硅在地球上的含量很可观,占了地壳质量的27%(相比来讲碳的含量就少得可怜了,只有硅元素含量的千分之一)。即便是放眼整个宇宙,硅的含量也可以排到第八。
硅的化学属性与碳也比较相似,两者都有四个价电子,都能与氢元素结合,形成有机物(硅形成有机烷)。纯碳(比如钻石)和纯硅的结构很相似,都很坚硬,熔点也很高。
如此说来,既然存在碳基生命,就会出现硅基生命吗?
非也!
碳在地区上含量很小,但在银河系中,碳的含量大大高于硅,可以达到硅的七倍。同时,碳元素比硅元素更轻,在宇宙中更容易生成。而硅元素并不能通过恒星聚变产生,只有在超新星爆发时,强大的能量才有机会产生硅元素。
碳元素比较稳定,很难发生化学反应,只有在燃烧时才会发生化学反应生成二氧化碳等气体。
碳元素的化学多样性也很强,可以与附近的碳构成长链,然后与其他原子构成大分子。这个架构中,碳是骨架,这个骨架非常稳定。同时,这样的大分子具有很强的化学活性。
虽然硅元素和碳元素有相似之处,但也要致命弱点。
相对碳元素,硅元素非常不稳定,很容易被外界环境氧化,形成二氧化硅(砂子主要成分)。因此很难在地球自然环境下找到纯硅,基本上都是硅酸盐,二氧化硅。
还有一点,硅形成的化合物很容易发生分解,不稳定,很难形成大分子结构。
综上分析,虽然硅元素和碳元素在某些方面比较相似,但也有本质不同。尤其是在形成大分子结构方面,差异是非常大的,不能形成大分子,就更难形成更复杂的生命基本单元了。
这也是为什么天文学家总是以碳基生命为标准寻找外星生命,而不是拍脑门决定寻找让人“热血”的硅基生命。科学绝不仅仅是猜测想象,更要以实验证据为基础。
在很多人渴望硅基生命出现的时候,只能遗憾地说:硅基生命只能出现在科幻电影和科幻小说里了!