宇宙5種生命形態(tài)，碳基生命排第四，排名第一的硅基生命很厲害嗎

按道理來說，宇宙中應(yīng)該有五種生命形式，按照豐富度和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的組合概率排名，分別是硅基，硼基，氧基，碳基和氮基。碳基生命只能排到第四個(gè)位置，那排名第一的硅基生命到底有多強(qiáng)？答案在文章后面會(huì)揭曉

在地殼的元素含量中，碳只占據(jù)0.03%，可以說是極其稀有的，而地殼中含量最豐富的元素則是氧和硅，分別占據(jù)46.6%和27.72%。

如果以豐富度來看，地球上最應(yīng)該出現(xiàn)的生命是氧基生命和硅基生命。

事實(shí)上，人體的確也是含氧量最多的生命體。

我們知道，人體共有60多種元素，含量最多四種元素分別是氧，碳，氫和氮。

其中氧元素占比最高，達(dá)到61%，而碳元素只有20%。

那這樣說來，人類更應(yīng)該叫氧基生命，畢竟氧的含量最多。其實(shí)，之所以人類不能稱作氧基生命，主要是由于人體60-70%都是水，因此才造就了氧和氫在人體元素的超高占比，氧元素并不是人體物質(zhì)構(gòu)造中的核心元素。

事實(shí)上，構(gòu)成生命的核心元素不能只看豐富度，還得考慮其穩(wěn)定性。這種元素不能太穩(wěn)定，也不能不穩(wěn)定。太穩(wěn)定的元素其核外電子就不易形成化學(xué)鍵，這樣一來，生命體所需的大分子就無法構(gòu)建。但要是不穩(wěn)定，這種元素即便可以構(gòu)建更多的大分子，那韌性也大打折扣，生命就顯得太脆弱。

這就要求構(gòu)成生命的元素穩(wěn)定性剛好處于折中位置。

那哪些元素可以承擔(dān)如此的要求呢？

在元素周期表中，人類已經(jīng)找到了118種元素，其中自然界天然形成的元素，只有前98個(gè)。第98號元素是锎，也就是說锎之后的元素都是人工合成的。

元素周期表的排列方式讓我們很容易得出，第一列元素的核外電子只能連接一個(gè)電子，也就是只能形成一個(gè)共價(jià)鍵，第二列元素能連接兩個(gè)電子，形成兩個(gè)共價(jià)鍵，第三列可以連接三個(gè)電子，形成三個(gè)共價(jià)鍵。第四列可以連接四個(gè)電子，形成四個(gè)共價(jià)鍵。之后第五列元素就只能連接三個(gè)電子，形成三個(gè)共價(jià)鍵。此后依次遞減，直到惰性元素，其核外最外層電子沒有形成共價(jià)鍵的需求，所以惰性元素也是最穩(wěn)定的元素。

因此惰性元素作為生命的基礎(chǔ)元素應(yīng)該第一個(gè)被pass掉。

剛才已經(jīng)說了，要成為生命體的基礎(chǔ)元素，那么這種元素就得既穩(wěn)定又不穩(wěn)定。這里面的穩(wěn)定性指的是衰變穩(wěn)定性，原子序數(shù)不能太大，核外電子數(shù)不能太多，如果核外電子數(shù)越多，那么原子核對最外層電子的掌控力就越弱，元素就越容易衰變。

而不穩(wěn)定性指的是元素最外層電子形成共價(jià)鍵的難易程度，越不穩(wěn)定，越易形成更多的共價(jià)鍵。

在元素周期表中，既要保證原子序數(shù)不能太大，又要核外電子形成更多的共價(jià)鍵，也只有碳元素能滿足。

碳原子序數(shù)為6，一共有6個(gè)電子，其中最外層有4個(gè)電子。

這四個(gè)電子可以形成四個(gè)共價(jià)鍵。

這四個(gè)共價(jià)鍵就可以讓碳元素以共價(jià)鍵的形式形成更為復(fù)雜的分子，這是生命形成的必然條件。碳基分子可以形成十分長的非重復(fù)聚合物鏈，也可以形成閉環(huán)，或者與其他的元素形成單鍵，雙鍵或者三鍵，這些組合形式甚至可以達(dá)到數(shù)百萬種類型。這就讓碳基分子可以參與大量生命必需分子的形成過程。分子組合的形式越多，越復(fù)雜，攜帶的信息也就越大，這就造就了DNA可以攜帶大量的遺傳信息，生命體的功能也就越齊全。

可能有人會(huì)說，生命體核心元素為什么一定需要四個(gè)共價(jià)鍵，難道形成兩個(gè)或者三個(gè)共價(jià)鍵的元素不行嗎？擁有兩個(gè)或者三個(gè)共價(jià)鍵的元素，雖然形成的生命大分子種類沒有那么多，但也足夠有成千上萬種組合，這些數(shù)量的組合形式對生命來說，或許就足夠了。

我們以擁有兩個(gè)共價(jià)鍵的氧元素為例，氧的核外電子決定其只能和兩個(gè)原子結(jié)合，所以形成的分子不管是從復(fù)雜度還是豐富度都大打折扣，即便存在氧基生命，其生命的物質(zhì)結(jié)構(gòu)也會(huì)十分簡單，無法進(jìn)化成更高級的生命形式。

而硼可以生成三個(gè)共價(jià)鍵，所形成的分子復(fù)雜度也比較多，但是硼在地殼中的含量極其稀有，地殼含量只有0.001%，與碳元素含量存在量級上的差距，這也許是硼元素沒有形成生命的一個(gè)重要原因。

氮同樣可以形成三個(gè)共價(jià)鍵，但是氮原子最外能層的一個(gè)能級上有兩個(gè)電子，這就是富余電子

這部分富余電子在一般的生命分子中可以起到氫鍵的作用，方便形成其他空間結(jié)構(gòu)，但在氮基的生命分子中就是反作用了，它們會(huì)擠壓其他的三對鍵的位子，這使得氮基骨架在空間結(jié)構(gòu)的可能性上遠(yuǎn)小于碳基骨架。

其實(shí)在元素周期表中，構(gòu)成生命的基礎(chǔ)元素只需考慮前18種元素即可，越靠后的元素越不穩(wěn)定。

就以碳和硅舉例，它們雖然最外層電子都可以形成四個(gè)共價(jià)鍵，但是硅的最外層電子在第三個(gè)能層上，而碳的最外層電子在第二個(gè)能層上，最外層電子距離原子核越遠(yuǎn)，就越不穩(wěn)定，形成的共價(jià)鍵就越容易斷裂，比如硅-硅共價(jià)鍵的強(qiáng)度是196KJ/mol，

而碳-碳共價(jià)鍵的強(qiáng)度是334KJ/mol，碳共價(jià)鍵的強(qiáng)度接近硅共價(jià)鍵強(qiáng)度的二倍，所以同樣復(fù)雜度的大分子，碳基生命受到外界輻射的穩(wěn)定性就比硅基生命強(qiáng)了接近一倍。

所以硅基生命壓根就沒有碳基生命強(qiáng)大，完全是營銷噱頭而已。

共價(jià)鍵越穩(wěn)定就越能對抗來自母星的電磁輻射。

碳基生命作為地球上的主宰，還有一個(gè)很重要的原因，那就是水。碳基生命要想復(fù)制自己的基因，就得需要水作為溶劑運(yùn)輸這些碳基分子。

而對于其他星球來說，或許最常見的液體并不是水，而是液態(tài)甲烷或者乙烷，比如土衛(wèi)六。這些液體可能就和地球上的水一樣，充當(dāng)其他生命形式的溶劑。不同的星球有不同的壓力和溫度，在其他星球上，或許非碳基分子的元素更易形成生命體。從這個(gè)角度來看，宇宙中的某一個(gè)行星上，是有可能存在硅基或者其他生命形式的生物的。