1、硅基生命本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目審核。硅基生命是相對于碳基生命而言的。所謂碳基生命，根源于有機(jī)物的原始概念：只能由生物產(chǎn)生的物質(zhì)（有機(jī)物現(xiàn)在指的是除了碳氧化物，碳硫化物，碳酸鹽， 氟化物,碳化物,硫氟化物，氟酸鹽，碳硼烷，烷基金屬,好基金屬，金屬有機(jī) 配體配合物等在無機(jī)化學(xué)中研究的含碳物質(zhì)之外的含有碳元素的化合物），而過去人類知道的這樣的物質(zhì)都含碳元素；后來證明“有機(jī)物”可以通過化學(xué)方法 合成。“有機(jī)物”雖然作為一個(gè)歷史概念沿用下來，人們卻不再將碳視作生命 必然的核心元素。并由此提出了以硅、硼或磷而非碳為核心元素的“非碳基生 命”。從物質(zhì)組成上看，地球上所有生物都具由

2、基本相似的物質(zhì)組成一一基本上都由 碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣等元素構(gòu)成。這些元素相互結(jié)合，構(gòu)成氨基酸、核 甘酸、葡萄糖等生命小分子；這些小分子再通過特殊的方式相互結(jié)合，形成蛋白質(zhì)、核酸、多聚糖和脂類等生物大分子。這些分子成為構(gòu)建生命的基本的“磚 塊”。由于構(gòu)成這些生命的這些重要的生物大分子都以碳骨架為基礎(chǔ)，所以研究者稱這樣的生命為“碳基生命”。硅基生命相對的也可以這樣定義：以含有硅以及硅的化合物為主的物質(zhì)構(gòu)成的生 命。中文名硅基生命外文名silicon-based life構(gòu)成含有硅以及硅的化合物為主的物質(zhì)人物儒略中納（德國科學(xué)家） ? 2.硅基生命的化學(xué)反應(yīng) ? 3.硅基生命的溶液和介質(zhì)提出

3、時(shí)間1891 年2提出地點(diǎn)德國目錄1. 1早期思考2. 2對硅某牛命的質(zhì)疑3. ?硅元素存在的問題4. ?轉(zhuǎn)向其他元素5. 3思考推論6. ? 1.基本描述3. 4對生命形式的早期總結(jié)4. 5化學(xué)層面的非碳基生命研究中的問題1. 6硅基生命的廣義解釋2. 7除硅基生命和碳基生命以外的生命形式3. ? 1.硼基生命1. ? 2.科幻作品2. ? 3.金屬細(xì)胞和金屬生命體3. 8早期思考硅基生命是碳基生命以外的生命形態(tài),這個(gè)概念早在19世紀(jì)就出現(xiàn)了。1891年， 波茨坦大學(xué)的天體物理學(xué)家儒略中納(Julius Sheiner) 在他的一篇文章中就探 討了以硅為基礎(chǔ)的生命存在的可能性,他大概是提及硅

4、基生命的第一個(gè)人。這個(gè)概念被英國化學(xué)家詹姆斯愛默生雷諾茲(James Emerson Reynolds)所接受， 1893年，他在英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會的一次演講中指出、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。三十年后，英國遺傳學(xué)家約翰波頓桑彳惠森霍爾丹 (John Burdon Sanderson Haldane)提出在一個(gè)行星的深處可能發(fā)現(xiàn)基于半融化狀態(tài)硅酸鹽的生命， 而鐵元 素的氧化作用則向它們提供能量。因?yàn)樗谟钪嬷蟹植紡V泛，且在元素周期表中、它就在碳的下方，所以和碳元素 的許多基本性質(zhì)都相似。舉例而言，正如同碳能和四個(gè)氫原子化合形成甲烷 (CH4),硅也能同樣地形成硅烷(

5、SiH4),硅酸鹽是碳酸鹽的類似物，三氯硅烷 (HSiCl3)則是三氯甲烷(CHCb)的類似物,以此類推。而且，兩種元素都能組成長 鏈，或聚合物，它們都能在其中與氧交替排列，最簡單的情形是，碳-氧鏈形成聚縮醛，它經(jīng)常用于合成纖維，而用硅和氧搭成骨架則產(chǎn)牛聚合硅酮。所以乍看起來硅的確是一種作為碳替代物構(gòu)成生魚便的很有前途的元素，且有可能出現(xiàn)一些特異的生命形態(tài)就有可能以類似硅酮的物質(zhì)構(gòu)成。硅基動物很可能看起來象是 些會活動的晶體，就如同迪金森和斯凱勒爾 (Dickinson and Schaller)所繪制的 一張想象圖一樣一一一只徜徉在硅基植物叢中的硅基動物，這種生物體的結(jié)構(gòu)件可能是被類似玻璃纖

6、維的絲線用在一起，中間連接以張肌件以形成靈活、精巧甚至薄而且透明的結(jié)構(gòu)。然而，硅真的能不負(fù)眾望，成為生命的核心元素嗎？ 3對硅基生命的質(zhì)疑硅元素存在的問題(1)與很多人想的不同，硅的連接能力相當(dāng)糟糕： 不同于原子數(shù)可以很高的姓 類，硅烷硅數(shù)只能到8且不穩(wěn)定。(2)硅烷及其衍生物熱穩(wěn)定性差且容易縮合。而這無疑與硅基生命需要的高溫 環(huán)境是相悖的。(3)與碳-氫、碳-碳鍵不同,硅-氫鍵和硅-硅鍵容易被各類質(zhì)子溶劑完全破壞。 這也就意味著常見的水，氨甚至氟化氫等溶劑都不能作為硅基生命的載體。(4)在宇宙中，人們只發(fā)現(xiàn)了二氧化硅和硅酸鹽，卻從來沒有發(fā)現(xiàn)過硅烷和硅 酮等物質(zhì)。在天文學(xué)家向宇宙中搜尋生命存在

7、的可能性時(shí)，他們在彗星、隕石上 找到了碳的高級化合物，卻沒有找到硅的高級化合物：甲烷在太陽系中普遍存在， 在星際物質(zhì)和星云中也可以發(fā)現(xiàn)。甲基乙物和和基癸五也這樣的復(fù)雜分子也可以 從星際物質(zhì)中找到，甚至人們還在隕石上發(fā)現(xiàn)了氨基酸。而退一步說，即使在行星形成之后，也沒有硅烷產(chǎn)生的行星化學(xué)途徑。 也就是說， 不僅星際物質(zhì)中沒有硅烷，而且即使通過行星的后續(xù)化學(xué)過程也無法形成硅烷。(5)當(dāng)碳在地球生物的呼吸過程中被氧化時(shí)，會形成 二氧化碳?xì)怏w，這種物質(zhì) 相對惰性易于產(chǎn)生且很容易從生物體中移除。但是，符合條件的無機(jī)氣態(tài)硅化 合物卻不存在。而易于產(chǎn)生的二氧化硅則是固體，因?yàn)樵诙趸鑴傂纬傻臅r(shí)候 就會形成晶

8、格，使得每個(gè)硅原子都被四個(gè)氧原子包圍， 而不是象二氧化碳那樣每 個(gè)分子都是單獨(dú)游離的，處置這樣的固體物質(zhì)會給硅基生命的呼吸過程和植物光 合作用帶來很大挑戰(zhàn)。不過有人提出質(zhì)疑，“造物主”可以在創(chuàng)造這種生物體系時(shí)對它們的能量收集方 式進(jìn)行“創(chuàng)新”：這種生物同時(shí)“吃”產(chǎn)生能量所需的兩種 (也可以是多種)物 質(zhì)，分開存儲于體內(nèi)，這兩種(或多種)物質(zhì)完全可以不是氣體。產(chǎn)生成分為硅 化合物的廢物后也可以用濃磷酸(或氟化氫等這些能與二氧化硅反應(yīng)生成液體或 氣體的物質(zhì))組成的“血液”和化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定的血管組成內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，雖然這種循環(huán)系統(tǒng)并不是硅基的卻是可能的。這樣看來沒有呼吸系統(tǒng)的生命也是可能 的，并且對于

9、碳基生命也是可行的， 但顯然這種形式顯然是低效的，因?yàn)榈厍蛱?基生命為了適應(yīng)地球大自然而選定了呼吸這種形式。(6)氧化問題的另一面就是如何使用能量。碳基生命以碳水化合物儲存能量， 硅基生命也可以用類似的化合物進(jìn)行能量儲存，但如何使用這些能量則比較難 辦。碳基生命用左旋或右旋的大分子酶來控制碳水化合物，但硅則難以組成這樣的大分子。有人認(rèn)為，硅可能不能像碳一樣產(chǎn)生眾多的具有左旋右旋特征 的化合物，只要是生命形態(tài)，就必須從外界環(huán)境中收集、儲存和利用能量。在碳 基生物這里,儲存能量的最基本的化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原 子由單鍵連接成一條鏈，而利用酶控制的對碳水化合物的一系列氧化步驟會釋放

10、 能量，廢棄物產(chǎn)生水和二氧化碳。這些酶是些大而復(fù)雜的分子，它們依照分子的 形狀和左旋右旋對特定的反應(yīng)進(jìn)行催化，這里說的左旋右旋是因分子含有的碳的 手性使得分子出現(xiàn)左旋或者右旋，而多數(shù)碳基生物體內(nèi)的物質(zhì)都顯示這個(gè)特征， 正是這個(gè)特點(diǎn)使得酶能夠識別和規(guī)范碳基生物體內(nèi)的大量不同新陳代謝進(jìn)程。然而，硅沒能像碳這樣產(chǎn)生眾多的具有左旋右旋特征的化合物(主要由于復(fù)雜硅烷衍生物穩(wěn)定性太低，導(dǎo)致硅難以形成姓衍生物的復(fù)刻品)，這也讓它難以成為生 命所需要大量相互聯(lián)系的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的支持元素。即它不能像類似碳基生命一樣識 別和規(guī)范碳基生物體內(nèi)的大量不同新陳代謝進(jìn)程，把儲存的能量釋放出來。(7)遺傳又是另一個(gè)難題。碳形成

11、的基因鏈在水中很穩(wěn)定，這使得碳基生物體 內(nèi)可以充滿著。但是，硅形成的基因鏈在水中很不穩(wěn)定，這決定了硅基生物無法 以水充實(shí)身體，而其他的液體，如鐵水、熔化玻璃，也很難保持其基因鏈的穩(wěn)定。 24轉(zhuǎn)向其他元素相比硅，或許我們更應(yīng)該寄希望于硼和磷早期研究者對硅元素 所擁有的高期望更多是由于當(dāng)時(shí)人類對硅元素的性質(zhì)了解 不夠的知識客觀局限所帶來的，但今天的我們?nèi)绻€像古人一樣 認(rèn)為硅基生命存 在的可能性非常大，那無疑就是 十分可笑的了。不過也不必太沮喪，硅元素存在諸多問題，并不代表非碳基生命是不可能的，因 為硅實(shí)際上并非碳以外的最優(yōu)解：實(shí)際上，硼和磷都各自擁有一個(gè)比硅更復(fù)雜 的氫化物體系，它們的連接能力也

12、都強(qiáng)于硅：硼烷硼數(shù)和磷烷磷數(shù)最大都已超過 20;硼烷磷烷衍生物也都較硅烷衍生物更復(fù)雜、 穩(wěn)定；而且磷烷已在宇宙中發(fā)現(xiàn)， 硼烷則可以依靠行星化學(xué)過程生成。而事實(shí)上它們也的確在當(dāng)今無機(jī)化學(xué)中具有 遠(yuǎn)比硅更重要的地位。它們無疑才是非碳基生命的更有力競爭者。2思考推論1 .基本描述盡管從化學(xué)角度看，硅基生命誕生的希望很渺茫。但硅基生命在科幻小說中則很 興盛，而且科幻作家的許多描述會提出不少有關(guān)硅基生命的有益構(gòu)想。在斯坦利維斯鮑姆（Stanley Weisbaum用火星奧德賽（A Martian Odyssey） 中，該生命體有1百萬歲，每十分鐘會沉淀下一塊磚石，而這正是維斯鮑姆對硅 基生命所面臨的一個(gè)

13、重大問題的回答，文中進(jìn)行觀察的科學(xué)家中的一位觀察到：“那些磚石是它的廢棄物我們是碳組成，我們的廢棄物是二氧化碳，而這個(gè)東西是硅組成，它的廢棄物是二氧化硅硅石。但硅石是固體，從而是磚石。這樣它就把自己覆蓋進(jìn)去，當(dāng)它被蓋住，就移動到一個(gè)新的地方重新開始。”2 .硅基生命的化學(xué)反應(yīng)硅元素一個(gè)很大的缺陷就是它同氧的結(jié)合力非常強(qiáng)。當(dāng)碳在地球生物的呼吸過程 中被氧化時(shí)，會形成二氧化碳?xì)怏w,這是種很容易從生物體中移除的廢棄物質(zhì)； 但是，硅的氧化會形成固體，因?yàn)樵诙趸鑴傂纬傻臅r(shí)候就會形成晶格，使得每個(gè)硅原子都被四個(gè)氧原子包圍,而不是像二氧化碳那樣每個(gè)分子都是單獨(dú)游離 的，處置這樣的固體物質(zhì)會給硅基生命的呼

14、吸過程帶來很大挑戰(zhàn)。二氧化硅是 原子晶體，很難溶解在水和其他液體之中，它是巨大的分子。（有人誤以為因?yàn)槟承l件下二氧化硅可以與水反應(yīng)，所以可以方便排出。雖然以粉末形式存在的二氧化硅可以與水反應(yīng)牛成原硅酸；且二氧化硅在催化劑的作用下，也可以和水反應(yīng)：HO + SiO2 - H2SO （偏硅酸）2HO + SiO2 - H4SiO4 （水過量時(shí)，生成原硅酸）2但由于原硅酸和偏硅酸同樣都是固體，實(shí)際上并不能解決問題）但有人認(rèn)為，硅基生命可能利用氫氧化鈉處理二氧化硅：氫氧化鈉可以和二氧化 硅反應(yīng)，生成硅酸鈉。硅酸鈉易溶于水。硅基生命可以將硅酸鈉排除體內(nèi)。也有人認(rèn)為，硅基生命也可以用氟化氫處理二氧化硅，

15、氟化氫二氧化硅反應(yīng)后，硅基生命可以呼出四氟化硅(氣體)并排出水，并且硅基植物通過“光合作用” 吸入四氟化硅、水和光經(jīng)過一系列反應(yīng)生成氟化氫排回大氣中并生成“硅淀 粉”。但硅基植物的“光合作用”沒有詳細(xì)的可行性論述。二氧化硅生成氣態(tài)的四氟化硅反應(yīng)方程式如下：SiO2(s) + 4 HF(aq)一 SiF 4(g) + 2H 2O(l)生成的SiF4可以繼續(xù)和過量的HF作用，生成氟硅酸：SiF4(g) + 2HF(aq) - HzSiF e(aq) 總反應(yīng)：6HF + SiO2 一 HzSiF6+ 2H2O(氟硅酸是一種二元強(qiáng)酸。氟硅酸的酸性比硫酸還強(qiáng)，受熱分解放出有毒的氟化 物氣體。具有較強(qiáng)的腐

16、蝕性)Horta :星際迷航中的硅基生命 ：有的人則擔(dān)心氟化氫對硅基生命是有毒的，可以破壞硅化物一一無水氟化氫及其 水溶液為氫氟酸都具有極強(qiáng)的腐蝕性，能強(qiáng)烈地腐蝕含硅的物體。與硅和硅化合 物反應(yīng)生成氣態(tài)的四氟化硅(能腐蝕玻璃)。他們據(jù)此猜測，氟化氫會對硅基生命的皮膚有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性： 氫氟酸中的 氫離子對硅基生命組織有脫水和腐蝕作用，而硅則親氟。有人猜測，硅基生命皮 膚與氫氟酸接觸后，氟離子不斷解離而滲透到深層組織，溶解細(xì)胞膜，造成表皮、 真皮、皮下組織乃至肌層液化壞死。但有人指出，硅基生命可能用一種特殊的催化劑消除氟化氫的毒性。這種催化劑可以讓氟化氫只和二氧化硅反應(yīng)。事實(shí)上，地球上有一種

17、硫細(xì)菌,這種生物能在稀硫酸中生活，最適生長pH®范圍為pH23。絕大多數(shù)有機(jī)物都容易被硫酸 破壞，硫細(xì)菌卻能產(chǎn)生一種催化劑防止它自己被硫酸破壞。他們據(jù)此猜測：硅基生物同樣也可能產(chǎn)生一種催化劑，防止它自己被氟化氫破壞。有人認(rèn)為，硅基生命可以呼吸二氧化碳和二氧化硫。化學(xué)方程式：甲基甲硅烷和二氧化硫反應(yīng)：2SiH3CH+ 7SQ- 2CQ+ 2SiO2+ 7S + 6H 2O四甲基甲硅烷和二氧化硫反應(yīng):Si(CH3) 4+ 8SQ- 4CQ+ SQ2+ 8S + 6H 2O因?yàn)楣韫鑶捂I(Si-Si)不穩(wěn)定，所以乙硅烷(SiH3-SiH3)不穩(wěn)定。乙硅烷(SiH3-SiH3)比碳烷始更不穩(wěn)定

18、，在低溫之下緩慢分解成甲硅烷和氫，在300500c分解成為SiH4、SinH、H,在光照下也分解。硅只能形成雜鏈高分子化合 物。硅基雜鏈高分子的主鏈除硅原子外，還含有碳、氧、氮、硫、鋁、硼等其他 元素。有機(jī)硅高分organosilion- polymers 主鏈(或骨架)是由硅、氧交替組 成的高分子。又稱聚硅氧烷或聚硅醇。因?yàn)楣柚荒苄纬呻s鏈高分子化合物，所以硅基生命產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物、廢物、氧化物是非常復(fù)雜的，這意味著硅基生命需要 更多的酶作為催化劑。每個(gè)酶的長度大約為 50nm細(xì)胞體積太小就裝不下足夠 的酶。硅基生物的細(xì)胞比碳基生物的細(xì)胞更大。如果一個(gè)細(xì)胞體積越大，那么它的相對表面積就越小。如果

19、一個(gè)細(xì)胞相對表面積越小，那么物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜的速 度就越小。所以硅基生物的新陳代謝比碳基生物更慢。3 .硅基生命的溶液和介質(zhì)水是一切蛋白質(zhì)生命所必需的溶液和介質(zhì)。 然而硅-硅鍵和硅-氫鍵在質(zhì)子溶劑中 的不穩(wěn)定卻導(dǎo)致了水無法作為硅基生命的介質(zhì)。雖然這點(diǎn)不會因此排除硅基生命 存在的可能，但存在大量液態(tài)水的星球肯定是排斥硅基生命的。 而同為質(zhì)子溶劑 的氨也無法勝任這項(xiàng)工作。因此 硅基生命也不能是氨基生物。因此，硅基生命只能在非質(zhì)子溶劑中誕生。對生命形式的早期總結(jié)用硅、硼或磷代替碳；用氨、氟化氫或硫化氫等代替水；用種酸代替磷酸；用硫 代替氧等都只是個(gè)別的、零星的構(gòu)想，真正對問題作出全面性的考察和系統(tǒng)性的

20、 分析的，是著名生化學(xué)家，科幻、科普作家阿西莫夫所寫的一篇文章并非我們 所認(rèn)識的。他在文中提出了六種生命形態(tài)：一二三四五六以氟化硅酮為介質(zhì)的氟化硅酮生物；以硫?yàn)榻橘|(zhì)的氟化硫生物；以水為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)（以氧為基礎(chǔ)的）生物；以氨為介質(zhì)的核酸/蛋白質(zhì)（以氮為基礎(chǔ)的）生物； 以甲烷為介質(zhì)的類脂化合物生物； 以氫為介質(zhì)的類脂化合物生物。其中第三項(xiàng)便是我們所熟悉的亦是我們惟一所認(rèn)識的生命。 至于第一、第二項(xiàng)，是一些高溫星球上可能存在的生命形式， 其中第一項(xiàng)便是他認(rèn) 為可能出現(xiàn)的硅基生命。另外，地球上曾經(jīng)出現(xiàn)過的那些生活在硫礦里的厭氧古 細(xì)菌就很有可能是以硫作為自己生命的介質(zhì)； 而第四項(xiàng)至第六項(xiàng)，則是一

21、些寒冷 星球上可能存在的生物形態(tài)。化學(xué)層面的非碳基生命研究中的問題有人指出，對包括硅基生命在內(nèi)的化學(xué)層面的非碳基生命的研究長期缺少來自 無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的聲音，但研究化學(xué)層面的非碳基生命卻不可能繞過無機(jī)化學(xué)。而有機(jī)化學(xué)家和生物化學(xué)家對無機(jī)化學(xué)知識的缺乏也導(dǎo)致他們對非碳基生命作 出了錯(cuò)誤的判斷一一碳下方的硅基生命已存在許多問題，因此生命必然是碳基 的。然而，硅由于自身的不足，其對有機(jī)物的復(fù)刻品十分有限。而一些其他元素在無 機(jī)化學(xué)中則占據(jù)比遠(yuǎn)硅更重要的地位：被多數(shù)科幻作家忽視的硼真正擁有一個(gè)綜 合實(shí)力與碳相當(dāng)?shù)臍浠矬w系；雄據(jù)當(dāng)今無機(jī)化學(xué)半壁江山的以跋基金屬原子簇 為代表的的金屬原子簇雖然規(guī)模仍然不能

22、與有機(jī)化學(xué)相比，但也擁有遠(yuǎn)超有機(jī)物 的深刻性和多變性；甚至就連硅右邊的磷，其氫化物體系也比硅更復(fù)雜 而這些結(jié)構(gòu)，成鍵方式都與有機(jī)物有所不同，甚至大相徑庭的分子，或許才更 有形成化學(xué)層面的非碳基生命的潛力。硅基生命的廣義解釋可以展望的硅基生命一一人工智能(廣義)靠自然進(jìn)化在進(jìn)化鏈上尋找硅基生命的可能性微乎其微，但是20世紀(jì)發(fā)展起來的以硅為主要半導(dǎo)體元件的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其后的人工來勢洶洶的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都使這種“硅基生命”的發(fā)展在和計(jì)算機(jī)人工智能結(jié)合的層面有了突破的可能1除硅基生命和碳基生命以外的生命形式1 .硼基生命在一系列硅烷被合成后，人們又成功合成了種類眾多的硼烷。 于是，有人將目光 投向了這種位

23、于碳左邊的元素：硼擁有比硅更小的原子半徑和 遠(yuǎn)比硅強(qiáng)的連接能 力一一硼是唯一和碳一樣具有無限延伸自身的能力的同時(shí)氫化物系列穩(wěn)定性不 受原子數(shù)目制約的元素；同時(shí)硼還具有比碳更豐富的成鍵多樣性；硼烷擁有種類 眾多的衍生物，且復(fù)雜硼烷及其衍生物穩(wěn)定性也十分可觀。有人據(jù)此猜測，硼也 可能作為生命骨架。(詳見詞條“硼基生命”)有人猜測，硼基生命可能誕生在以氟化氫為溶劑的海洋中，以硫或多硫化物作為 氧化劑。以類似喋吟和喀噬的基于二十面體結(jié)構(gòu)的碳硼烷和碳氮硼烷作為遺傳信 息的載體的核心部分。而氮配合的硼烷基硼酸則相當(dāng)于氨基酸，其中，對應(yīng)氨基 NH?C的RNbB和對應(yīng)竣基COOH B(OH)通過脫水和重分配可

24、產(chǎn)生類似于蛋白質(zhì)， 以類似肽鍵-CO-NH-C的B(-NHR-B)2為連接中心的多聚物。2 .科幻作品然而，科幻作家仍不滿足于生命的這些多樣性， 他們在各自的作品中充分發(fā)揮了 想像力，為我們創(chuàng)造出一些更不可思議、但細(xì)想之下又似乎不無道理的生命世界。 一些作家設(shè)想，在某些極寒冷的星球之上，可能存在著以液體氮為基礎(chǔ)，并以超 導(dǎo)電流作聯(lián)系的生命形式；另一些作家則認(rèn)為，即使在寒冷而黑暗的太空深處， 亦可能有一些由星際氣體和塵埃組成，并由無線電波傳遞神經(jīng)訊號的高等智能生物一一霍耳的科幻小說正是這方面的代表作；還有一些想像力更豐富的作家甚 至認(rèn)為外星生命也許根本不需要化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)，他們可能只是一些純能量的

25、生命 形式，比如一束電波。最為有趣的是著名科幻作家福沃德所寫的龍蛋，這部構(gòu)思出色的作品描 述了一顆中子星表面的生物。這顆中子星直徑僅 20公里，但表面的引力卻等于 地球上的670億倍，磁場是地球的1萬億倍，表面溫度達(dá)到8000多攝氏度。什 么生物可以在這樣的環(huán)境下生存呢？是由“簡并核物質(zhì)”組成的生物。所謂“簡并”，就是指原子外部的電子都被擠壓到原子核里去，因此所有原子都可以十分緊密地靠在一起，形成超密物質(zhì)。中子星上的生物身高約半毫米，直徑約半厘米， 體重卻有70公斤，這是因?yàn)樗麄?由簡并物質(zhì)所組成。此外，他們的新陳代謝是基于核反應(yīng)而非化學(xué)反應(yīng)，因此一切變化（包括生老病死和思維）的速率都比人類

26、快100萬倍！3 .金屬細(xì)胞和金屬生命體就在科幻作家構(gòu)思“硅基生命”的時(shí)候， 實(shí)驗(yàn)室里的“金屬細(xì)胞”已經(jīng)有了生命 征象，并且初步顯露出進(jìn)化的趨勢。不同于碳元素的共價(jià)鍵有機(jī)物,這種“無機(jī)生命”的基礎(chǔ)是金屬鴇的雜多酸陰離子6族元素能與氧配位成多面體（姑 且理解成酸根）,然后脫水縮塞成共用氧原子的巨大結(jié)構(gòu)，比如車輪形NasFe3cO6Moi76Q28H（H2O）8oCl ? - 450HQ這些龐大的陰離子可以繼續(xù)縮聚并容納其它含氧酸， 進(jìn)而在強(qiáng)酸溶液里自組織成 泡狀結(jié)構(gòu)，如同活細(xì)胞一一這或許意味著，我們的生物學(xué)只是生命科學(xué)里的一小 部分。克羅寧和同事通過從大分子金屬氧化物中提取負(fù)電荷離子形成鹽溶液，來束縛氫或者鈉一些較小的正電荷離子；這種鹽溶液注入另一種含有較大負(fù)電荷有機(jī)離子 的溶液中，可以束縛較小負(fù)電荷離子的活動性。當(dāng)這兩種鹽溶液混合，交換其中部分大分子金屬氧化物,使其不再形成較大的有 機(jī)離子。這種新溶液在水中無法溶解：沉淀物質(zhì)像包裹注射溶液的殼狀物。克羅 寧稱這種沉淀物質(zhì)為泡沫無機(jī)化學(xué)細(xì)胞（iCHELLs）,并表