为什么地球选择了“碳基生命”，却放弃了“硅基生命”？

科学家告诉我们，地球上所有已知的生命，都是属于“碳基生命”，而所谓的“碳基生命”，是指以碳元素为有机物质基础的生命体，这应该如何理解呢？我们可以先来简单了解一下化学中的“八隅规则”，这个规则适用于所有主族元素，其内容简单来讲就是，当组成分子的原子的最外层电子数量为8个的时候，就可以达到相对稳定的结构，这也被称为“八隅体”。

我们知道，宇宙万物都会自发地趋向于稳定，所以在结合成分子的过程中，原子们也会自发地趋向于通过得到、失去或共享其最外层电子以达成“八隅体”。

碳元素就是主族元素，对于碳原子来讲，其最外层的电子数量为4个，这就意味着，碳原子得到和失去最外层电子的能力都不是很强，因此在大多数情况下，碳原子都会通过共享其最外层电子的方式与其他原子结合。

为方便理解，我们可以将其想象成，这好比是碳原子有四只“手”，每只“手”都可以拉住其他的原子，在这种情况下，碳原子就可以“手”拉着“手”构成长链结构，而与此同时，它们还有剩余的“手”可以去拉住其他类型的原子。

如此一来，就可以形成以碳原子“手”拉着“手”为“骨架”的、结构非常复杂的化合物，而在它们之中，就包括了地球上所有已知生命的物质基础——有机化合物，也正因为如此，我们才说地球上的生命形式都属于“碳基生命”。

有意思的是，硅元素也是主族元素，并且硅原子的最外层电子数量也是4个，也就是说，硅原子也有四只“手”。

所以从理论上来讲，它们也可以通过类似的机制形成以硅原子“手”拉着“手”为“骨架”的、结构非常复杂的化合物，而假如有某种生命是以这样的化合物作为物质基础，那它们就可以称为“硅基生命”。

那么问题就来了，为什么地球选择了“碳基生命”，却放弃了“硅基生命”呢？是因为地球上的硅元素不够多吗？当然不是，要知道地球的地壳中有大约4分之1的质量都是硅，这可比碳元素多得多了。既然如此，那又是为什么呢？我们接着看。

实际上，硅与碳的关键区别在于，硅原子比碳原子多了一层电子层，这个多出来的电子层就使得硅原子对其外层电子的控制力远不如碳原子，也就是说，虽然硅原子也有四只“手”，但它们的“手”却没有碳原子那样有力，这就导致了硅与其他元素形成的化合物，其稳定性通常都很差，远远不如碳。

一个简单的例子就是，硅与氢形成的化合物——甲硅烷 (SiH4)，在地球表面的常温常压下极其不稳定，甚至会发生自燃，而碳的类似化合物甲烷 (CH4) 则要稳定得多。

另一方面来讲，碳原子对其最外层电子强大的控制力，使得它们之间能够形成双键甚至三键，我们可以将其简单地理解为，碳原子之间可以同时用两只甚至是三只“手”去拉往对方，也正因为这个原因，碳原子就可以组合成稳定的长链结构，而正是复杂有机分子的基础。

相比之下，由于硅原子对其外层电子的控制力相对较弱，因此它们很难在地球上的自然条件下形成双键（至于三键就更不用说了），这就使得硅原子即使偶然形成了长链结构，也很容易断裂，根本不可能长久存在。

除此之外，硅元素还有一个重要的特点，那就是它们与氧元素之间的结合能力是很强的（相对于其他元素来讲），而一旦硅与氧结合在一起，就很容易形成一种被称为“硅氧四面体”的结构，由于这种结构极难与其他物质发生化学反应，而地球上又富含氧，因此地球的上硅基本上都是以硅氧化合物的无机形式存在，例如在我们常见的岩石和沙子中，通常都含有大量的硅酸盐和二氧化硅。

（↑硅氧四面体结构）

由此可知，地球之所以选择了“碳基生命”，却放弃了“硅基生命”，其根本原因就是地球上的自然条件只适合“碳基生命”，而不足以支持“硅基生命”出现，当然了，这只是局限于地球，从理论上来讲，在特定的自然条件下，“硅基生命”也是可能存在的。

需要知道的是，在高压环境中，硅原子之间其实也可以形成稳定的双键甚至三键，而在低温环境中，硅与非氧元素形成的化合物也能保持稳定，而如果环境中缺氧，硅与氧的强结合问题就可以被排除。

这就意味着，在高压、低温、缺氧的自然条件下，就可能会形成形成以硅原子“手”拉着“手”为“骨架”的、结构非常复杂的化合物，进而为“硅基生命”的出现打下必要的物质基础。

另一种可能是，足够高的温度可以破坏“硅氧四面体”结构，由于硅与氧的具有很强结合能力，因此在高温环境中，它们就可以形成“……硅-氧-硅-氧-硅……”这样的长链结构，这也被称为“硅氧链”。

在这种情况下，如果还有高压的“帮助”，“硅氧链”就可以与其他的非氧元素大量结合，形成以硅原子和氧原子“手”拉着“手”为“骨架”的、结构非常复杂的化合物，从而使“硅基生命”的出现成为可能。

也就是说，我们并不能完全排除宇宙中存在“硅基生命”的可能，毕竟宇宙那么大，其中的星球多得难以计数，在这些星球上，什么样的自然条件都可以存在。

可以想象的是，或许在宇宙深处的某颗星球上，就生活着一群具有高等智慧的“硅基生命”，而他们也在思索，为什么他们的“地球”选择了“硅基生命”，却放弃了“碳基生命”，谁知道呢？