| 天人地 | 2024-01-29 16:53 |
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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？  变形金刚可以算作硅基生命 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。  ATP的结构示意图  核酸结构示意图  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。  甲烷结构示意图可以看出碳原子的连接性很强 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。  我们常说的硅基文明指的是硅基芯片的派生，比如机器人 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。  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。  电影终结者就是强大人工只能反过来攻击人类的设定  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。  碳基芯片目前还在开发中 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。  碳纳米管示意图 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。  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。  宇宙中肯定存在温度更低的星球 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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