碳基生物的分子結構非常不穩定，無法經歷高溫、低溫、細菌侵蝕和輻射暴露。註定了碳基生命只能在宇宙中進行短期的進化和發展。
矽基生物的分子結構相對穩定，能夠適應碳基生物不能適應的環境，這類生物能夠經歷長期的進化和發展。
我們地球上的人類都是碳基生命。如果母體不發生大的變化，那麽人類在地球上的生存只能是短暫的行為。
幸運的是，由於碳基生物分子結構的不穩定性，碳基生物也可以通過適當的生化反應轉化為矽基質。
-
說到碳基生命以外的生命形式，對這方面稍有了解的人首先想到的是矽基生命。然而矽基生命的概念是什麽時候產生的呢？大概，很少有人知道吧。說出來會很意外。原來這個概念早在19世紀就出現了。1891年，波茨坦大學的天體物理學家朱利葉斯？朱利葉斯·謝納在他的壹篇文章中討論了基於矽的生命的可能性。他可能是第壹個提到矽基生命的人。這個概念是由英國化學家詹姆斯？愛默生？1893年被詹姆斯·愛默生·雷諾茲接受，他在英國科學促進會的壹次演講中指出，矽化合物的熱穩定性使基於它的生命能夠在高溫下生存。
英國著名科幻作家赫伯特？喬治？赫伯·喬治·威爾斯吸收了雷諾茲和鮑爾的觀點，他寫道:
“人們會被這種想法帶來的奇怪想象所震驚:既然有矽鋁生命，為什麽不馬上想到矽鋁人？這麽說吧，他們行走在含硫氣體的大氣中，徘徊在溫度比熔爐還要高幾千度的融化的鋼鐵海洋中。”
30年後，英國遺傳學家約翰？伯頓？桑德森？約翰·布爾登·桑德森·霍爾丹提出，基於半熔融矽酸鹽的生命可能在行星深處被發現，鐵的氧化為它們提供了能量。
乍壹看，矽確實是壹種很有前途的元素，可以作為碳的替代品來形成生命。它在宇宙中分布很廣，在元素周期表中，它的位置剛好在碳的下面，所以它和碳的很多基本性質很相似。例如，正如碳可以與四個氫原子結合形成甲烷(CH4)，矽也可以形成矽烷(SiH4)，矽酸鹽是碳酸鹽的類似物，三氯矽烷(HSiCl3)是氯仿(CHCl3)的類似物，等等。此外，這兩種元素可以形成長鏈或聚合物，其中它們與氧交替排列。在最簡單的情況下，碳氧鏈形成聚縮醛，通常用於合成纖維，而用矽和氧形成骨架則產生聚矽氧烷。
基於上述情況，壹些特定的生命形式可能是由類矽物質組成的。矽基動物很可能看起來像活性晶體，就像迪金森和斯凱勒畫了下面這張想象的圖。這是壹只在矽基植物中遊蕩的矽基動物。這種生物的結構部分可能是用類似玻璃纖維的絲線串在壹起，中間用肌肉塊連接起來，形成壹種靈活、精致甚至薄而透明的結構。
行走在矽基植物中的矽基動物
看來這些水晶般的生物非常漂亮。如果它們能在室溫下存活，大概地球上很多人都願意養幾只在家裏做裝飾。養這種寵物壹個明顯的好處就是不會傳播細菌和寄生蟲，因為細菌和寄生蟲作為碳基生命對這種完全不同的生命是無能為力的。然而，矽基生命的可能性受到許多缺陷的威脅。
壹個很大的缺點就是矽和氧的結合力很強。碳在地球生物呼吸過程中被氧化時，會形成二氧化碳氣體，這是壹種很容易從生物體內清除的廢物；但是矽的氧化會形成固體，因為二氧化矽剛形成的時候會形成晶格，使得每個矽原子都被四個氧原子包圍，而不是像二氧化碳壹樣每個分子都是獨立自由的。處理這樣的固體物質會給矽基生命的呼吸過程帶來很大的挑戰。
只要是生命形式，就要從外界環境中收集、儲存和利用能量。在碳基生物中，儲存能量的最基本化合物是碳水化合物。在碳水化合物中，碳原子通過單鍵連接成鏈，由酶控制的碳水化合物的壹系列氧化步驟會釋放能量，廢物會產生水和二氧化碳。這些酶是大而復雜的分子，根據它們的形狀和左旋和右旋來催化特定的反應。在這裏，左旋和右旋分子是由分子中所含碳的不對稱性引起的，碳基生物中的大多數物質都表現出這壹特征，這使得酶能夠識別和調節碳基生物中大量不同的代謝過程。但矽與碳不同，不能產生很多左旋和右旋的化合物，很難成為生命所需的大量互聯鏈式反應的支持元素。
此外，矽鏈在水中不穩定，容易斷裂，不像碳鏈在幹燥和潮濕的環境中都保持穩定。雖然這不會排除矽基生命的可能，但是壹個有大量液態水的星球肯定會排除矽基生命。
矽基生命的存在，甚至矽基生命出現之前早期生化進化的可能性很低，也被天文觀測所驗證。無論天文學家在哪裏搜索——隕石、彗星、巨行星的大氣層、星際物質、冷卻恒星的外層——都只能找到氧化矽(二氧化矽和矽酸鹽)，而找不到像矽烷和矽樹脂這樣的物質作為矽生化存在的前驅。相反，當我們尋找碳基生命的跡象時，不難在隕石中找到氨基酸等碳基有機分子。至於甲烷，它不僅存在於太陽系的許多行星和衛星中，還存在於星際物質和星雲中，甚至在星際物質中還可以發現甲基乙炔和氰戊炔等復雜分子。
即便如此，還是有必要指出，矽可能在地球生命起源中起到了壹定的作用。有壹個奇怪的現象，地球上的生命特別喜歡用右旋糖和左旋氨基酸。對此的壹個理論解釋是，生命進化早期的第壹批碳化合物是在壹塊具有特定旋轉(旋光)的二氧化矽表面的“原始湯”中形成的，這種矽化合物的旋轉決定了我們現在在地球生命中發現的碳化合物的旋轉。
雖然從生物化學的角度來看，發現矽基生命的可能性微乎其微。但是矽基生命在科幻小說中非常興盛，科幻作家的很多描述都會提出很多關於矽基生命的有益想法。在斯坦利？在斯坦利·魏斯鮑姆的《火星漫遊記》中，生命體的年齡是1萬歲，每十分鐘就會沈積壹塊石頭，這正是魏斯鮑姆對矽基生命面臨的壹個重大問題的回答。在這篇論文中觀察到的壹位科學家觀察到:
“那些磚塊和石頭是它的廢物...我們是碳做的，我們的廢物是二氧化碳，這個東西是矽做的，它的廢物是二氧化矽——二氧化矽。但矽石是固體，所以是磚石。這樣，它就覆蓋了自己，當它被覆蓋時，它就移動到壹個新的地方重新開始。”
在星際迷航系列《黑暗中的魔鬼》中，Janus IV的礦工發現了壹種矽基生命形式——Horta。每5萬年，所有的霍塔都會死去，只留下壹個活著的個體來照看孵化下壹代的卵。
《星際迷航》系列中的矽基生命
似乎矽上生命的壹個重要思想就是長壽，這大概來源於人類從天然巖石的永久性中得到的印象。另壹個普遍的觀點是，矽基生命很可能出現在溫度較高的星球上，比如布滿火山的星球，因為很多矽基化合物比碳基更穩定，比如矽氧鍵可以承受600K左右的溫度，而矽鋁鍵可以承受近900K的溫度，所以耐高溫性能更好，在高溫下也相對穩定，活性更好。對於矽基生命來說，需要200度甚至400度才能讓它們感到舒適，它們很可能在我們感到舒適的室溫下被凍死。這也是為什麽我在前面提到養矽基寵物的時候，特意提到了“如果它們能在室溫下存活”這句話。