纯硅基生命才是文明的未来吗？

Answer 1

纯硅基生命在很多方面都优于碳基生命，一旦硅基生命诞生，人类的文明可能会走下舞台。

在元素周期表里，碳和硅在同一个主族，这意味着它俩的性质有很多接近的地方。比如，碳可以和氢生成甲烷，硅也可以和氢生成硅烷；碳酸盐和硅酸盐很类似；碳元素自己就可以形成长碳链，而硅元素可以跟氧联姻，形成更灵活更柔软的硅氧链。那么有没有可能存在这样的生物：用以硅氧链为骨架的化学物质组成了身体各成分，与碳基生物对应，这种幻想中的生物被称为 “硅基生命” 。

【幻想中的硅基世界，其中有硅基生命。】

【一个误区：硅藻不算“硅基生物”二氧化硅只是硅藻的外壳，内部仍然由DNA和蛋白质组成。】

早在1891年，波茨坦大学的天体物理学家 儒略*申纳尔 （Julius Sheiner）就探讨过以硅为基础的生命存在的可能性， 他大概是提及硅基生命的第一个人 。

这个概念被英国化学家 詹姆士*雷诺兹 （James Emerson Reynolds）所接受，1893年，他在英国科学促进协会的一次演讲中指出， 硅化合物的热稳定性使以其为基础的生命在高温下可生存。

英国遗传学家 约翰·波顿·桑德森·霍尔丹 (John Burdon Sanderson Haldane)提出 在一个行星深处可能发现基于半融化状态硅酸盐的生命 ，而铁元素的氧化作用则向它们提供能量。

【想象中的硅基生命正在觅食。】

科幻作家永远是走在科学边界的最前沿的， 斯坦利·维斯鲍姆 （Stanley Weisbaum）的《火星奥德赛》(A Martian Odyssey)描述了一种硅基生命： 该生命体有一百万岁，每十分钟会沉淀下一块砖石：二氧化硅。

你看多么有趣，我们人吸收进氧气，呼出二氧化碳，而硅基生命排出的竟然是二氧化硅。它们的寿命也比我们碳基生命要长得多，从另一面来说，它们的反应速度超级慢，一定慢过树懒Flash。

【《火星奥德赛》的封面图。】

科幻、科普泰斗 阿西莫夫 先生在一篇文章 《并非我们所认识的——论生命的化学性质》 中指出宇宙中可能有的六种生物形态：

1、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物；

2、以硫为介质的碳氟化合物生物；

3、以液态水为介质的核酸/蛋白质（以氧为基础的）生物；

4、以液氨为介质的核酸/蛋白质（以氮为基础的）生物；

5、以液态甲烷为介质的类脂化合物生物；

6、以液氢为介质的类脂化合物生物。

【科幻巨佬：阿西莫夫】

这其中，只有第三种是我们熟知的碳基生物。值得注意的是， 阿西莫夫将硅基生物放在第一位 ，其原因有三：

1、硅元素在宇宙中相对丰富，尤其在类地行星上，硅元素和碳元素的质量比为925:1。碳元素都跟着甲烷散逸掉了，硅元素则会跟它的亲密爱人：氧牢牢结合在一起。

2、硅元素可以通过硅氧链结合成多变的、稳定的、不活泼的有机硅，在浩瀚的宇宙中，可能性意味着必然性。

3、阿西莫夫还特地指出，硅基生物更可能与氟元素结合而获得诞生生命的机会。因为含氟的硅化合物可以是液态的，这无疑比熔点高的二氧化硅、硅酸盐要好得多。你可以将硅氧链比作碳链，而将氟类比碳基生命中的氧或者氢，这样的生命形态真是难以想象。

在刘慈欣作品《山》中，主角冯帆遇到的外星文明这样自我介绍：

【《山》中的硅基生命最早是在类地行星内部诞生的，我们地球内部有没有硅基生命？】

而大刘另一篇更有名的《乡村教师》中，则更是将思想发散到深远的宇宙中，构造了一场碳基生命和硅基生命的宇宙大战，在这场战争中，各种想象中的武器和作战手段层出不穷： “蛙跳”时空跃迁、激光蒸发海洋、引爆超新星、反物质云屏障、四维扫描、数据镜像组合、奇点炸弹，令科幻迷们大呼过瘾。如果这部小说中的场景能被拍成电影，震撼特效将不亚于《三体》。

由于小说中的宇宙大战场景以碳基帝国的最高指挥官为主角，几乎没有对硅基帝国的直接描述，但从最高指挥官的自说自话中，我们可见一斑：

回过头来，细细评味刘慈欣这两部小说中的硅基生命， 它们都是以超高集成度的芯片为大脑，因此信息存贮和处理能力超强 。这是不是可以给我们一些启发，是不是有点似曾相识？

2016年3月发生了一件改变人类思想的事情，谷歌公司开发的一款围棋人工智能程序AlphaGO战胜了人类围棋顶级选手李世石，在围棋人工智能领域，实现了一次史无前例的突破。在这之前，大多数围棋专业人士认为围棋中有太多“虚”的成分，人类的感性认识更容易在这些领域取得优势，AI不太可能攻克这座堡垒。

【赛后，李世石的无奈。】

这意味着什么？ AlphaGO只是一个程序，但却表现出以硅为基材处理器的超级运算能力 ，一台计算机可以安装多个不同程序，以面对不同问题。尽管我们人类仍然拉出了 情感 的遮羞布，但在成败面前都显得苍白无力。 任何复杂问题都可以分解成若干子问题，在解决问题方面，什么都比不过计算的准确性。

说不定以后计算机还可以自己编写程序呢？这是不是意味着它们已经获得了生命？也许到了那一天，我们发现，硅基生命原来就在我们身边，而且是我们自己培养起来的。它们由冰冷的硅片变复杂，得到了人类点化，获得了生命力，便分分钟超过它们的上帝：人类。它们会不会取代我们成为世界主宰，并将我们打下地狱，永世不得超生？

【纯硅基生命一定是超越碳基生命的超级存在体！】

元素周期表的第四组含有碳(C)、硅(Si)和几种重金属，这也许并不是偶然，而是生命组成元素的默契或者说某种神秘联系。

的确， 碳和硅有许多相同的特性。 每个原子都有4个价电子，也就是说，单个原子在形成化合物时与其他元素成四键。每一单元都与氧结合，每一种都形成长链形成聚合物，这能够保证它们既能形成更复杂物质又不会过于活跃而分解。

从物质组成上看，地球上所有生物都具由基本相似的物质组成——基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成。这些元素相互结合，构成氨基酸、核苷酸、葡萄糖等生命小分子；这些小分子再通过特殊的方式相互结合，形成蛋白质、核酸、多聚糖和脂类等生物大分子。这些分子成为构建生命的基本的“砖块”。由于构成这些生命的这些重要的生物大分子都以碳骨架为基础，所以研究者称这样的生命为“碳基生命”。

然而这种认定方法，只是基于有机物的原始概念 ，比如碳氧化物，碳硫化物，碳酸盐等，过去人类知道的这样的物质都含碳元素，后来证明“有机物”完全可以通过化学方法合成，于是，在讨论新的生命形式时，与碳元素相似的硅元素进入了科学家的视野。

最早提出硅基生命这个概念的是波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳，他在1891年的一篇文章中就探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。这个概念被英国化学家詹姆斯·爱默生雷诺兹(James Emerson Reynolds)所接受，1893年，他在英国科学促进协会的一次演讲中指出，硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。

事实上，以硅元素为基础的源生生命（即从无到有的生命体）以现在的眼光来看是非常困难的，当然这是我们以人类视角或者说以地球生命为标准去揣测另一种生命形态，自然没有多少可比性，毕竟我们的科学家们已经被一种生命范本被框住了。

那么为什么现在很多人还在谈论硅基生命甚至认为硅基生命将成为最完美的生命形式呢？

原因就在于1946年诞生的电子计算机，又叫电脑，它的核心部件是以硅为基础的半导体芯片，10年后在达特茅斯提出的人工智能概念，则让人类第一次感受到另一种生命形式的可能性——硅基生命。

最终极的硅基生命模型：是强人工智能+智能网络+机器人身躯。

面对碳基生命的顶级模式——人类以及人类 社会 来说，由 强人工智能加持的硅基生命不但像人类一样，真正能推理（Reasoning）和解决问题（Problem_solving）、有知觉的和自我意识，可以独立思考问题并制定解决问题的最优方案，有自己的价值观和世界观体系，有和生物一样的各种本能比如生存和安全需求。但其推理速度和判断模式都大大优于人类。

智能网络可以使得人工智能共享智慧，组成了一种无缝衔接的 社会 组织形态，由于高速网络与强人工智能相互作用，可以使得最大程度形成 社会 共识并一定是最佳解决方式，因此最大程度保证了运行效率。

机器人身躯相对于碳基生命来说优势也非常明显，没有生死（永生），没有疾病（直接更换部件），没有虚弱（能量无限），无需呼吸，可以适应远距离的星际旅行并且直接在宇宙中活动，最大程度的方便硅基生命的宇宙殖民，实现更高程度的进化。

然而，人类难道就没有机会了吗？纯硅基生命真的是文明的未来吗？

其实从刚才我对硅基生命的叙述可以看出，这种新的生命模式对于人类完全是碾压性的，在敌对状态下不会有任何侥幸，完全没有什么断电，传播电脑病毒等电影桥段的可能性（所有可能性都会被人工智能感知到），几乎瞬间就可以进行精确性的毁灭打击。

人类想要自救，要么就马上停止人工智能的研究（完全不可能），或者加快碳基生命与硅基生命的融合速度，特别是脑机接口的研究，赶在硅基生命的奇点爆发之前占据进化的制高点。

我们地球上的生命都是以碳为基础的，碳水化合物是生命的基本单元并提供生命以能量。通过碳元素组成的各种高分子，形成了丰富多彩的生命形式。可是地球上的硅元素更多，有没有硅基生命，来替代碳基生命，登上地球文明之巅呢？

对于地球 历史 的几十亿的发展，碳基生命才是王道，为啥没有演化出硅基生命呢，这就是长期选择的结果，表明硅基不适合产生生命，更不要说是文明了。地球上的生物都是从最原始的单细胞一点点的进化而来，不是像孙猴子一样从石头蹦出来的。

硅基生命，在科幻中有很多展示，比如恐怖的异形。这样算起来，那变形金刚也应该就是铁基生物了。

但人类在过去的几十年内，进入到了半导体时代，基本建立在硅的基础上，现在的计算机，包括机器人的核心单元都是硅基。

那么以后机器人和人工智能会不会像黑洞帝国里演的那样，统治人类，成为地球的主宰，我们还不得而知。

感谢“盒子在手世界我有2019”的邀请！

首先申明观点：纯硅基生命是否是文明的未来其实取决于“硅基生命”的界定形式。如果将硅基生命定义为以硅元素为基础的狭义上的生命，则硅基生命未必就会取代碳基生命成为文明的未来。但如果将硅基生命定义为AI，这种以硅元素组成的，广义上的生命，则几乎可以认定纯硅基生命就是一个文明的未来！

首先必须说明，所谓硅基生命只存在于某些科学家或科幻小说家的设想之中，在目前并没有任何资料加以证实或者证伪，而且对于硅基生命的定义也有不同的解释。

第一种解释：以硅为基础，和碳基生命类似的有机生命。

这是狭义上的硅基生命，它以地球上的“碳基生命”为参考（注：地球上所有的生命都属于碳基生命）把“硅元素”做为基础的生命。硅基生命的概念最早起源于1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳(Julius Sheiner)在他的一篇文章中，第一次探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。当时正是化学昌盛的时代，尤其是当科学家们发现“有机物”可以通过化学方法合成后，很自然的就设想如果碳元素能够成为构成生命的基础，那么其他元素也可能成为生命的基础。事实上在这一时期不仅有硅基生命的概念，还有硼基生命、磷基生命、硫基生命等。

第二种解释：以硅元素为主要半导体元件的计算机。

随着人类文明的进步，尤其是当人类发明计算机之后，人类对生命和文明的定义也不在局限在有机的范畴。如果一台计算机拥有自主意识，拥有和人类相近的思考能力，也可以被定义为生命。因此在这一时期，以硅元素为主要半导体元件的计算机也被人称为硅基生命！

第一种结果：天然的黑暗森林，两者互有优势。 很明显，如果是狭义上的硅基生命，和碳基生命是天然敌人，两者存在不可弥合的黑暗森林。因为两者的需求不同，改造世界的方法也不同。因为硅基生命受制于“硅”的特性，无法在有水的环境中生存，因此硅基生命视水为死亡的地狱，而水对与碳基生命而言则是生命的源泉。两者既不可能通过进化加以转换，也不可能和平相处，一旦发生重叠必然会爆发你死我活的战争。在刘慈欣《乡村教师》中就是如此，硅基帝国直接用强激光蒸发了绿洋星的海洋，活活烧死了几十亿绿洋星人。但总体而言，硅基生命和碳基生命互有优势，战争的结果取决于各自的实力。

第二种结果：人类自主进化的方向。自从人工智能发明以来，很多科学家思想家就将人类文明的未来定义为和人工智能融合。因为和人类相比，计算机毕竟更为强大，适应性更强，进化速度也更加迅速。一旦人类能够实现意识上传，这一天将会很快到来，将会有越来越多的人放弃自己沉重、柔弱的化学躯壳，选择和任意组合且有自主意识AI融合。这既是人类 历史 上第一次自主进化，也是人类永生不灭的终极理想，更是人类文明的未来。

事实上这样的事情今天就已经在发生，只不过人类不愿意承认罢了。譬如说医学假肢、心脏起搏器等都可视为人类向硅基文明进化的前身。这些在今天只是被用在有需要的人身上，但随着 科技 的进步，为了让自身更强大，更完美，会有越来越多的人选择用机器改造自己，并最终蜕变为完全的机器。看看如今的女孩子热衷整容就知道了，这将是人类文明一个不可逆转的未来。

纯硅基生命才是文明的未来吗？

其实硅基生命在科幻片或者科幻小说中都甚少涉及，比如《变形金刚》的赛博坦星球的博派比如擎天柱和大黄蜂和狂派比如威震天等，这些都不是硅基生命，似乎就直接进化成了铁基+超大计算机结合的类似AI生命，有部分硅基！另一个类似硅基生命的科幻片是《异形》，因为异形的血液具有强烈的腐蚀性，而且异形极端耐高温与低温，似乎和碳基生命人类格格不入，但它又能寄生在人类体内成长，因此从这个意义上来说，它们仍然是碳基生命，也许是碳基氨基或者碳基硫基生命！

一、硅基生命有哪些优点？

硅基生命：含硅以及硅化合物为基础构成的生命

优点：硅以及硅化合物比较耐高温，比如硅油，硅胶以及硅脂等热稳定性非常好，因此硅基生命在理论上可以在高温下生存！

硅基生命最早在1891年是由波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳提出存在硅基生命的可能性，当然经过了将近130年的发展，仍然不能在硅基生命的理论上再有突破性的进展！首先在我们地球上也没有找到任何类似的迹象。另外在太阳系的其他高温星球比如金星也没有任何案例，而更遥远的系外行星则根本不能验证！因此到现在为止，硅基生命仍旧停留在理论中！

但即使存在硅基生命，仅仅可能会在温度的适应性方面领先于碳基生命，另外硅基生命也需要一定环境才能生存，比如需要能量，需要排出废物，这些都需要有一套循环体系，比如人类是血液和氧，那么硅基生命以什么为载体呢？我们不得而知，因为从这个角度来看硅基生命似乎存在很大的障碍，比如与二氧化碳非常容易排出相对的二氧化硅也非常稳定，使得废物堆积，就像发动机的积碳一样难以消除！

二、硅基生命存在的问题

1、与碳元素不同，硅烷的硅数只能达到8而且不稳定

2、硅-氢键和硅-硅键很容易被水破坏，因此水不可能作为硅基生命的载体，甚至连氨基氟化氢基都不能

3、人类到现在为止还没有发现过硅烷以及硅酮类物质，但我们很容易从彗星上发现碳的高级化合物！

4、没有载体可以消除硅基生命的废物

从这个几个角度来看，似乎硅基生命的存在被打了个大大的问号，因此我们在硅基生命的可能性上持有保留意见！不过生命本来就是一个奇迹，我们并没有十足的理由100%的否决掉硅基生命！但我们要说的是，相对而言，我们更支持可能性比较大的那一方！

相比较而言，异形存在的可能性更高一些哈！

宇宙之浩瀚超乎我们的想象，这里的浩瀚绝不仅仅指宇宙很大，也代表着无限的可能性，包括生命形式的无限可能性！

我们都知道地球上的物种都是碳基生命，这并非偶然。地球上的硅比碳还要多，为何没有出现硅基生命呢？

很显然，地球上的环境决定了这一切，理论上任何生命形式都需要一定的介质，而水是碳基生命最好的介质，所谓的硅基生命不会在液态水中出现！

地球上的生命是从最原始最简单的微生物形成的，这恰恰说明了地球的环境只能适合形成碳基生命，碳水化合物是地球生命的基础，能形成各种复杂的结构，最终形成高等动物甚至人类！

那么硅基生命究竟是一个什么存在方式？没有人知道，我们只能以科幻的形式去猜想。比如科幻电影《异形》里面的怪物就是硅基生命，理论上他们比碳基生命的适应能力更强，能适应各种恶劣的环境！除了硅基生命，还有铁基生命，变形金刚就是某种形式的铁基生命。

但无论是轨硅基生命还是所谓的铁基生命，目前只存在科幻层面，甚至没有任何理论上的可能性存在，我们只能去想想！

另外说明一点，不是不相信硅基生命不存在，而是我们需要一些证据来支撑我们的想象，不能仅仅去想象，比如哪怕在实验室里制造出最简单的硅基生命，就足以说明硅基生命的存在，但目前为止一切实验都没有！

最后说一点，生命的出现是一个非常复杂非常漫长的过程，同时也需要非常多的苛刻条件，地球上的碳基生命如此，如果硅基生命存在，也会如此！不是说有硅的存在就会形成硅基生命，有硅是远远远远不够的！

硅基生命是不是人类文明的未来？老实说我不知道。但是能够谈谈自己对“碳基”、“硅基”、和生命的理解，什么是生命，以及生命现象有哪些基本特征，科学家早就给出了定义，也被人们广泛认知和接受，我就不啰嗦了。地球上的所有生物都是“碳基”生命我认为是没有错的，但“碳基”和生命划等号，我认为十分不妥，无机物，哪怕是有机物的简单堆砌就形成了生命吗？生命现象是经过了千百万年的演化和进化而来的，不是简单的理解为由碳基构成的，从无机物到有机物，再从有机物到细胞，再从单细胞生物到多细胞生物，再从多细胞生物………一路演化和进化的生命体。这样的话，“碳基生命”大概就是一个科幻学定义，我给你生命所有的必要元素，在实验室创造出“生命”来？！但是以后的 科技 能不能就不知道了！硅基“生命”也同样是一个科幻学概念，最终也就是有自我意识的人工智能。将来……谁知道呢？