當(dāng)思索生命的多元形態(tài)時，科學(xué)家們必須懷抱開放的思想并秉持豐富的想象力。一些研究者甚至走得太遠(yuǎn)，比如考慮暗物質(zhì)作為一種外星生命的可能性！的確，當(dāng)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(huán)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范例。

比如：砷。砷對大多數(shù)生命都是有毒的，但我們星球上的一些海藻會將砷結(jié)合到復(fù)雜的有機(jī)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(chǎn)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(xì)菌的生存，通過將硫轉(zhuǎn)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(dāng)與宇宙中另一種常見元素，氮，結(jié)合后，它有極大的可能形成各種各樣的分子。

磷已經(jīng)是對地球上的生命生死攸關(guān)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，甚至還有氯和氮的范例。因這些想法對于我們非常陌生，所以研究者很可能會忽略關(guān)于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(dāng)受試者忙于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。

該實驗的意圖在于表明，當(dāng)人類被自己的偏見束縛時，就會產(chǎn)生隧道視覺，如果他們不積極尋找，就會經(jīng)常錯失明顯的跡象。我們對碳的固定認(rèn)知可能會阻擋我們認(rèn)識它的替代形式，所以我們必須對新的可能性持開放態(tài)度并大膽假設(shè)，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(guān)知識：

暗物質(zhì)是一種假設(shè)的物質(zhì)形式，被認(rèn)為約占宇宙物質(zhì)的85%。[1]各式各樣的的天體物理觀測，包括公認(rèn)的引力理論表明，除非存在我們?nèi)庋壑獾奈镔|(zhì)，否則引力理論無法解釋引力效應(yīng)—暗示了暗物質(zhì)的存在。[2]為此，大多數(shù)專家認(rèn)為暗物質(zhì)在宇宙中的含量豐富，并對其結(jié)構(gòu)和演化產(chǎn)生了強(qiáng)烈的影響。暗物質(zhì)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(fā)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(fā)現(xiàn)。然而，基于所有這些可能的元素，天體生物學(xué)者仍然考慮碳對生命不可或缺，并且在追尋外星生命的時候?qū)ふ宜臉?biāo)志。然而，除了我們的固碳作用外，有許多替補(bǔ)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(chǔ)的，并且科學(xué)家認(rèn)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(jī)化合物的主要元素，如果沒有碳的獨(dú)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(wěn)定的化學(xué)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(jīng)發(fā)現(xiàn)了近1000萬種碳基化合物。碳是碳水化合物、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)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(chǔ)，那么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(rèn)為是元素之王。如果外星生命形式以另一種元素為基礎(chǔ)，這種元素和各種不同元素之間就必須形成穩(wěn)定的鍵。所有元素都有電子繞核旋轉(zhuǎn)，當(dāng)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(fā)現(xiàn)才不會是不同尋常的。此外，它應(yīng)當(dāng)能夠以某種方式自我循環(huán)，就想碳在地球上的碳循環(huán)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(huán)境中。

碳的最佳替代品似乎是硅?？茖W(xué)家主要認(rèn)為這是因為它和碳極其相似。碳最外層有4個電子并且元素間傾向成鍵以便于每個原子都有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。

硅也有四個電子，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，硅也可以與氧結(jié)合并與自身形成長鏈。由此看來，硅是最有可能形成非碳基生命的候選元素。但是，為什么我們星球上的生命不是硅基生物呢？原因是，盡管硅和碳之間有許多相似之處，但硅也存在一些缺點(diǎn)。硅的四個電子是位于第三軌道上，而碳的四個電子是位于第二軌道上，這就意味著硅需要更多的電子才能處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此硅形成的鍵往往比較弱。

然而碳形成的鍵就非常牢固，當(dāng)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(zhì) -- 鉆石。硅和碳分別與氧（許多生命形式的基本組成元素）結(jié)合會形成不同的形態(tài)。碳與氧結(jié)合形成二氧化碳，是一種很容易被生物排出并循環(huán)到大氣中的氣體。然而，硅與氧結(jié)合變成了石英，它是固態(tài)的沙子。對于我們熟悉的碳基生物，很難將固態(tài)的沙子從他們的生物系統(tǒng)中排出，因此我們認(rèn)為基于其他元素的生命形式不太可能存在。

受限于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(gòu)成的，因此，天體生物學(xué)家把碳作為外星生命體的可能存在跡象。但這并不意味著基于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(jù)。但是，實際上比地球的溫度高得多的行星會給硅帶來形成生命的有利條件，因為硅可以承受比碳高得多的溫度。

科學(xué)家們一直認(rèn)為生命無法在惡劣的高溫條件下生存，直到他們在位于火山口的地下海中發(fā)現(xiàn)了生存在溫度約為 249 華氏度的極端微生物?？茖W(xué)家們也假設(shè)行星必須位于其恒星周圍的宜居帶內(nèi)，才能擁有與生命相關(guān)的液態(tài)水和溫度，但隨著 Europa，Enceladus 等行星可能存在的地下海洋，和 Titan 碳?xì)浠衔锖陌l(fā)現(xiàn)，這一假設(shè)也受到了質(zhì)疑。

by：王不留行，杜少鶴，Matt