科学百科92期：有可能形成以硅为基础的生命吗？

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本期为大家带来：

《你知道吗——现代科学中的100个问题》

本书是阿西莫夫的优秀作品之一。

作者以通俗的语言，深入浅出地解释了现代科学中的一百个尖端课题。

其中，有些是了解现代科学技术所必须具备的基础知识，如科学的研究方法、二进制数、相对论、亚原子粒子、核聚变、熵、晶体、病毒等。有些则是当代科学技术的前沿阵地，如黑洞、统一场论、夸克、快子、金属氢等。

作者对这些问题的来龙去脉，它们目前处在什么样的状态、有没有希望得到解决等问题均作了回答。

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第九十二个问题：

有可能形成以硅为基础的生命吗？

一切有生命的东西，从最简单的细胞到最大的红杉树，都包含着水作为它们的最普通的分子。浸在这种水中的是极复杂的分子，称为蛋白质和核酸，它们似乎具有我们所知道的一切生命的特征。这些复杂的分子具有由碳原子链和环组成的基本结构。几乎所有的碳上都附有一个或多个氢原子。少数的碳则附有包含着像氧、氮、硫和磷等原子的原子结合体。

用最简单的话来表达时，我们可以说，就我们所知，生命是由水中的碳氢化合物的衍生物所构成的。

生命能够由别的东西构成吗？我们能够找到某些其他种类的分子来提供生命的复杂性和多样往吗？除水以外，还有什么东西能提供起着生命基础作用的必要的独特性质吗？

我们能想象有什么像水那样的东西可以代替水吗？液态氨（氨水）在性质上与水最相近。在一个比地球冷一些的行星上（例如在木星上）氨是很普通的东西，它可能是液体，而水却是固体，可以想那里存在着以氨为基础的生命。

还有，氢附着在碳链上的许多地方，因为它很小，所以它适于附在任何地方，附在任何狭窄的角落或缝隙里。氟原子在某些方面像氢原子，几乎跟氢原子一样小。碳氟作合物的组成和化学性质与碳氢化合物的组成和化学性质有些相似，只不过，碳氟化合物比碳氢化合物稳定得多。

然而，也许在一个比地球热一些的行星上存在着以碳氟化合物为基础的生命。

但是，碳原子的情况又是怎样的呢？有什么东西能代替它吗？碳原子能够以四面附着在四个不同的原子上（包括别的碳原子）。由于碳原子非常小，相邻的碳原子非常接近，中心连着中心，形成一种牢固的键。正是这种键使得碳原子的长链和环处于稳定状态。

硅最像碳。硅原子也能以四个不同的方向附着在四个不同的原子上。然而，硅原子大于碳原子，因此，硅原子与硅原子的结合物不如碳原子与碳原子的结合物稳定。硅原子的长链和环存在的可能性远远小于碳原子的长链和环。

可能有一种由硅原子与氧原子交替排列而成的复杂的长原子链；每一硅原子上可能附有两个其他的原子或者原子团，这种分子称为“硅酮”。

碳氢化合物原子团或碳氟化合物原子团可能附着在硅酮分子上，这些结合物可能产生这样的一些分子，它们的大小、精致和灵活性足以形成生命的基础。在这个意义上，可以想象有以硅为基础的生命。

但是，这些其他的生命形式实际存在于宇宙中的某些地方吗？是否存在着以某种同我们自己没有任何相似点的、完全异样的化学成分和性质为基础的生命形式呢？我们也许永远也不会知道。

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艾萨克 · 阿西莫夫

Isaac Asimov

1920－1992

美国著名科幻小说家、科普作家、文学评论家，是美国科幻小说黄金时代的代表人物之一。

阿西莫夫一生著述近500本，题材涉及自然科学、社会科学和文学艺术等许多领域，与儒勒·凡尔纳、赫伯特·乔治·威尔斯并称为科幻历史上的三巨头，同时还与罗伯特·海因莱因、亚瑟·克拉克并列为科幻小说的三巨头。

其作品中以《基地系列》、《银河帝国三部曲》和《机器人系列》三大系列被誉为“科幻圣经”。曾多次获代表科幻界最高荣誉的雨果奖和星云终身成就大师奖（雨果奖7次、星云奖3次、轨迹奖2次）。小行星5020、《阿西莫夫科幻小说》杂志和两项阿西莫夫奖都是以他的名字命名。

他提出的“机器人学三定律”被称为“现代机器人学的基石”。

稿件搜集 | 靳淞

文字编辑 | 清皓

排版 | 阿豆

审核 | 川娱