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第十八章 硅基生命的困难（第2页）

对硅基生命的猜测

尽管从化学角度看，硅基生命诞生的希望很渺茫。但硅基生命在科幻小说中则很兴盛，而且科幻作家的许多描述会提出不少有关硅基生命的有益构想。

在斯坦利·维斯鲍姆（StanleyWeisbaum）的《火星奥德赛》（AMartianOdyssey）中，该生命体有1百万岁，每十分钟会沉淀下一块砖石，而这正是维斯鲍姆对硅基生命所面临的一个重大问题的回答，文中进行观察的科学家中的一位观察到：

“那些砖石是它的废弃物……我们是碳组成，我们的废弃物是二氧化碳，而这个东西是硅组成，它的废弃物是二氧化硅——硅石。但硅石是固体，从而是砖石。这样它就把自己覆盖进去，当它被盖住，就移动到一个新的地方重新开始。”

呼吸作用

有人认为，硅基生命可以呼吸二氧化碳或二氧化硫：

用二氧化硫作为氧化剂：

储能物质—SO2，酶→SiO2+S

二氧化硅的处理

硅元素一个很大的缺陷就是它同氧的结合力非常强。当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时，会形成二氧化碳气体，这是种很容易从生物体中移除的废弃物质；但是，由于硅氧双键不稳定，硅的氧化会形成只含单键的庞大的原子晶体——二氧化硅，处置这样的难熔且难溶的固体物质会给硅基生命的呼吸过程带来很大挑战。

但有人认为，硅基生命可能利用氢氧化钠或浓磷酸处理二氧化硅：它们分别可以生成硅酸钠和杂多酸。硅酸钠易溶于水。但如果体外环境与血液相差较大，则排出体外后仍然会形成二氧化硅，无法进行光合作用。

关于代谢的猜测

由于只有基于硅氧烷的硅基生命相对比较有可能存在，而硅氧烷的支链又通常是有机基团，所以硅基生命产生的代谢产物、废物、氧化物可能是非常复杂的，这意味着硅基生命需要更多的酶作为催化剂。每个酶的长度大约为50nm，细胞体积太小就装不下足够的酶。硅基生物的细胞比碳基生物的细胞更大。如果一个细胞体积越大，那么它的相对表面积就越小。如果一个细胞相对表面积越小，那么物质进入细胞膜的速度就越小。所以硅基生物的新陈代谢比碳基生物更慢。

硅基生命的溶液和介质

前文已经提到，基于硅氧烷的硅基生命可以在水，氨甚至硫酸等溶剂中生存，而考虑到需要处理二氧化硅，浓磷酸或许是个不错的选择；而基于硅烷的硅基生命则对质子溶剂不稳定，只可能在非质子溶剂中诞生。

硅基生命的广义解释

尽管化学家并不会将人工智能视为硅基生命，但“硅基生命”可以指代人工智能这一谬误已经被外行人广泛接受。因此人工智能也被大众视为广义的“硅基生命”。

靠大自然的化学过程形成真正的硅基生命的可能性微乎其微，但是20世纪发展起来的以硅为主要半导体元件的计算机技术以及其后的人工智能学、来势汹汹的网络技术都使这种“硅基生命”的发展在和计算机人工智能结合的层面有了突破的可能。

科学家实现硅碳共存

虽然有某些生物体内含有植硅体，而硅藻是可以成功进行光合作用的植物，但是真正的有意识的硅基生物似乎没有被发现。

虽然目前还没有发现硅基生命的存在，但是人们正在努力的将碳和硅两种元素向共存的方向引导，比如加州理工大学的化学工程师阿洛德就正在进行这种实验。他们想通过操纵硅的酶进行研究，最终找到了一种叫做海洋红嗜热盐菌中提取出的蛋白质，在经过了三次基因突变后便能让这种蛋白质转化成一种可以生产碳-硅键的强效催化剂。据说这种变异的酶至少能够生产20种不同的硅化物，也就意味着能大大提高效率，据说比最好的工业合成技术还快上至少15倍。

当然人工合成的硅和碳还是比较常见的，很多药物、密封剂、粘合剂等等都含有机硅化合物，有关这方面的研究也一直在不断的继续中。

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