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是否存在铁基、硅基生命,对他们有什么预测?

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online_member 发表于 2019-7-17 21:10:38 | 显示全部楼层
只要告诉资本家铁基硅基生命打工仔可以轻松实现实现996甚至0247还不用发工资他们会弄出来的。
online_member 发表于 2019-7-17 21:11:00 | 显示全部楼层
在现有物理法则下,铁基生物是不可能存在的,硅基生物也不能自然产生,因为可能的“最简单的硅基生物”也是很复杂的。
硅基生物:对“费米佯谬”的纯理智分析(1)——生命的起源形式……

C级:

和我们同一个元素周期表构成的生命。
对B级生命的讨论得出结论,生命只能是“质子、中子、电子(包括三者的某些形式的聚合)”,——也就是原子或者叫化学元素。
周期表里的元素和同位素就那么多,不在同位素列表中的同位素即使存在也大多是半衰期极短的同位素。超铀元素稳定岛即使存在较稳定的元素,其半衰期也不可能超过万年(或许是秒级别的),显然,生命不能指望稳定岛上的元素,而除了稳定岛,宇宙再不可能制造出周期表外的稳定元素了。
让我们把目光聚焦到周期表上的百余个元素。
生物需要结构、能量、溶剂
结构
前面说过,所以构成生命的最小单位必须由其中的一种或几种力互相结合,结合强度足以保证最小单位不会随机的脱离。对于周期表元素构成的生物,结合力就是原子间作用力和分子间作用力(本质上都是电磁力),而最小单位则是原子,而等离子体由于不能固定构成其本身的物质,是不能构成生命的。
也就是说,构成生物的原子必须结合的足够“强”以至于这些原子不会被热运动变成随机位置。
最理想的“结构原子”就是碳,碳碳键钉住的原子是宇宙中位置最稳定的原子,金刚石的硬度是已知最大的。(锇的硬度可能超过金刚石,然而锇在宇宙的任何地方都是稀有的),其他候选的原子包括:碳、氮、过度金属、铍、硼、铝、硅、硫、磷等等。
但是有几点是明确的:氢不能成为结合原子(只有一个配位键),氧硫不能单独成为结合原子。
能量
生物除了结构原子还需要能量,地球生物圈主要的能量循环是以碳水化合物最为承载的。
在光合作用过程,光能电离水产生游离氢,还有部分能量传递给ATP,然后ATP的能量辅助下游离氢与二氧化碳结合成碳水化合物,有氧呼吸则几乎是反过程:碳水化合物释放少量能够产生氢原子,氢原子氧化产生大量能量。




是否存在铁基、硅基生命,对他们有什么预测?590 / 作者:ctlMtMMm / 帖子ID:49958 是否存在铁基、硅基生命,对他们有什么预测?570 / 作者:ctlMtMMm / 帖子ID:49958

熟悉燃料电池的朋友会发现其实线粒体就是最好的燃料电池。
溶剂
燃料电池除了燃料还必须有电解质,事实上由于生物不能是等离子体或高温体(结构原子的结合强度决定),化学反应不可能在高温气相下进行。熟悉冶金和化工的知道,化学反应无非是火法或者湿法,火法不行则只能选湿法。所以生物离不开液体溶剂。
做电池电解质设计的知道,液体溶剂要支持高能反应,本身必须是足够稳定的,如果本身电离电压只有。0.5V,那么就无法承受超过0.5V的电化学过程。同理,生物体选择的溶剂决定了生物获取和储存能量的上限。
宇宙中常见的中低温液体:水、液态氢、液态甲烷、液态氨、液态氮、液态氧、液态二氧化碳、液态硫、四氧化二氮、二氧化硫、浓硫酸以及其中某些的混合物(显然需要不发生化学反应才能混合)
液态氢做不了电解质×,液态氮、液态氧、液态硫、四氧化二氮同理×
液态甲烷、液态氨的电离电压很低,不足0.1V(具体依照温度而定),也就是说液态甲烷、液态氨为电解质的生物无法进行电化学电压超过0.1V的化过程。
类似的,以水为电解质的地球生物无法把硅、铁、钠、氯、氟这样的元素变成单质。
二氧化硫、浓硫酸的电离电压同样比水低很多(注意浓硫酸的电离是分解成亚硫酸或二氧化硫),而且在宇宙中比水更加稀少。
让我们回顾前文的结构元素,由于溶剂的限制,无论水电解质生物还是非水电解质生物,都无法把钛、硅、铁等强碳化物形成元素从氧化态变成游离态或碳化、氮化态,如果要存在“硅基、铁基、铝、铍、硼基生物”,就必须存在非氧化态的硅、铁等供其吸收(并没有),然而这些元素的游离态是不能与电解质天然长期共存的。比如硅,含有液态水的环境是不可能天然含有游离硅的。而要把二氧化硅转换成游离硅,又不可能在水环境下进行。
好了,结构元素只剩碳、氮、硫、磷了,氮氮键、氮氧键、氮硫键都不稳定,氮还剩离不开碳作为生物结构,目测只剩磷硫了。
磷硫和碳一样,属于和谁都能结合,和自己也能结合的原子,然而磷硫无论和什么结合,形成的化学键都很“弱”(想象一下白磷的硬度和金刚石的硬度),由它们作为结构原子的生物(如果存在)将会脆弱的令人发指。
综上,碳基-水电解质生物实际上已经是B级生物的最优解,其次是碳基-氨电解质生物,再次是磷硫基——周期表就这么大,并无其他解。
关于超级硅基生物假说:很多人疑问,你说硅/金属基生物不可能存在,那你是什么?这就需要所谓超级硅基生物假说,超级硅基生物,允许高温气体作为生物构成,所以不再苛求电解质,为了避免高温气体打乱自身原子排列,超级硅基生物存在隔热结构,然而超级硅基生物是无法自然进化产生的(大型有序结构不能进化产生,这里的有序是量子态级别的有序),一般认为,全人类的工业体系构成一个“准超级硅基生物”(因为工业还需要人力和木头等碳基生物),理想的超级硅基生物是否存在尚不确定,我个人认为,即使存在超级硅基生物,也是要依赖碳基构件的。
online_member 发表于 2019-7-17 21:11:21 | 显示全部楼层
先给科幻迷们泼个冷水。
在现有的人类科学认知领域中,碳基生命是唯一存在的生命形式,且是目前为止唯一可人工实现的形式(涉黄警告,误)。
硅基生命有一个极大的缺陷,硅原子无法成双键三键(硅基直男一点都不基)。这意味着硅骨架分子可参与的反应远小于碳骨架分子,且分子储能效率远低于碳骨架分子,硅原子间成单键的稳定性也不如碳碳单键。so,至少在分子多样性上硅基生命就已经败了。
氨基也是一样,虽然可以成双键三键,但是氮比碳短了一只手,分子多样性直接少一个数量级。
至于更重的元素,就不用我说了吧。


另一个角度就是辅基物质,碳基生命已知的唯一辅基物质是氧化氢。如果换成硫化氢……(臭鸡蛋味儿的生物活着还有什么劲!)其实主要还是键能的事儿,这里就不展开了。


虽然这些生物从理论上就很难实现,更别提实际操作了,但是答主还是相信有其他能源的生命存在,比如核能生命(听起来就很骚)。
online_member 发表于 2019-7-17 21:11:40 | 显示全部楼层
抛砖引玉引蛇出洞我先答个
碳基是柔软而脆弱的生命
纵观宇宙大势,铁基占据中央,已有半壁星球质量;硅基游逸四周,占据三分之一时空;碳基脆弱不堪,初出如嫩芽蚕食其余。

所谓碳基,其实是碳氮合体,碳四氮五氧六氢一,勾结出的一类扭曲生命,柔弱而多愁善感,利用电子结合化学能繁衍生息,能量利用总量低而熵效率高,因此能一直默默不查的偷生于宇宙中而繁衍数十亿年。碳基生命需要用氧氢化合物为催化剂,所以在宇宙背景温度到373k以下时才有萌芽可能,之前没有碳基生命存在。

地球上的碳基生命经过数亿年进化,于西元1900年发现光电效应,并进一步开发出硅基光电板,由此接触到硅基生命能量模式。硅基生命为镓锗合体,以硅氧为催化剂,利用光电效应直接产生能量繁衍生息。硅基以光传导能量进行代谢,低端硅基生命身体透明,有智能的高级硅基生命布满光纤,以硅氧熔沸点预测,在宇宙背景温度到2500k以下时才有萌芽可能,之前没有硅基生命存在。

碳基生命西元1945年第一次核爆敲开了铁基生命的大门。铁基以核能为驱动,生命温度在铁沸点以上,以气态和离子态存在,可以说在第一个铁元素诞生的时候就有了铁基生命,铁基生命能量利用巨大,一个低端铁基生命每秒耗费的能量相当于一个广岛原子弹。铁基生命是宇宙中最耀眼的生命,信息以量子纠缠传递,可以轻易实现虫洞在星系间穿梭,是最适合宇宙级生存的生命。

以能量产生和消耗方式来看,硅基生命不过是在食用铁基生命代谢出的废物-光来生存,而碳基生命则是更低等的生命,食用硅基生命的代谢产物-低端化学能来生存,这些低端化学能产生的光和热能不足以满足硅基生命的生存下限。

以各物种的强悍而言,铁基生命一统宇宙已经计日可待了。但铁基生命的庞大和耀眼也让他探测硅基和碳基生命的存在并消灭是一个困难。而实际上硅基碳基生命对铁基生命是不存在任何威胁的。但宇宙实际在变冷,熵的不断增加使得能量获取越来越困难,不能超越宇宙的铁基生命最终将首先死于寂静,可以超越宇宙的铁基生命将是永恒的存在。在单一宇宙中能量利用少而精致的碳基生命可以坚持到最后。
online_member 发表于 2019-7-17 21:11:49 | 显示全部楼层
不能被人类目前的知识束缚。
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