非碳生命的例子 外星人會存在嗎？答案是這樣的

當思索生命的多元形態時，科學家們必須懷抱開放的思想並秉持豐富的想象力。一些研究者甚至走得太遠，比如考慮暗物質作為一種外星生命的可能性！的確，當非碳生活與我們慣常理解的生活相比較時，可能顯得非常奇怪。但在合適的環境下，一些元素有足夠的可能性得以孕育生命，我們可以在地球上看到很多這樣的範例。

比如：砷。砷對大多數生命都是有毒的，但我們星球上的一些海藻會將砷結合到複雜的有機分子中，比如砷酸鹽和砷酸銅。其他微小的生命形式使用砷以產生能量和幫助生長。硫就能夠形成非常長的、類似碳的分子鏈。一些細菌的生存，通過將硫轉化為硫化氫而不是氧。磷甚至也有可能是替代物，因為它也能夠與自身形成長鏈，當與宇宙中另一種常見元素，氮，結合後，它有極大的可能形成各種各樣的分子。

磷已經是對地球上的生命生死攸關的一種元素，因此它對其他地方的生命形式也有可能同樣不可或缺，甚至還有氯和氮的範例。因這些想法對於我們非常陌生，所以研究者很可能會忽略關於生命問題的核心跡象，即使跡象與他們近在咫尺也同樣如此。一項實驗要求參與者尋找火星上的生命跡象。當受試者忙於研究陸地表面的照片時，他們中的大部分人未看見一幅照片中一只正在揮手的小猩猩。

該實驗的意圖在於表明，當人類被自己的偏見束縛時，就會產生隧道視覺，如果他們不積極尋找，就會經常錯失明顯的跡象。我們對碳的固定認知可能會阻擋我們認識它的替代形式，所以我們必須對新的可能性持開放態度並大膽假設，否則我們很可能將錯過它們，這就是非碳生活的情況。

相相關知識：

暗物質是一種假設的物質形式，被認為約占宇宙物質的85%。<1>各式各樣的的天體物理觀測，包括公認的引力理論表明，除非存在我們肉眼之外的物質，否則引力理論無法解釋引力效應—暗示了暗物質的存在。<2>為此，大多數專家認為暗物質在宇宙中的含量豐富，並對其結構和演化產生了強烈的影響。暗物質之所以被稱為 ”黑暗“是因為它似乎不與電磁場相互作用。這意味著它不吸收、反射或發射電磁輻射（像光那樣），因此很難被探測到。

無碳生命的情況

元素周期表目前有118種已知元素，還有更多可能的元素待發現。然而，基於所有這些可能的元素，天體生物學者仍然考慮碳對生命不可或缺，並且在追尋外星生命的時候尋找它的標志。然而，除了我們的固碳作用外，有許多替補元素可以可行地支持生命。

我們已知的所有生命都是以碳元素為基礎的，並且科學家認為碳是外星生物最有可能的候選者也是有原因的。碳是地球上有機化合物的主要元素，如果沒有碳的獨特能力，生命是不可能存在的。碳和其他元素之間可以形成穩定的化學鍵包括它自己。事實上，它比已知的任何其它元素能形成更多的化合物，地球上的生物中已經發現了近1000萬種碳基化合物。碳是碳水化合物、脂質、蛋白質和核酸的基本組成部分，所有這些都是生命不可或缺的。如果存在一種元素在其他地方可以組成生命基礎，那麼它必須滿足一些條件。

碳在形成化合物方面有巨大的多樣性，故而被認為是元素之王。如果外星生命形式以另一種元素為基礎，這種元素和各種不同元素之間就必須形成穩定的鍵。所有元素都有電子繞核旋轉，當它們和其它元素共享電子時就會成鍵。這種元素也需要在宇宙中足夠充足，這樣它在任一行星上被發現才不會是不同尋常的。此外，它應當能夠以某種方式自我循環，就想碳在地球上的碳循環中所做的那樣。生物體需要一種方法排出過量的這種元素使之重新回到自然環境中。

碳的最佳替代品似乎是矽。科學家主要認為這是因為它和碳極其相似。碳最外層有4個電子並且元素間傾向成鍵以便於每個原子都有8個電子；這使得碳成為完美的配對搭檔，也是共價鍵的理想伴侶，在共價鍵中，碳與其它原子共用它自己的4個電子，同時其它原子也和碳分享他們的4電子。

矽也有四個電子，與碳一樣，在宇宙中含量豐富 -- 是宇宙中最豐富的十大元素之一，在地球上的含量是碳的 135 倍。像碳一樣，矽也可以與氧結合並與自身形成長鏈。由此看來，矽是最有可能形成非碳基生命的候選元素。但是，為什麼我們星球上的生命不是矽基生物呢？原因是，盡管矽和碳之間有許多相似之處，但矽也存在一些缺點。矽的四個電子是位於第三軌道上，而碳的四個電子是位於第二軌道上，這就意味著矽需要更多的電子才能處於穩定狀態，因此矽形成的鍵往往比較弱。

然而碳形成的鍵就非常牢固，當它與其他碳原子配對時，可以形成地球上已知的最堅硬的物質 -- 鑽石。矽和碳分別與氧（許多生命形式的基本組成元素）結合會形成不同的形態。碳與氧結合形成二氧化碳，是一種很容易被生物排出並循環到大氣中的氣體。然而，矽與氧結合變成了石英，它是固態的沙子。對於我們熟悉的碳基生物，很難將固態的沙子從他們的生物系統中排出，因此我們認為基於其他元素的生命形式不太可能存在。

受限於我們所知道的每一種生命形式都來自地球 -- 而地球上的每一種生命形式都是由碳構成的，因此，天體生物學家把碳作為外星生命體的可能存在跡象。但這並不意味著基於其他元素生命體形式是不可能的。我們把是否具有與地球相似的條件作為評估其他行星上是否可能存在生命的依據。但是，實際上比地球的溫度高得多的行星會給矽帶來形成生命的有利條件，因為矽可以承受比碳高得多的溫度。

科學家們一直認為生命無法在惡劣的高溫條件下生存，直到他們在位於火山口的地下海中發現了生存在溫度約為 249 華氏度的極端微生物。科學家們也假設行星必須位於其恒星周圍的宜居帶內，才能擁有與生命相關的液態水和溫度，但隨著 Europa，Enceladus 等行星可能存在的地下海洋，和 Titan 碳氫化合物湖的發現，這一假設也受到了質疑。

by：王不留行，杜少鶴，Matt