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碳基生命和硅基谁更高级?我们未来有可能变成硅基生命吗?

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网上有一句调侃的老话:“这是碳基生物能干出来的事吗?”

但是,你有没有想过,我们为何会自称是碳基生命?有没有可能还有其他生命形式?

这是一个困扰人类多年的难题,也是科学家和科幻作家不断探索的领域。有的科学家甚至断言:碳基生命可能是硅基生命进化的一个短暂节点!也就是说,硅基生命更加高级。

事实真的是这样吗?

理解碳基生命

在讨论,碳基生命和硅基生命谁更高级之前,我们先要了解一下,我们究竟为何自称碳基生命。

首先,我们来看地球生命的定义:具有能量代谢功能,能回应刺激及进行繁殖的开放系统。这几个过程意味着什么呢?

要想对外界刺激作出回应,就需要能量,脂肪,糖原等物质则负责存储能量,在人体需要时,经过一系列化学反应,在我们体内直接提供能量的是ATP,全称是腺嘌呤核苷三磷酸,由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成,水解时可以释放能量。

想要进行繁殖,就要能想办法把本种生物的特性信息传递给下一代,举个例子,如果人类要繁殖后代,那么就要保证下一代也是一个头,头上有俩眼睛,一个鼻子俩鼻孔,一张嘴巴。嘴里一嘴牙。这种生物的特性信息我们叫遗传信息碳基生命中是由核酸负责存储和传递的。

在整个生物活动的整个过程当中,还有其他的大量的物质参与,比如蛋白质。

然后我们就能发现,我们提到的以上所有物质,脂肪,糖原,ATP,蛋白质,核酸。共有的元素是碳,氢,氧。那么问题又来了,那为何我们不叫氢基生命或者氧基生命,而要叫碳基生命呢?

我们继续来看上述生命活动必需的物质,这些物质无一例外,都是以碳原子相互连接形成长链,然后再连接氢氧元素有的还需要连接其他元素而形成的。

而氢原子和氧原子就不具备这样的性质。氢和氢只能形成氢气(H2),氧和氧只能形成氧气(O2)和臭氧(O3),氢和氧只能形成水(H2O)。氢和氧相互组合能形成的物质,最多也就三个原子(O3和H2O)。

一个分子里,原子连二位数都达不到,更别说形成纷繁复杂的各种物质,满足不同的生命活动需要了。而碳元素可以做到,所以才有了众多的有机物,才能形成各式各样的生命。这就是为什么,我们被称为碳基生命。

辨别硅基生命

好,搞清楚了碳基生命的定义,那我们反过来看硅基生命。我们现在之所以思考碳基生命和硅基生命的问题,是因为我们碰上了硅基芯片这种东西。

但是如果按照上述碳基生物的定义来看硅基芯片的话,硅基芯片所派生的所有造物,都不能算是硅基生命。因为硅基芯片是基于硅单质的半导体性质:一种介于导电和不导电之间的属性。

而碳基生物是基于碳原子相互连接形成长链。完全不是一个概念。

当然,我们不去讨论硅基芯片所派生的造物,能不能被定义为生命,我们只是在说事实。

所以,如果我们细分碳和硅可能能产生的生命形式。包括:1.碳单质芯片生命,2.硅单质芯片生命,3.碳原子长链生命,4.硅原子长链生命。当然这四种生命都是为了相互区分,个人随便命名的。没有任何的权威性。全图一乐。

所以目前被我们比较的碳基生命和硅基生命,准确来看比较的是碳原子长链生命和硅单质芯片生命。只不过大多数人没想那么多,以碳为核心就叫碳基生命,以硅为核心就叫硅基生命。完全没考虑之间的不同。

二者比较

花费了比较大的精力理顺概念和定义后,是时候进入正题了,不过这么解释之后。我们会发现,碳基生命可能是硅基生命进化的一个短暂节点。这句话,可能还真有一定道理。

首先,我们碳原子长链生命率先出现在地球上,然后我们为了弥补我们很多的固有缺点。我们研究出了硅基芯片。现在还在拼命的让硅基芯片的派生产品智能化。然后,就可能出现超级人工智能一旦对人类产生敌意,它们就能凭借超高的适应能力,迅速扩张消灭人类。从而取代人类。

但是呢,除了这一点以外其他的就没什么说法了。虽然宇宙中的硅元素含量颇丰,但是我们按照常理来看,既然我们这边自然形成的是碳原子长链生命,那么其他星系即使要形成硅基生命,那也应该是形成硅原子长链生命。而不是形成硅基芯片生命。

虽说拿碳原子长链生命和硅单质芯片生命比较也没什么不可以的。但总有一种拿菜刀和锅铲比,完全不在一个频道上的感觉。更合理的应该是碳单质芯片生命和硅单质芯片生命比,拿碳原子长链生命和硅原子长链生命比。

碳基芯片VS硅基芯片

想必大家看到这个小标题,都有点惊讶,碳单质也能用来搞芯片吗?别说还真能。

首先,碳基芯片的基本单元是碳纳米管,和硅基芯片相比碳基芯片导电性能和热导性能,可以大幅度提高芯片的工作频率。在尺寸相同的条件下,碳基芯片还具备更低的功耗和更小的尺寸,进一步增强了设备的续航能力和便携性。

其次,碳基芯片还具备优秀的机械强度和抗辐射能力,相比之下,硅基芯片更容易受到高温、辐射等环境因素的影响,这就使得碳基芯片在一些极端工况下表现更加可靠,具备更长的使用寿命。

但这只是理论上的性能,毕竟碳基芯片还没有真正面世,具体性能我们还不能确定。不过呢,中国的工艺技术实现了纳米级别的碳纳米管制备。相信离着碳基芯片也不会太远了。

碳基长链VS硅基长链

比较了两种芯片,我们再来看看硅原子形成长链的能力。这也是硅元素能不能形成和人类类似的生命的前提。

不过呢,很遗憾!硅原子形成长链的能力十分有限。碳原子半径小于硅原子半径,烷烃中碳碳键的键长较短,键能较大,容易形成稳定的长链。硅烷中碳碳键的键长较长,键能较小,不稳定,不易形成长链,目前已知的硅长链中的硅原子数最多也就是8个,高温下的稳定性也不行,还不能在质子溶剂中稳定存在。

因此少在地球上,硅原子长链生命我们应该是见不到了。所以呢,关于这种生命具体的特性,我们也无法讨论。

不过,这也不是说硅完全不能形成长链,地球的环境太热,那宇宙中总有温度低的星球,而且在这个温度下,很多原本是气体的物质也会变成液体,说不定这时候也会出现由数万个硅原子形成的大分子,出现以硅原子为长链的蛋白质,核酸等化合物。并且诞生生命。

所以呢,个人感觉硅基和碳基长链生命应该分不出绝对优劣。毕竟连存在的条件都大相径庭。怎么比?

总结

本文与其说在讨论什么文明更高级,不如说是在梳理四种可能出现的生命类型。并且个人认为:没有绝对高级的生命,只不过各个星系,各个星球环境不同。各种生命的诞生进度也不同。我们地球刚好适合这样的一条道路罢了。

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