硅基生命想象图

元素周期表的第四组含有碳(C)、硅(Si)和几种重金属。碳，当然，是我们所知道的生命的组成部分。

那么，是否有可能在其他星系中存在一颗行星，在那里硅可以代替碳，作为生命的主要组成部分呢?

有些科幻小说都以硅为基础的生命形式为特色——有知觉的晶体、可怕的金色沙粒，甚至还有一种生物，它的粪便就是硅砖。这些小说读起来不错，但在化学方面存在一些问题。

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，称为聚合物，在其中与氧交替。

云母矿物

在最简单的情况下，碳产生一种叫做聚缩醛的聚合物，一种用于合成纤维和设备的塑料。硅产生聚合硅酮，我们用它来做防水布或润滑剂。

但是，当碳氧化时，或者说在燃烧过程中与氧结合，它就变成了气体二氧化碳;而硅氧化成固体二氧化硅。

为什么硅基生命很难存在？

硅氧化成固体的事实是它不能维持生命的一个基本原因。二氧化硅或沙子是固体，因为硅非常喜欢氧，而二氧化硅形成一个晶格，其中一个硅原子被四个氧原子包围。硅酸盐化合物也存在于长石、云母、沸石或滑石等矿物中。这些固体系统会给生物系统带来处理问题。

还要考虑到生命形式需要某种方式来收集、储存和利用能量。能源必须来自环境。一旦被吸收或摄入，能量必须准确地释放到需要的地方和时间。否则，所有的能量都可能同时释放热量，将生命焚毁。

在以碳为基础的世界中，基本的存储元素是一种碳水化合物，其分子式为Cx(HOH)y。这种碳水化合物氧化成水和二氧化碳，然后与空气交换。

碳被单键连接成一条链，这个过程叫做链化。一种以碳为基础的生命体利用一种叫做酶的速度调节器，通过控制步骤来“燃烧”这种燃料。

这些大而复杂的分子之所以能精确地完成它们的工作，仅仅是因为它们具有一种叫做“旋向性”的特性。

当任何一种酶与它帮助反应的化合物“配对”时，这两种分子形状就像一把锁和钥匙，或者握手一样紧密结合在一起。