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外星可能存在的矽基生命!遠比人類強大,壽命可達百萬年

2024-04-23科學

從很久很久以前的宇宙大爆炸開始,太陽系在約50億年前誕生,而地球大約45億年前才出現。再到大約37億年前,地球上開始有了生命。這一切都是多麽神奇啊!

地球生命的誕生,既復雜又偶然,就像是宇宙中一場精心編排的魔術表演。有人打了個比方,說這個過程就像是——

想象一下,一只猴子在打字機上瞎敲,這看似隨機的動作要湊出大英博物館裏所有書的文字,這種可能性比地球上出現生命的機率還要大。簡單說,猴子打出一本大英博物館的書比地球有生命還難。

盡管如此,我們依然存在於地球之上,生命自然而然地在這裏誕生。更令人驚嘆的是,地球孕育出了宇宙中獨一無二的智慧生命——人類,這就像是宇宙中一朵璀璨的花朵,令人矚目。

如果說生命在地球上的起源是一個奇跡,那自然會讓人好奇這個奇跡是怎麽來的,以及我們為何也能被稱為其中的一部份。

你知道嗎,我們人類其實就是碳基生命。我們的身體、骨頭、甚至每一個細胞,都是由碳元素構成的。這種碳元素和其他元素一起,構成了我們身體裏的蛋白質、脂肪、醣類等重要的物質。所以,我們可以說,碳元素是生命的基石。不過,除了我們人類,還有許多其他生物也是碳基生命哦!

為啥是碳這種元素成為我們生命的基石,而不是其他元素呢?

【生命的起源】

理論上來說,生物並不受限於特定的化學物質範圍。換句話說,生物並不是只能在某種化學物質中生存或發展。

英國演化生物學大咖道金斯覺得:

簡單來說,生物有個核心特點就是可以自己造自己,就是吃吃喝喝長大和生小生物。這其實就是資訊一直存在的表現。換句話說,生物就是被大自然選出來的資訊。

想要構成生命,任何自然界的物質都必須滿足兩個必要條件:

這段話其實挺簡單的,就是說某樣東西或某個系統既要穩定可靠,又得足夠復雜多樣。穩定呢,就是說它不容易出問題,用起來很放心;復雜呢,就是它有很多細節和變化,能滿足各種不同的需求。所以,這句話就是告訴我們,要找那種既穩定又復雜的東西或系統,這樣才能應對各種挑戰和問題。

生命體的穩定性是其維持新陳代謝和復制自身的關鍵,而復雜性則使其能夠自我演變,呈現出多樣化的形態。換句話說,穩定性保證了生命的基本運轉,而復雜性則推動了生命的多樣性和前進演化。

差不多46億年前,銀河系的一個特別位置,一堆氣體和顆粒匯集起來,慢慢地融合成了一個大火球,就是我們的太陽。而那些沒融合進去的殘留物質,就變成了行星和其他小天體。

月球誕生後,我們的原始地球也受到了眾多小行星的撞擊,這些小行星帶來了豐富的水資源,同時還帶來了許多有機分子。這樣,我們的地球就開始擁有了水和生命的基礎物質。

現在,地球上到處都是碳、氫、氧、氮等元素。這些元素中,碳元素有點特別,因為它能組成很多復雜多樣的分子,這可是生命形成的重要條件。

碳原子因其化學特性,擁有四個自由電子,就像是人群中的「社交達人」,特別擅長與其他元素「交朋友」。這種能力讓碳原子能夠不斷吸引其他元素,形成各種不同的物質,進而構成千變萬化的分子。

想象一下,在古老的海洋裏,二氧化碳和甲烷就像搭積木的小塊。它們透過化學反應,變成了甲醛這塊稍微大一點的積木。然後,甲醛繼續和其他小夥伴合作,形成了雙碳分子。隨著時間的推移,這些雙碳分子像小朋友長大一樣,逐漸變成了更大的分子,也就是生命的基石——糖。

除了糖,海洋裏的氮元素也和碳原子成了好朋友,一起組成了蛋白質和核酸這兩種非常重要的東西。

這些反應都是隨機的,經過數億年的時間,分子們不斷「瞎碰瞎撞」,直到大約37億年前,第一個生命從這些原本沒有生命的物質中誕生了。

生命最初的形式,也繼承了碳元素構建物質的特性,這使得生命得以持續——擁有適宜的化學反應速率。

生命的各種表現,像是新陳代謝、繁殖和對外界刺激的反應,其實都離不開化學反應。簡單來說,化學反應是這些生命活動背後的「推手」。

細胞分裂和演化,就像獵豹疾馳追捕獵物,或者變色龍迅速變換體表顏色一樣迅速。

其實啊,這些反應都靠生物體內的化學反應撐著。化學反應快慢對生物演化速度有很大影響。而碳元素構成的分子特別活躍,能讓化學反應及時發生,幫助生物應對地球環境的各種變化。

經過幾十億年的漫長歲月,由碳元素構成的生命體在各種機緣巧合下,經歷了幾乎不可能的概率,最終演化成了我們現在所知道的所有動植物。

雖然碳元素很特殊,但元素周期表裏還有其他和它性質相似的元素,比如矽。

既然矽和碳是同一周期的元素,性質上那麽像,理論上矽也應該能演化出矽基生物吧?可為什麽我們至今都沒發現呢?

【外星可能存在矽基生物?】

設想過矽基生物,這得益於矽元素的特性。

1891年,德國有位叫Julius Scheiner的化學家,他就提出了矽基生命這種大膽的設想。

不少科幻作家都腦洞大開,想象過外星生物可能是矽基生物呢。

以撒·阿西莫夫在他的書【並非我們所知:論生命的化學形式】中,也提到了——

氟化矽酮生物,它們的生存環境離不開氟化矽酮這種介質。想象一下,它們就像是住在氟化矽酮構成的房子裏,離不開這個特殊的「家園」。在這個「家園」裏,它們能夠生長、繁衍,展現出生命的活力。氟化矽酮,對它們來說,是不可或缺的存在。

科幻作家迪金森曾設想過矽基生物,這一想象非常有趣。他認為,生命不一定非得基於碳元素,也許在宇宙的某個角落,存在著以矽為基礎的生命體。這個想法非常獨特,打破了我們對生命的傳統認知。當然,這只是一個大膽的設想,我們目前還無法證實其真實性。但是,這種想象讓我們對生命的多樣性有了更多的認識,也讓我們對未知世界充滿了好奇和期待。

想象一下,這是一種在矽質植物間自由遊走的矽質生物,它們的身體可能由類似玻璃纖維的細線巧妙連線,構造既精細又近乎透明。

雖然理論上矽基生物可以存在,但它們肯定不在地球上。你知道嗎,地球早期的時候,氧元素可多了。那個時候,碳作為地球上的生命體,跟氧原子一結合,就變成了二氧化碳氣體。這種氣體嘛,排出體外挺容易的。所以,矽基生物要想在地球上生存,可得面對一大堆挑戰呢!

矽與氧氣的反應會生成固體,所以如果早期地球上真的存在矽基生物,那情況就大不一樣了。想象一下,這些矽基生物與氧氣一接觸,就會變成固體,這可是個挺有意思的概念。不過,這只是個假設,畢竟我們現在還沒發現真正的矽基生物呢。

像玻璃和沙子這樣的物品。

同時啊,矽化合物的反應速度可比碳化合物慢多了,它們的演化速度也會慢下來,很可能沒法跟上地球環境快速變化的步伐。

矽基生命,如果真的存在於宇宙中,那它們的生存環境可就得好好琢磨了。為啥這麽說呢?因為矽元素有它自己的特點啊。所以啊,矽基生命可能依賴的環境,大概就兩個方向——

天氣熱得讓人難以忍受,或者冷得讓人瑟瑟發抖。

矽基生物在較高或較低的溫度下表現更活躍,這有助於它們克服自身的弱點。

你知道嗎?矽分子真的很厲害!它們能在超冷和超熱的環境下都活得好好的。大概需要多少溫度呢?嗯,那個數碼我記不太清了,但肯定是適合它們生存的溫度啦!

要麽冷得跟北極似的,零下100度;要麽熱得跟火爐一樣,零上250度。

二氧化矽在超高溫或超低溫下會變成液體或氣體,從而排出體外。如果我們不靠氧氣呼吸,就得靠矽酮,這東西能在零下100度到零上250度之間保持穩定。簡單來說,就是二氧化矽在特定溫度下能變身排出,沒氧氣時,矽酮能救我們一命,前提是不超過它的穩定溫度範圍。

換個角度來看,矽基生物在高溫下的分子活躍度遠低於碳基生物,這意味著他們的行動會特別緩慢。

想象一下,如果我們真的遇見了矽基生物,他們的壽命會長得讓人咋舌,說不定長達百萬年。他們做個簡單動作,比如轉個身,可能就得耗費我們幾個月甚至幾年的光陰。對我們來說,他們幾乎就像靜止的一樣。然而,在他們眼裏,人類的生命只能算是「一剎那」,短得幾乎沒法跟他們交流。這種感覺,就好像我們在看一部快進的電影,而他們卻是在看一部慢放的。

【結語】

說實話,就現在人類的科技水平來看,我們對於生命和智慧的認知還有很長的路要走。我們了解的只是冰山一角,還有很多未知的領域等著我們去探索。所以說,雖然我們取得了一些進步,但關於生命和智慧的奧秘,我們還有很多需要學習和理解的地方。

盡管我們常說碳基生物的演化是個「不可能事件」,但這並不意味著其他生命基礎的產生就沒有可能。畢竟,概率學裏也有例外和奇跡的存在。所以,我們不能完全排除這種可能性。

關於「生命」的定義,生物學界至今還沒有達成一致。說不定將來我們會發現,生命的基礎可能是由其他物質構成的「生物」呢。所以,關於生命,我們還有很多未知等待去探索。