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生命的自组织,论硅基生命(变形金刚)是否会出现

已有 10071 次阅读 2016-8-8 13:09 |个人分类:课程相关|系统分类:科普集锦| 生命, 自组织, 硅基, 碳基

一、塞伯坦星球上,“硅基生命”生生不息,斗争不已

遥远的塞伯坦星球位于半人马座阿尔法星轨道附近,它是一个和土星体积近似的巨大金属行星,由多种不同属性的金属矿石组成,主要成分就是金属硅。数亿年的生命进化形成了强大的机械生命体,可以使自己身体在机器人形态和各种变形形态之间相互转换,被称为“变形金刚”,也是“硅基生命”的一种形式。数百万年来,星球的生命体形成了两个主要派别——博派(汽车人)和狂派(霸天虎),并且相互交恶,争夺塞伯坦的统治权和残存能量。


二、硅基生命真的会出现吗?

当然,以上都是科幻小说里的故事背景,那么硅基生命真的会出现吗?19世纪末,德国波茨坦大学天体物理学家儒略·申纳尔就探讨了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。

金属硅在宇宙中分布广泛,并且在元素周期表中,它就在碳的下方,与碳元素的许多基本性质都相似。举例而言,正如同碳能和四个氢原子化合形成甲烷(CH4),硅也能同样地形成硅烷(SiH4),硅酸盐是碳酸盐的类似物,三氯硅烷(HSiCl3)则是三氯甲烷(CHCl3)的类似物,以此类推。而且,两种元素都能组成长链,或聚合物,例如碳-氧链形成聚缩醛,经常用于合成纤维,而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮。因此,金属硅似乎真是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素,变形金刚在理论上也是可能存在的。

三、碳基生命是如何发生的,它的未来是什么?

我们把视线重新拉回来,关注下我们的自然,碳基的世界。地球上已知的生物大多数是碳基生命,包括人类在内都是以碳和水为基础。那么碳基生命又是如何产生的?是通过什么机制实现了从单纯的物理世界到原始生命?是通过什么机制实现了从原核生物演化到复杂的多细胞生物?

“我们从何处来”,神话、宗教、科学都在尝试解答这个问题。自组织理论提出,生命有序的组织可以通过一个“自组织”的过程从无序和混沌中“自发地”产生出来。自组织理论就是研究系统如何自动地从无序走向有序,由低级有序走向高级有序的理论,包括耗散结构论、协同论、突变论、混沌理论等等。从原核生物到多细胞生物,从微生物到植物、动物,从人到社会,都可以用自组织理论去解释。

“我们向何处去”,在自组织理论的启发下,超级计算机会不会自发地演变成人工智能?各种类型的人机对接会不会加快碳基生命与硅基的融合,会不会最终演变成硅基的生命?我们拭目以待。

最后,给大家推荐三部科幻电影,《超体》、《超验骇客》、《机械姬》,超多的宗教彩蛋等你去发现。





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