生物就很好理解了，它就是将连接氨基和羧基的由碳元素，变为了硅元素。最早提出硅基生物概念的是德国的天体物理学家儒略·申纳尔，他在1981年的论文中首次提出了可能会有以硅元素为基础的生物存在的可能性。理由是，在宇宙中有许多温度很高的星球，而对于碳基生物而言高温的星球显然不是宜居的，但是，硅元素与碳元素的化学性相近，而且相对碳元素，硅元素的耐高温性更强，而这就是我们电脑的CPU和风扇间要涂一层硅胶，而不是其他物质的原因。

从这个角度看，假如宇宙中有其他生物的话，它们是硅基生物的可能性还是很高的。

硅基生物如果存在的话，它们是以什么形态存在的？

首先，碳基生物必须摄入含碳的食物才能够维持正常的生命体征，同样的，硅基生命必须也要以含硅的食物为食，不过，从目前科学对宇宙的探索看，硅元素在宇宙中含量较低，因此，即便是硅基生物存在，它们的数量也比较的少，当然也不排除它们在我们没有探测到的星球上，而这个星球上富含硅元素的可能性。

其次，碳基生物之所以能够存在就是因为碳元素与氧极容易结合，而结合后的二氧化碳是一种气体，可以直接被新陈代谢掉。但是，硅基生物就不同了，硅元素与氧也容易结合，而且结合后的二氧化硅是固体，这就代表着，硅基生物呼吸或者是进食都会在身体中产生大量的固体，而这些固体很难排出体外，而且稳定性极强（熔点为1650℃左右）。而解决这个问题，最好的办法就是星球上的温度高于二氧化硅的熔点，此时二氧化硅呈液态，才更有助于它们排出这些“垃圾”。

最后就是结合了。在地球上碳基生物有各种各样的形态，这是由什么决定的呢？还是碳原子。碳原子小到我们无法观察到，但是正是这些看不见的原子组成了分子，而让它们组合的就是化学键。碳原子与硅原子都有4个化学键，这就是它们组合的方式。不同的是碳原子在结合时（碳基化合物具备不对称性），因为不对称性出现了左旋和右旋，这就使得分子有了形状，这些简单的分子再合成高分子时，同样也会产生不同的形状，此时，碳基生物的形态多样性就有了。

硅原子虽然和碳原子一样都有4个化学键，但是硅原子比碳原子多了一个电子层，这就导致了硅原子在结合时相当的不稳定，而且硅基化合物具备对称性，所以它们也就没有了左旋右旋，进而它们的形态也较为单一。并且硅原子因为不稳定性很难形成长链，也就无法形成较大的大分子。

基于以上的分析，如果硅基生物存在，几乎可以肯定地说它们生活的星球上一定是高温的，在如此高温的条件下，它们要想形成稳定的形态，那么就需要身体组成的其他部分的熔点要高于二氧化硅。因此，它们要么是由稳定性极高的物质组成的小个体（硅链比较的短），要么是液态甚至是气态的存在。这是一个可能。

看到这里，有些小伙伴会问：硅基生物有没有可能不需要呼吸呢？这个问题也比较有意思，但是只要是生命就要活动（肢体活动或者是生命活体），活动就需要能量，能量是通过物质交换完成的，也就是说呼吸是硅基生物也无法避免的。

不过，从化合物的角度看，虽然二氧化硅是固体，但是硅基生物生活的环境也不一定有氧气，如果没有氧气，呼吸也不会产生二氧化硅，此时，硅基生物的形态又变了。因为，如果它们生存的星球上有氟的话，硅与氟能够产生四氟化硅，而四氟化硅在干燥的环境下是气体存在的。

这个假设即满足了干燥（高温），又解决了呼吸成为固体的问题。所以，如果是这样的硅基生物的话，它们虽然满足体型不大，形态单一，但是好歹也能成为像机器人一样的固态。

总结

硅基生物只是科学家提出的一个假说，到目前为止，没有任何的证据表面硅基生物的存在，当然，我们也不能完全否认它们的存在。假如它们存在的星球上有氧气的话，它们大概是液体甚至是气态的，假如它们存在的星球上没有氧，有大量的氟的话，它们则有可能是固态，不过，不管是哪种形态，它们的形态并不稳定，而且体型也很小。

硅基生命是什么形式的？

许多对外星生命的探索都集中在发现与我们相似的生命迹象——液态水的可用性，或者由碳(地球上生命的基础元素)制成的复杂化合物的存在。但是如果生命可以由不同的东西构成呢？

元素周期表中有一种元素非常接近碳，有人认为这可能是生命的另一种化学基础。我们更习惯于在电脑芯片、沙子和润滑剂中找到它。硅基生命形式看起来可能是什么样的生命？

地球上的生命

地球上所有已知的生命都是基于碳元素。它是宇宙中第四丰富的元素；在我们的身体里，它约占我们质量的18.5 %。它是脂质等生物分子的重要组成部分，蛋白质碳水化合物和核酸。

碳的重要性源于其丰富的化学成分。每个碳原子可以与其他原子形成四个键，为构建复杂分子释放出无数可能性。例如，它可以形成长而稳定的链——碳氢化合物——这种链存在于细胞膜中。它也可以很容易地与氧形成和断开键，这发生在呼吸从食物中释放能量。

复杂的化学和科幻生物

在周期表中，硅刚好位于碳的下方。像碳一样，它也可以同时与其他四个原子形成键，形成长链(聚合物)，并与氧结合。地球上有大量的这种元素——事实上，它是地壳中仅次于氧的第二丰富的元素。

正是硅和碳之间的这些化学相似性孕育了硅基生命的概念。在科幻小说中，它无疑被证明是生命的沃土:几十年来，硅基生命形式一直是科幻小说中的宠儿，从有知觉的晶体到岩石、熔岩生物和排泄硅块的外星人。然而，硅和碳化学之间的一些重要差异意味着我们不太可能很快被这些生物入侵。

虽然硅可以形成链，但这些链不像烃链那样稳定；硅也不具备碳容易与氧形成和解除化学键的能力。当能量在呼吸过程中从碳化合物中释放出来时，它被“氧化”，废物是二氧化碳——一种容易排泄的气体。当硅化合物经历同样的过程时，固体二氧化硅会作为副产品产生——不太容易去除，尽管排泄砖块的科幻外星人似乎有答案。

一个勇敢的新世界？

复杂的碳化学对地球条件下的生命非常有利。然而，这并不意味着硅基生命形式在不同的行星环境下是不可能的。

理论上，遥远的星球可能有利于硅化学而不是碳化学的环境条件。例如，硅键在高温下比碳稳定得多。或许硅基生命可能出现在对碳基生命来说太热的星球上。

会是什么样子？

如果硅基生命形式确实存在，我们将如何寻找它们——我们甚至能识别什么时候找到它们？寻找硅基生命肯定不容易；未来的宇航员不会跌跌撞撞地穿过岩石怪兽的足迹或硅生物的沙质排泄物。

基于硅的生命形式可能非常原始，其存在的迹象更加模糊——比如硅分子群出现在意想不到的地方。它甚至可能在行星表面找不到——行星内部非常热、富氢、贫氧的条件可能更有利于复杂的硅化学反应。

在寻找其他星球上的生命时，也许事实会比科幻小说更奇怪。

硅基生命是什么形式的？

随着科学技术水平的不断提升，特别是近百年来，人类对生命科学、空间科学的认知水平呈现迅猛的发展之势，许许多多地外探测器和高精尖天文观测设备的投入使用，大大拓宽了我们对宇宙的观测视野和深度广度，我们不但对太阳系、银河系甚至可观测宇宙的发展和演化有了一个比较完整的认知体系，同时也对生命起源模式以及支撑生命形态形成发展的条件有了比较清晰的掌握。但是，遗憾的是，截至目前，我们还没有在地球以外发现任何生命存在的有力证据，更没有发现任何一个地外生命形式。

我们都知道，地球上的所有生命体，都是碳基生命。我们对碳基生命体的结构和发展演化的条件、路径和驱动力等方面，可以说“了然于胸”，而我们出于习惯性的思维，在探索地外生命形式时，更倾向于以碳基生命的存在条件为出发点来进行判断，毕竟我们对诸如硅基、磷基等其它理论上可以存在的生命形态，知之甚少。那么，我们目前在地球以外还没有发现其它生命形式，是否表明我们一开始的出发点就是错误的呢？

碳基生命所必需的条件

在认识硅基生命之前，有必要再对碳基生命存在所必需的条件进行一下梳理，其中最核心的因素，主要表现在以下几个方面：

一是适宜的温度区间。由于碳基生命的存在，离不开蛋白质和核酸的稳定，而这些以碳为主要组成物质之一的有机质，如果要稳定保持形态和活性，必需一定的适宜温度区间，一般这个区间是零下30到零上40摄氏度之间，超过这个区间，无论是蛋白质还是核酸，其生物活性就会大大受到抑制，达到一定程度后还会出现变性甚至分解，生命形态也就无法形成。而-30到40摄氏度的适宜区间，就需要生命体存在的星体，与恒星的距离要正好处在星系的宜居带之内。

二是要有液态水。液态水的存在，和适宜的温度区间紧密相连，其实光有适宜的温度区间还不够，必须这个星体上要有大量液态水的存在，因为无论是生命体细胞的构成、新陈代谢的过程、营养物质的传输、体温的保持和调节等等，都离不开液态水的参与。

三是稳定的大气层环境。在星体的周围，如果拥有稳定且气体浓度适宜的大气层，那么就会推动这个星体上的水分、物质的循环流动。另一方面，由于碳基生命体细胞组成物质中，除了碳之外，氧元素也是重要的组成物质之一，所以大气层中最好有一定浓度的氧气，从而直接为好氧生物、间接为厌氧生物提供新陈代谢和生长发育所必需的物质条件。当然，浓度适宜的大气层，还可以有效减少地外天体对该星体的撞击频次，绝大部分的小行星或者彗星，在进入大气层之后，由于与大气层的剧烈摩擦而“燃烧”殆尽。

四是稳定的磁场环境。星体拥有稳定的磁场环境，可以最大限度地阻挡来自恒星高能粒子的冲击，使这些高能粒子在到达星体表面之前，大部分部反弹或者引导到星体的两个磁极附近，从而有效降低高能粒子对地表生命体组成中有机物质的冲击，达到保护生命体的目的。

硅基生命到底是什么东东？

地球上的碳基生命形式，是以有机物质为基本组成，这些有机物质中以碳和氧为核心元素。由于碳元素拥有4个化学键，可以和其它元素组成稳定的大分子长链结构，继而形成生命体所必需的蛋白质、核酸、脂类、糖类等生命单元。

硅元素和碳元素具有一定的相似性，也拥有4个化学键，那么在理论上也就可以与氢元素形成硅烷、与氧形成二氧化硅以及硅酸盐、与氧和碳等物质形成硅酮等等。如果在高温环境下，硅与氧元素聚合形成硅酮，则具备形成硅基生命体的“骨架”条件，继而聚合成大分子的硅基生命形式。

据有关科学研究机构推测，如果存在硅基生命，那么它们的存在形式可能是一些能够自由活动的晶体，由类似玻璃纤维组织在一起，全身透明，可以在高温高压环境中生存。那么，为何在很多富硅的星球上，我们没有探测出硅基生命形态存在的证据呢？

硅基生命的“先天性缺陷”

虽然硅基生命在理论上可以存在，但是与碳基生命相比，无论是组成结构还是生理代谢等方面，都存在着不可避免的先天性缺陷，比如：

无法形成太长的大分子链。以硅元素为核心的聚合物质，比如硅烷硅，其中的硅原子数量最高只能到8个，而且结构还非常不稳定，化学键非常容易断裂。同时硅元素之间的化学键、硅元素与氧元素之间的化学键，在遇到O-H或者N-H等氢键给体的物质时（比如水、氨气等），也非常容易断裂。这种情况，极大限制了硅基体聚合成更大分子的可能性。

代谢途径受到很大地抑制。碳基生命体中的水、二氧化碳等物质，具有很强的流动性，可以很好地参与机体的新陈代谢，而且代谢途径畅通，效率非常高。由于硅基体害怕水，不能用水作用为营养物质传输和新陈代谢的媒介。另外，硅元素如果参与代谢，那么代谢的产生大多数都是固态，比如二氧化硅，那么如果将这些固态的代谢产物快速排出体外，也是一个很难回避和处理的问题，除非硅基生命所生活的环境温度高于二氧化硅的熔点、同时硅基体本身组成物质的熔点还要高于环境温度，显然这样的条件非常苛刻。

能量的贮存和利用也是一个大问题。碳基生命能够利用酶来控制机体内碳水化合物的合成以及能量的释放，这些酶通常具有左旋或者右旋的特性，这也造就了有机分子可以具备不同类型的形状，继而碳基生命体的外观千差万别，形成了丰富的生物多样性。但是，像硅烷类物质及其衍生物的稳定性较低，形成不了具备左旋或者右旋特征的化合物，也就失去了可以控制和调节新陈代谢、控制能量贮存和利用的联动反应机制，因此不能进行高效的复杂生理活动。

硅基生命形态的两种“设想”

一种是生活在高温的星体表面，环境温度高于二氧化硅的熔点，身体组成物质的熔点要高于环境温度，“有机体”中硅链原子数量等于或者低于8个，是名副其实的短链小个体。或者硅基生命体本身就是以液态或者气态形式存在的。

另一种是生命体的机体组成不是以硅和氧为骨架，而是硅和氟为主体，机体参与新陈代谢的重要物质是氟、四氟化硅，这样就解决了硅基物质怕水、代谢产物为固态的矛盾，因为氟气本身和氧气都具有很强的氧化性、四氟化硅为气态便于高效排出体外。那么，在硅、氟含量都较高的星体上，或许存在着这种形态非常单一、且个体不大的固态生命形式。

但是，从总体上看，宇宙中硅基生命存在所需的条件还是相当苛刻的，从现有认知体系来看，宇宙中存在硅基生命的可能性非常低（但我们不能说完全没有，毕竟我们的探测技术以及科学技术水平仍然有很大的局限性）。不过我们应该看到，除了硅之外，像磷、硼这两种元素，无论是它们与氢形成氢化物的能力、还是自身化学键的连接能力和稳定性，都要明显强于硅，说不定在将来，磷基生命、硼基生命或许要比硅基生命更早地被我们发现呢。

硅基生命是什么形式的？

何为“硅基生命”？是玻璃人？还是石头人？亦或是“擎天柱”？

一想到所谓的“硅基生命”，很多人可能就会联想到与我们地球生命完全不同的形态，比如类似与“变形金刚”之类的生命体。之所以会有如此的想法，其实主要还是由于“硅”在人们心目中形态基本上都是砂子、石头、玻璃、类金属的形态，包括我们每时每刻都在使用的各类芯片，主要成分其实也是“硅”。

这就导致很多人会把“硅基生命”想象得非常科幻，很多科幻电影中也都会提到类似的“硅基生命”，从地球生命形态的角度来看，“变形金刚”完全没有存在的可能性，但如果以“硅基生命”的逻辑去分析，其确实有了那么一点点的可能性。

“碳基生命”与“硅基生命”的雷同与差异。

元素周期表中有118个元素，为什么人们如此钟情于“硅元素”呢？

在元素周期中，碳元素排在6号，硅元素排在14号，硅元素正好住在碳元素的“楼下”。

碳原子有四个共价键，可以形成一个稳定的结构，硅原子同样也是四个共价键，两者有着一定的相似性。

总体来说，硅元素确实在很大程度上与碳元素有着一定的相似性，但其实两者本质上的区别还是非常巨大的。

地球生命全部为“碳基生命”，同时地球上也存在大量的硅元素，为什么没有诞生“硅基生命”呢？

我们生活的地球上，“硅”元素要远远多于“碳元素”，为什么最终所有的生命体都是由碳元素组成的呢？这当然要归功于碳元素的稳定性及不易分解性了。但其实这也在另一个层面上说明“硅基生命”本身是存在一定的“弱项”的，这也可能就是为什么地球上没有诞生“硅基生命”的一个核心原因。

当然，我们现在所探讨“硅基生命”存在可能性小的结论主要还是在地球范畴内的一个认知，如果在宇宙中的其它星球上，可能存在较高的稳定，那种情况下“碳基生命”基本就没有了生存空间，在硅元素的抗高温能力是非常强的，理论上也是可能创造出我们目前所无法理解的“生命机构”的。