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      非碳基生命檔案

      2017-07-05 03:41
      科學(xué)Fans 2017年6期
      關(guān)鍵詞:硅基泰坦生命體

      我們知道,地球上的已知生命都是以碳和水為基礎(chǔ)的,就像你和我,我們都被稱為碳基生命。盡管以人類現(xiàn)有的認(rèn)識(shí)水平,還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他形式生命存在的有力證據(jù),但我們有理由相信,宇宙那么大,總會(huì)有無(wú)限的可能。

      其中,最典型的生命形式無(wú)外乎外形炫酷、能力超強(qiáng)的汽車(chē)人了,這群硅基生命體代表在《變形金剛5:最后的騎士》中,為了拯救世界再次挺身而出,這一次,有關(guān)它們的來(lái)頭也將逐漸浮出水面。

      碳基之外,無(wú)限可能

      人類在研究外星生命的過(guò)程中,不斷地提出生命的多樣形態(tài),比如可能出現(xiàn)在高溫環(huán)境下的生物,他們以氟化硅酮或硫?yàn)榻橘|(zhì);比如可能出現(xiàn)在寒冷環(huán)境下的類脂化合物生物,他們或以氨為介質(zhì)(以氮為基礎(chǔ)的),或以甲烷為介質(zhì),或以氫為介質(zhì)。不管他們是以什么為溶液和介質(zhì),我們都將其稱為“硅基生命體”。

      生存條件-高溫炎熱

      星球環(huán)境:富含豐富的氫氣以及少量的氧氣

      1891年,波茨坦大學(xué)天體物理學(xué)家儒略·申納爾(Julius Sheiner)在一篇文章中探討了以硅為基礎(chǔ)的生命存在的可能性,他可以說(shuō)是提及硅基生命的第一人。

      1893年,英國(guó)化學(xué)家詹姆士·埃默生·雷諾茲(James Emerson Reynolds)在英國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)的演講中指出,硅化合物的熱穩(wěn)定性使得以其為基礎(chǔ)的生命可以在高溫下生存。

      生存條件-極寒之地

      星球環(huán)境:嚴(yán)酷而寒冷的星球,如土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六——泰坦星

      1997年10月,由美國(guó)國(guó)家航空航天局、歐洲航天局和意大利航天局共同開(kāi)展的土星探測(cè)項(xiàng)目,發(fā)射了“卡西尼”號(hào)星際探測(cè)器,經(jīng)過(guò)6年時(shí)間順利抵達(dá)土星的軌道。

      2004年,“卡西尼”號(hào)觀測(cè)到一個(gè)溫度為-179℃的泥濘星球,即泰坦。在這里水像巖石一樣堅(jiān)固,甲烷在河谷和極地湖泊的水池中流動(dòng)。

      2005年,美國(guó)康奈爾大學(xué)的化學(xué)工程師和天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種理論細(xì)胞膜——“含氮體”(Azotosome),由細(xì)小有機(jī)含氮化合物組成,具有和脂質(zhì)體一樣的穩(wěn)定性和靈活性,能夠在泰坦星上的液態(tài)甲烷中發(fā)揮作用。最突出的分子化合物是丙烯腈含氮體。丙烯腈發(fā)現(xiàn)于泰坦星大氣層中,這種無(wú)色有毒的有機(jī)分子,用于地球上所需的丙烯酸纖維、樹(shù)脂以及熱固性塑料。

      存在形式-金屬外殼

      星球環(huán)境:由多種不同屬性的金屬礦石組成,大氣層的主要成分為氧氣,適合機(jī)械化生物對(duì)冷卻的需求,如賽博坦星球(出自《變形金剛》)

      在科幻界,硅基生命可能是最常見(jiàn)的其他生命形態(tài)了。早在1962年,阿西莫夫在一篇名為《非我們所知》的文章中就提出了“非水基生命”的概念。而在《變形金剛》的設(shè)定中,汽車(chē)人是以硅基高分子化合物結(jié)合金屬所形成的細(xì)胞單位為基礎(chǔ)的外星生命體,而不是通常意義下的機(jī)器人。

      能量之間,生命未知

      星球環(huán)境:質(zhì)量非常大,并且高速旋轉(zhuǎn)的星球,如白矮星等

      1979年,科學(xué)家和納米技術(shù)學(xué)家羅伯特·弗雷塔斯(Robert A. Freitas Jnr.)認(rèn)為,維持身體基本的新陳代謝基于四種力的作用——電磁力、強(qiáng)相互作用、弱相互作用和萬(wàn)有引力。

      他認(rèn)為與外來(lái)生物結(jié)構(gòu)和以機(jī)器為基礎(chǔ)的生命形式一樣,電磁生命是地球上生物存在的基礎(chǔ)。

      以強(qiáng)相互作用為基礎(chǔ)的生物需要強(qiáng)大的核力作支撐。白矮星的磁場(chǎng)和引力是地球的一千億倍,并且有一個(gè)約3 000米厚的鐵結(jié)晶外殼,包裹著數(shù)量巨大的熾熱中子和其他核粒子,最終形成一個(gè)以中子作為水而存在的生態(tài)系統(tǒng)。

      以萬(wàn)有引力為基礎(chǔ)的生物,可以從萬(wàn)有引力中獲取能量。巨大的生命體通過(guò)黑洞、星系或其他天體獲取能量,較小的通過(guò)行星的自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)吸取能量,更小的生物獲取能量的通道則可以是瀑布、風(fēng)、潮汐和海流,甚至是地震。

      前三者都有可能出現(xiàn)生命形式,但以弱相互作用為基礎(chǔ)的生命形式存在的可能性則不大。由于弱相互作用經(jīng)常出現(xiàn)在β射線和自由中子衰變的過(guò)程中,能實(shí)現(xiàn)對(duì)其的精確控制很難。

      其他生命形式

      基于機(jī)械的人工生命是目前科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。20世紀(jì)中期,匈牙利數(shù)學(xué)家和未來(lái)主義者約翰·馮·諾依曼(John Von Neumann)首次提出一個(gè)構(gòu)思,他認(rèn)為為了模仿人腦的功能,一臺(tái)機(jī)器要有一個(gè)自我控制和修復(fù)的機(jī)制。于是,他提出了制造能自我復(fù)制的機(jī)器的構(gòu)思。這種機(jī)器有一種通用的構(gòu)造函數(shù),不僅可以自我復(fù)制,也可以自我改進(jìn)或制造副本,最終實(shí)現(xiàn)進(jìn)化和與時(shí)俱進(jìn)的復(fù)雜性。

      這些理念很快用于太空探索領(lǐng)域,并制造出了馮·諾依曼探測(cè)器,將其送上太空也許會(huì)成為征服銀河系最有效的途徑。

      當(dāng)然,正如《質(zhì)量效應(yīng)》里外星種族看似相當(dāng)豐富,但不少天文學(xué)家卻認(rèn)為還不夠一樣,面對(duì)我們還未知的宇宙生命,任何人都無(wú)法給出確定的答案,也許在茫茫宇宙中的某個(gè)星球上真的存在著這樣的生命體呢。

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