Существуют ли во Вселенной другие формы жизни, кроме жизни на основе углерода, с которой мы знакомы? Хотя вся жизнь на Земле основана на углероде, вполне возможно породить формы жизни, которые сильно отличаются от земных, учитывая обширность и бесконечные возможности Вселенной. Среди множества возможных типов жизни часто упоминается жизнь на основе кремния. Поскольку кремний химически похож на углерод и демонстрирует хорошую сложность и стабильность, хотя он и не так активен, как углерод, он все же обладает потенциалом для формирования уникальных форм жизни в определенных условиях. Если жизнь на основе кремния действительно существует, то какая из них лучше подходит для выживания во Вселенной, чем жизнь на основе углерода? В этом выпуске мы обсуждаем эту тему.

Несмотря на то, что разница между жизнью на основе углерода и кремния составляет всего одно слово, эта небольшая разница представляет собой разный элементный состав. С макроточки зрения, наш мир состоит из множества сущностей, но глядя на него на микроуровне, мы знаем, что этот мир на самом деле состоит из различных элементов в определенных пропорциях. Из всех известных 118 элементов элементы, составляющие жизнь, особенно сложны, причем четыре наиболее распространенных — это кислород, углерод, водород и азот. Несмотря на важность кислорода в жизни на Земле, мы по-прежнему говорим о жизни на Земле как о «углеродной», а не «кислородной». Это связано с тем, что ничто не заменит роль углерода в построении сложных живых молекул. Ключ к тому, чтобы углерод стал основой жизни, заключается в его уникальных структурных свойствах и превосходной стабильности. Атомы углерода могут образовывать четыре прочные и стабильные ковалентные связи, которые позволяют им легко соединяться с другими атомами углерода и атомами таких элементов, как водород, кислород и азот, для создания сложных органических молекулярных структур, таких как длинные цепи и кольца. Разнообразие этих структур придает углеродным соединениям богатую химическую реакционную способность, которая служит «кирпичиками» для построения жизни.

Молекулы углерода подобны скелету жизни, поддерживающему каркас жизни, и являются основой эволюции и сложности жизни. Без углерода у жизни не было бы элементарных условий для построения сложных молекулярных цепочек и поддержания стабильных химических реакций, и рождение жизни было бы невозможно. В течение долгого времени жизнь на основе углерода широко рассматривалась научным сообществом как уникальная форма жизни во Вселенной из-за ее замечательных химических свойств. Его цепная структура не только позволяет образовывать практически бесконечные комбинации молекул, но и остается стабильным в чрезвычайно широком диапазоне температур и условий окружающей среды. В результате углерод стал незаменимым строительным блоком для жизни на Земле, и разумно предположить, что другие формы жизни во Вселенной также должны быть основаны на углероде. Только в 1891 году Хулио Шеннар, астрофизик из Потсдамского университета, впервые углубился в возможность жизни на основе кремния в статье, и эта идея не была беспочвенной. На самом деле, судя по обилию кремния на Земле и его уникальным химическим свойствам, рождение жизни на основе кремния действительно возможно. Кремний чрезвычайно распространен в земной коре и является вторым по распространенности элементом в земной коре после кислорода. Более того, кремний также очень широко распространен во Вселенной, разделяя многие фундаментальные химические свойства с элементом углеродом.

它们的相似之处主要体现在它们的化合物特性上：碳能形成多种多样的有机化合物，同样，硅也能与氧、氢等元素结合，形成多样的硅化合物。碳酸盐作为生命的“摇篮”而广为人知，而硅酸盐在高温条件下也能表现出类似的“孕育”特性。硅酸盐具有极高的热稳定性，在地球上，它们主要以岩石和砂子的形式存在，而在宇宙其他高温星球上，这种稳定性可能成为一种优势，为潜在的硅基生命提供了一种不同的生存策略。硅的化学键虽不如碳那样灵活多变，但它在高温、强辐射等极端环境下却表现出更强的稳定性。这一特性让一些科学家坚信，在宇宙深处，那些极端的星球环境中，硅基生命的存在概率可能远远高于碳基生命。如果硅基生命真的存在，那么它与碳基生命相比，哪种生命形式更强大、更具优势呢？许多人可能从地球生命的角度出发，认为碳基生命具备更多的优势。然而通过研究发现，如果硅基生命真的存在，它们在某些方面可能会超越碳基生命。碳基生命之所以能够在地球上繁衍生息，得益于地球的宜居环境。如果地球的温度达到了七八十度，几乎所有生命形式都将面临灭绝的威胁。对于硅基生命来说，情况就截然不同。硅基生命的一个显著优势就是对高温环境的适应能力。这使得硅基生命在七八十度甚至更高的温度下仍然能维持生命活动。硅基生命的另一个潜在优势是它们不依赖于水作为生命溶剂。我们常说“水是生命之源”，这是基于地球碳基生命的需求。水作为溶剂，参与了几乎所有的生物化学反应，但水的特性并不适合硅化合物。硅链在水中会迅速与氧结合，形成稳定的二氧化硅，从而阻止复杂有机分子的进一步构建。这一特性使得硅基生命能够在缺乏水源的环境中生存，进一步提高了它们的适应能力。此外，硅基生命的寿命可能无比漫长，人类的寿命通常在百年左右，而硅基生命的寿命有可能长达百万年。这种漫长的生命周期使得硅基生命在进化和适应方面具有更大的优势，可能更容易在漫长的时间中发展出强大的高级文明。

Конечно, преимущества жизни на основе кремния не лишены цены. Силициды реагируют намного медленнее, чем карбиды, а это означает, что метаболизм, передача информации и скорость реакции на основе кремния будут очень медленными. Кроме того, из-за низкой химической активности кремния трудно сформировать богатое разнообразие органических молекул, таких как углерод, что ограничивает сложность и разнообразие жизни на основе кремния, затрудняя для них развитие высокоинтеллектуальных и быстро реагирующих организмов, таких как люди. Хотя на Земле нет жизни на основе кремния, это не значит, что они никогда не появятся. На самом деле, жизнь на основе кремния может быть создана с помощью искусственного производства. Сегодня ядром созданных человеком компьютеров и интеллектуальных роботов являются материалы на основе кремния. Хотя современные продукты искусственного интеллекта еще не живы, ученые могут однажды дать им возможность осознавать себя и думать. Итак, когда робот обладает самосознанием и способностью думать, можно ли говорить о том, что он не является живым существом? На просторах Вселенной жизнь удивительна именно из-за различных свойств различных элементов периодической таблицы. Формы жизни во Вселенной могут быть чрезвычайно разнообразными и невообразимыми. Большая часть нашего современного понимания жизни основана на биологических характеристиках и химическом составе Земли, но это только верхушка элементарного айсберга. На самом деле, на нашей неизведанной территории может существовать множество различных форм жизни. Что вы думаете и думаете о жизни на основе кремния? Мы приглашаем всех вас к обсуждению, спасибо за просмотр, и мы увидимся в следующий раз.