修仙文明真的出现过吗，从科学的角度解读硅基

众所周知，从物质组成上看，地球上所有生物都具由基本相似的物质组成——基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成。这些元素相互结合，构成氨基酸、核苷酸、葡萄糖等生命小分子；这些小分子再通过特殊的方式相互结合，形成蛋白质、核酸、多聚糖和脂类等生物大分子。这些分子成为构建生命的基本的“砖块”。由于构成这些生命的这些重要的生物大分子都以碳骨架为基础，所以研究者称这样的生命为“碳基生命”。

但是根据元素周期律，和碳同一主族的元素硅，也具有这样的特点，那么我们可以将碳替换成硅从而形成生命体吗？一起来看一下吧。

硅在宇宙中分布广泛，且在元素周期表中，它就在碳的下方，所以和碳元素的许多基本性质都相似。

举例而言，正如同碳能和四个氢原子化合形成甲烷(CH4)，硅也能同样地形成硅烷(SiH4)，硅酸盐是碳酸盐的类似物，三氯硅烷(HSiCl3)则是三氯甲烷(CHCl3)的类似物，以此类推。

而且，两种元素都能组成长链，或聚合物，它们都能在其中与氧交替排列，最简单的情形是，碳-氧链形成聚缩醛，它经常用于合成纤维，而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮。

所以乍看起来硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素，且有可能出现一些特异的生命形态就有可能以类似硅酮的物质构成。

硅基动物很可能看起来象是些会活动的晶体，只是我们人体中的碳被硅取代，从而产生了新的新陈代谢系统。

但是有一点可以确认，就算硅基生命存在，它跟人类的外观绝对大相径庭。这种生物体的结构件可能是被类似玻璃纤维的丝线串在一起，中间连接以张肌件以形成灵活、精巧甚至薄而且透明的结构。

对硅基生命的质疑

硅的连接能力相当糟糕：不同于原子数可以很高的烃类，硅烷硅数只能到8且不稳定。

硅烷及其衍生物热稳定性差且容易缩合。而这无疑与硅基生命需要的高温环境是相悖的。

硅-氢键和硅-硅键容易被各类质子溶剂完全破坏。这也就意味着常见的水，氨甚至氟化氢等溶剂都不能作为硅基生命的载体。

在宇宙中，人们只发现了二氧化硅和硅酸盐，却从来没有发现过硅烷和硅酮等物质。

目前硅烷和硅酮只能通过人工合成。在天文学家向宇宙中搜寻生命存在的可能性时，他们在彗星、陨石上找到了碳的高级化合物，也却没有找到硅的高级化合物。

当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时，会形成二氧化碳气体，这种物质相对惰性易于产生且很容易从生物体中移除。但是，符合条件的无机气态硅化合物却不存在。而易于产生的二氧化硅则是固体，难道硅基生命只能通过排泄来达到循环吗？也许有人会提出质疑，产生成分为硅化合物的废物后也可以用浓磷酸或氟化氢组成的“血液”和化学性质特别稳定的血管组成内循环系统，虽然这种循环系统并不是硅基的却是可能的。

碳基生命以碳水化合物储存能量，硅基生命也可以用类似的化合物进行能量储存，但如何使用这些能量则比较难办。碳基生命用左旋或右旋的大分子———酶来控制碳水化合物，但硅则难以组成这样的大分子。

遗传又是另一个难题。碳形成的基因链在水中很稳定，这使得碳基生物体内可以包含着大量的水。但是，硅形成的基因链在水中很不稳定，这决定了硅基生物无法以水充实身体，而其他的液体，如铁水、熔化玻璃，也很难保持其基因链的稳定。

从上述质疑看来，硅基生命必须具有合适的温度，特殊的“酶”，特别的使用能量的方法，以及稳定的遗传条件。光是温度，硅基生命需要高温来完成硅循环，同时需要低温稳定硅链的结构，这就已经是一道难以逾越的鸿沟了。

综上所述，硅基生命已然不可能存在，无论是处在何种环境中，但是不要气馁，科学家们已经将目光转向了其他非碳基生命体例如硼和磷。

硼拥有比硅更小的原子半径和远比硅强的连接能力——硼是唯一和碳一样具有无限延伸自身的能力的同时氢化物系列稳定性不受原子数目制约的元素；同时硼还具有比碳更丰富的成键多样性；硼烷拥有种类众多的衍生物，且复杂硼烷及其衍生物稳定性也十分可观。

有人认为，硼基生命可能生活在以氟化氢为溶剂的海洋中。星球表面温度比地球更低。

硼可以无限延长自己的硼链，并且其稳定性较硅而言强太多了，羧酸的硼烷基硼酸，再和铵反应生成类似于氨基酸的有机胺或氨的氮配合的硼烷基硼酸。其中RNH2-B相当于氨基酸中的氨基NH2-C，-B(OH)2则相当于羧基-COOH。通过脱水和重分配，可产生类似于多肽，以对应肽键-CO-NH-C的-B(-NHR-B)2为连接中心的多聚物。这就意味着硼是可以形成“蛋白质”并且具有遗传效应的。

文章来源：《生命科学》 网址: http://www.smkxzz.cn/zonghexinwen/2021/1130/1037.html