硅基生物

硅基生物（英語：Silicon-based life）是指以硅元素為有機物質基礎的生物。在構成硅基生物的氨基酸中，連接氨基與羧基的是硅元素，所以稱作硅基生物。雖然硅基生物至今只是假說而被主流學界認為尚未發現實例，但它卻一直是學術界和科幻小說中的熱門話題。

硅烷的結構

聚二甲基硅氧烷的結構

硅基生物的概念最初由波茨坦大學的天體物理學家儒略·申納爾在1891年於他的一篇探討以硅為基礎的生命存在的可能性的文章中提出。英國化學家詹姆士·愛默生·雷諾茲接受了他的觀點後，於1893年在英國科學促進協會的一次演講中指出，硅化合物的熱穩定性使得以其為基礎的生命可以在高溫下生存。由於硅原子具有與碳原子相近的化學性質，所以很可能是構成生命的有機化合物中碳原子的可替代物。而硅基生物也必須攝入足夠的含硅食物以維持生存。

特點

宇宙中硅元素的含量總體較少，而目前在隕星、彗星、行星的大氣層、恆星的外層、星際空間中，也尚未發現二氧化硅以外的含硅化合物。因此宇宙中的硅基生物相對於碳基生物可能要稀少很多。與碳基生物相比較，硅基生物的優勢還在於其內部結構更為穩定，更能抵禦病菌的侵蝕和射線的照射，但它們的新陳代謝速度會比碳基生物慢許多倍。

由於硅原子比碳原子多了一個電子層，導致其對最外層的4個電子的控制力遠小於碳原子的能力，使理論上很多本可以由硅原子骨架形成的化合物，實際卻都極其不穩定，而只能存在於實驗條件下，甚至有的只能存在零點幾秒。而硅基化合物也不能像碳基化合物一樣具備手性上的左旋右旋之分。又由於單獨硅元素很難形成長鏈，目前在實驗室中，硅鏈的長度最多也只能達到十幾個原子，這樣就難以形成複雜的生物大分子，對於生命活動尤其是新陳代謝來說是一個巨大的障礙。這些也注定了硅基化合物沒有碳基化合物那樣的多樣性。硅鏈在水中不穩定而容易斷裂，因此硅基生物也不適合生存在多水的環境中。

硅同氧的結合力非常強，處置二氧化硅這樣的固體物質會給硅基生命的呼吸過程帶來很大挑戰，除非該星球上的溫度高到能夠使二氧化硅液態甚至是氣態的時候才有可能像地球生物一樣呼吸。假設的更好的解決方案是吸入氟氣氧化自身的儲蓄物和吸入氟化氫與二氧化硅反應，最後都呼出四氟化硅。也可能硅基生物在高溫環境下吸入氫氣而呼出四氫化硅。硅基植物則通過「光合作用」吸入四氟化硅、水和光經過一系列反應生成氟化氫排回大氣中並生成「硅澱粉」。^[1][2][3]

人工智能作為矽基生命

由於近年，機械人及人工智能急速發展，特別是在大型語言模型如ChatGPT面世後，以及矽是一種非常重要的半導體材料，因此有意見認為，人工智能可能在未來會出現意識，成為矽基生命。^[4][5][6][7]

參見

• 碳基生物
• 假定型生物化學
• 矽谷
• 人工智能
• 機械人
• 改造人
• 類人型機器人
• 人形機器人