宇宙中是否存在：硅基生物的外星生命体？地球为何都是碳基生物？

地球，真的是宇宙中唯一一个能够孕育出生命的星球吗？在人类科技爆发的近一百年中，对地外生命的寻找从未停止过，2021年年末，中科院院士武向平曾在公开演讲中表示“相信外星生命的存在”，同时他也提到，当前寻找外星生命的方法有三种：一是寻找宜居的类地行星，二是探测外星信号，三是在各星球上寻找生物大分子的踪迹，这也是最常用的方法。

而所谓的生物大分子，也就是以碳元素为基础构建的蛋白质或DNA分子，这是碳基生命的核心。中国的玉兔号探测器登月，美国的毅力号探测车登陆火星，都是带着同样的目的在外太空寻找构成碳基生命的有机大分子。然而，结果都是竹篮打水一场空，我们至今都未在任何星球上发现过碳基生命的迹象。那么我们是否应该换一种思维，有没有可能一开始找的方向就出了问题呢？

我们常用的宇宙探测设备是基于探测碳基生物而制造的，如果说外星生命不是碳基生物，而是硅基生物，是不是就无法发现到他们的生物讯息了呢？这个宇宙中可能存在硅基生命吗？世界上最伟大的科幻小说家阿西莫夫提出过四类生命形式的猜想。第一类是类似智能AI机器人，这样的人造生命。第二类是以信息或意识为载体的抽象生命。第三类是以粒子、能量、电磁波形式为载体的高纬生命。

以上三类听起来过于天方夜谭，完全超越了人类的认知，唯独第四类听上去有些道理，第四类是一种类似碳基生命的形式，那就是以硅元素、氨元素或是硫元素为核心的生命体。其中可能最为接近人类的便是硅基生物，这样的想法放在80年前已经算是非常超前了，但是想来这些魔幻的生命形式未必不可能存在，谁能肯定外星生物一定要像地球人这样依靠水和氧气来生存呢？甚至它们都未必具有多细胞的组织结构，但是最重要的是一种生命体的出现，并不是生命形式所决定的，而是基于以下几点：一是体内平衡，具有组织性；二是具备新陈代谢的功能；三是可以生长繁衍；四是能够适应环境的变化。

同时表现出对环境的应激性，只要一个个体能够做出以上几点，不论你是硅基生物，还是电磁波生物，还是没有实体的抽象生物，都可以被称为“生命体”。而人类作为典型的碳基生物，恰恰是因为以碳元素构成的核酸和蛋白质等分子体系，能够完成上面提到的自我繁殖，适应环境变化，智力发育。所以，地球生物才称之为“碳基生物，但是碳元素的强大并不代表着只有碳元素可以成为生命形式的基础，就像著名科学家卡尔萨根说的那样，当我们把碳基生命唯一论奉为圭臬的时候，其实大大限制了人类对外星生命形式的猜想与探索。

咱们不妨按照阿西莫夫的构想去大胆论证一下，看看硅基生命到底有没有可能。首先，我们要知道碳元素到底具有怎样的优势，才能从29种生命元素中脱颖而出成为地球生命的核心呢？其实，这也是自然选择的结果，因为相较于其他28种生命元素，天大碳原子具有极强的结合能力，既可以相互连接成碳环和碳链，同时还可以与氧、氢、氮、磷、硫，等元素结合起来。

工程结构多变，功能复杂的有机化合物。同时，碳元素自身的稳定性，也为维持各项生命活动的正常运行，积极营养物质和遗传物质传递交换提供了保障反观硅元素呢？它虽然没有得到地球生物的青睐，但是在自然界中它也有着独特的优势。硅在宇宙中分布广泛，仅在地球上硅元素含量就是碳元素的1000多倍。另一方面，由于硅和碳是同主族元素，在元素周期表上它们上下为邻居，因此许多生化基本性质极其接近。

比如说，碳能和四个氢原子化合形成甲烷，硅也能同样地形成硅烷，而且两种元素都能组成长链或者聚合物。所以说，比较起来硅元素的确是一种可以代替碳元素，成为构成生命体的核心。早在100多年前，欧洲科学家就提出了这样超前的概念，并着手进行研究。1891年，来自波茨坦大学的天文物理学家儒略·申纳就在论文里第一次提到“以硅元素为基础，创造生命的可能性。而在之后，英国化学家爱默生雷诺兹在这个猜想上进行了延伸，他认为考虑到硅化合物的热稳定性，硅基生物很有可能在极高温环境中生活。

又过了三十年，英国生物遗传学家约翰·沃尔丹提出猜想，或许在未知的某个星球上，存在以硅酸盐为基础的半融化液态生物。到了最近几年围绕硅元素的生物性科学家们又有了新的发现，那就是起初认为硅元素相较于碳元素稳定性更差，现在看来也未必。因为研究人员发现，一旦硅原子和氧原子发生结合，就可能形成一条坚固的硅氧链，这种元素链就像针线一样可以自我复制，组成更为复杂的化合物，复杂程度绝不亚于DNA。

蛋白质这种碳基大分子，只不过基于硅元素的特性，由硅氧链组成的生命体更像是一块被玻璃纤维连接的晶体，一眼就能看穿其体内的器官组织，毫无隐私属于。科学家的猜想听起来想得很像回事，但却绕不开硅基生物的几大致命弱点。个人认为，只要是生命就一定有缺陷，因为当我们在接受自然选择增加某些优势的时候，其实也在同时给自己制造某些短板。

就比如说硅元素的热耐受性强，所以能够承受像火星一般的极高温环境，但是你是否想过，它们应该怎么呼吸呢？要知道，人类这种碳基生物在呼吸过程中会和氧气反应生成CO2，那么硅基生物在与氧气反应时，就会生成二氧化硅，也就是沙子的主要成分。一个生命体的肺部如何处理这些固体垃圾呢？有科学家认为或许有别的解决方式，如果硅基生命是生活在一个400摄氏度以上的高温星球上，他们呼出的二氧化硅将会化作液态，甚至气态这样就可以像地球人呼吸一样轻松。

另外，硅基生物或许还有另一个缺陷，那就是由于硅化合物的化学反应速度远远慢于碳化合物反应，所以硅基生物的动作可能在我们看来非常缓慢，甚至接近于静止状态。大家可以联想一下《疯狂动物城》里的闪电，随便做一个动作都可能需要几个月或者一年的时间，所以我们的肉眼可能会认为它们静止不动，但是动作缓慢就意味着硅基生物的躲避风险的能力极差，一旦发生火山喷发、大爆炸或是地震这些大灾难，它们或许连逃跑的机会都没有。

如果是这样，按照进化论的原则，这种生命体应该被淘汰，因为它相较于碳基生物毫无竞争优势。当然，谁能说硅基生物只能有一种生命形式呢？在刘慈欣的科幻小说《山》中就曾描绘过一种以芯片为硅基大脑，以岩石为能量来源的可怕生物。而现在，半导体芯片普遍采用硅基材料，而以半导体芯片为核心的AI智能机器人，不正是硅基生命的另一种表现形式吗？也许在未来的某一天，作为新的生命形态的智能机器人将从硅元素中获取到进化之路的钥匙，而我们碳基生命将在某个毫无察觉的瞬间被硅基生物彻底取代。