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【空想学术】变形金刚到底是不是硅基生命?

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我们在很多场合都能见到关于“变形金刚是硅基生命”并以此与机器人区分开的说法,同时他们也认为硅基生命更加高级,但这种说法真的对吗?



IP属地:黑龙江1楼2023-12-14 10:14回复
    众所周知,我们地球上目前已知的各种生物都是以碳元素为有机物质基础的生物。在构成我们的氨基酸中,连接氨基与羧基的是碳元素,所以称作碳基生物。
    一些人却并不将碳视作生命必然的核心元素。并由此提出了以硅、硼或磷等而非碳为核心元素的“非碳基生命”。其中“硅基生命”这一概念最为出名。


    IP属地:黑龙江2楼2023-12-14 10:15
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      硅基生命简述
      1891年,波茨坦大学的天体物理学家儒略申纳(Julius Sheiner)在他的一篇文章中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。1893年,英国化学家詹姆斯·爱默生雷诺兹(James Emerson Reynolds)在英国科学促进协会的一次演讲中指出,硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存。
      硅由于在宇宙中分布广泛,以地球举例,地壳里含有的碳原子总量还不到硅原子的1%,且硅在元素周期表中位于碳的下方,与其同主族,所以和碳元素的许多基本性质相似。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,它们都能在其中与氧交替排列,最简单的情形是,碳-氧链形成聚缩醛,它经常用于合成纤维,而用硅和氧搭成骨架则产生聚合硅酮(即硅氧烷)。所以乍看起来硅的确是一种作为碳替代物构成生命体的很有前途的元素,且有可能出现的一些特异的生命形态就有可能以类似硅酮的物质构成。硅基动物很可能看起来像是些会活动的晶体,如果他们呼吸氧气的话,身上很有可能随时间推移而不断增长出二氧化硅结晶也就是——长玻璃。


      IP属地:黑龙江3楼2023-12-14 10:15
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        然而,随着无机化学的发展,人们却发现,硅的表现并不能合乎人们的期望。比方说,硅的连接能力相当糟糕:硅烷的硅数只能到8且不稳定,而碳烷能够不断链接,甲,乙,丙,丁,戊,己,庚,幸,壬,癸……把天干都用完还能继续接。


        IP属地:黑龙江4楼2023-12-14 10:16
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          再来,与碳-氢、碳-碳键不同,硅-氢键和硅-硅键容易被各类质子溶剂完全破坏。这也就意味着常见的水,氨等溶剂都不能作为基于硅烷的硅基生命的载体。如果硅基生命真的存在,那么地球对他来说就是个可怕的地狱,因为地球上占比约百分之七十的水对它来说是有害甚至致命的。
          借此特征,在最新的变形金刚动画地球火种当中登场的谷隐就比较接近于硅基生命。
          刚才提到地壳里含有的碳原子总量还不到硅原子的1%, 但地球生命还是选择了碳作为基础,由此可见碳原子远比硅原子更加适合形成生命。原因有下:



          IP属地:黑龙江5楼2023-12-14 10:16
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            硅元素难以形成生命的原因
            硅烷难以形成
            1、硅氧烷及其衍生物容易缩合。这也就意味着硅氧烷难以形成类似于核苷酸,氨基酸那样的单体。而是会形成难以进一步聚合的小型环状分子或只具有简单重复结构的庞大链状分子。
            结构简单意味着很难出错,而很遗憾,生命的多样化很有可能就是在一个又一个错误当中产生的。
            2、硅氧烷衍生物没有合适的取代基——如果以硅氧链本身作为取代基,会形成庞大的难溶且难熔的网状固态分子;而如果像人类通常使用的链状硅氧烷那样,用有机基团作为高温下的取代基,则复杂的取代基本身是不稳定的,只能形成十分简单的取代基。因此在自然环境下更有可能会形成碳骨架分子,而不是硅骨架分子。
            3、也是相当重要的一条,硅氧烷衍生物难以被氧化,因此难以形成储能物质。


            IP属地:黑龙江6楼2023-12-14 10:17
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              硅氧烷和硅烷的通病
              1、在宇宙中,人们只发现了二氧化硅和硅酸盐:人类已经在彗星、陨石上找到了碳的高级化合物,却没有找到硅的高级化合物:甲烷在太阳系中普遍存在,比方说土星就有着甲烷构成的海洋。甲基乙炔和氰基癸五炔这样的复杂分子也可以从星际物质中找到,甚至人们还在陨石上发现了氨基酸,却从来没有发现过硅烷或硅氧烷等物质。
              2、而退一步说,即使在行星形成之后,也没有硅烷或硅氧烷产生的行星化学途径。也就是说,不仅星际物质中没有硅烷,而且即使通过行星的后续化学过程也无法形成硅烷或硅氧烷。
              3、当碳在地球生物的呼吸过程中被氧化时,会形成二氧化碳气体,这种惰性物质易于产生且很容易从生物体中移除。但是,同时符合这三项条件的无机硅化合物却不存在。例如,易于产生且相对惰性的二氧化硅是难熔且难溶的固体,因为在二氧化硅刚形成的时候就会形成晶格,使得每个硅原子都被四个氧原子包围,形成玻璃,这样的固体物质难以处理。而能溶解二氧化硅的氟化氢也就是氢氟酸同时也会将硅氧链或硅链完全破坏,因此硅基生命不可能通过氟化氢来处理二氧化硅。不过也有人指出,硅基生物或许不需要呼吸。


              IP属地:黑龙江7楼2023-12-14 10:17
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                (注意,氢氟酸为剧毒。同时氢氟酸对变形金刚也极度有害,动画领袖的挑战当中就出现错用氢氟酸导致武器碎裂的情况,只能庆幸当时没有人类在场,并且希望他们做好了处理。
                不过话说回来氢氟酸与部分金属反应时会形成氟化膜减弱反应,因此对铁镁等金属的腐蚀性并不强,动画里对这种酸的刻画更接近盐酸,不过既然这种酸这么强,为什么没烧迷你金刚的手呢?)


                IP属地:黑龙江8楼2023-12-14 10:17
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                  硅烷及其衍生物热稳定性和化学稳定性不足;而硅氧烷虽然十分稳定,其复杂性和多变性却要依赖复杂的有机基团。因此,它们都难以形成生命。
                  尽管从化学角度看,硅基生命诞生的希望很渺茫。但硅基生命在科幻小说中则很兴盛,而且科幻作家的许多描述会提出不少有关硅基生命的有益构想。
                  这里我们必须强调,利用碳基生命的一些特征推测硅基生命是算不上严谨的,如果日后发现了硅基生命,再回过头来看这些推测多半也只会觉得肤浅可笑,但必须清楚,科学研究正是由不断推测和不断推翻推测组成的,没有任何东西是刚出现就是完美的,当然,除了变形金刚玩具老物


                  IP属地:黑龙江9楼2023-12-14 10:20
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                    而推测和假说这个过程本身是科学的,有趣的。这就足够了。
                    比起氧气,硅基生命可能会呼吸二氧化碳或二氧化硫甚至含量更大的氮气,或者硅基生物的新陈代谢比碳基生物更慢。而这些内容和变形金刚关系就不大了,我们将目光,移到硅基生命的另一种解释上来——人工智能。


                    IP属地:黑龙江10楼2023-12-14 10:20
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                      广义的硅基生命
                      尽管化学家并不会将人工智能视为硅基生命,但“硅基生命”可以指代人工智能这一谬误已经被外行人广泛接受,三人成虎嘛。如今,人工智能也被大众视为广义的“硅基生命”。
                      这也是让变形金刚被认为是“硅基生命”的第二条特征。
                      20世纪发展起来的以硅为主要半导体元件的计算机技术以及其后的人工智能学、来势汹汹的网络技术都使这种“硅基生命”的发展在和计算机人工智能结合的层面有了突破的可能。2023年4月28日召开的会议,其中一个重要内容是:“要重视通用人工智能,营造创新生态,重视防范风险。”作为全世界妇孺皆知的机器人形象,变形金刚自然也被认为是这种广义的硅基生命。


                      IP属地:黑龙江11楼2023-12-14 10:20
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                        能够“变形”的机械,在现实当中并不罕见,比方说经典的徐州工程机械集团研发的ET110型步履式挖掘机,看着就跟铲土机和废渣生了个孩子一样。更不要说乐森推出的机器人玩具,这可是真真正正的能自己变形的机器人,离真正的变形金刚几乎只有身高和材料的差别。而这些仅仅只是他们的“身体”,想要让他们真正的有生命,就需要给他们“意识”,在意识飞升目前还处于技术上不可行伦理上不允许的现在,能够给予机器人灵魂的也就是人工智能吧。



                        IP属地:黑龙江12楼2023-12-14 10:22
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                          最近一段时间,以CHATGPT为代表的各种AI层出不穷,甚至能够写论文(我当年做毕设的时候要是有这玩意就好了)这种AI的核心思想是将自然语言文本序列转换为机器可理解的语义表示。在训练过程中,通过大量文本数据(如维基百科、新闻文章等)的预先训练,使得GPT可以生成流畅自然的文本。而巧的是,GPT全称是Generative Pre-Trained Transformer那么用GPT造出变形金刚就是天经地义的不是吗?


                          IP属地:黑龙江13楼2023-12-14 10:22
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                            很明显,变形金刚的意识大多都是自然产生的,少有人工智能,那么无论广义还是狭义的硅基生命皆不符合变形金刚的特征,那么变形金刚是什么生命呢?
                            其实这个问题很早就有了答案,他们是——“超机械生命体”,是“有伪装的机器人”。
                            也就是说,二者都是,也都不是。



                            IP属地:黑龙江14楼2023-12-14 10:25
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                              活性金属
                              作为金属生命Living metal,变形金刚身体的基本构成是活性金属Living metal,在不同的作品里有不同的名字,在TFP动画里叫做赛伯坦物质cyber-matter,在漫威漫画里叫做生物机械bio-mechanic,BW动画和08里叫做原生体物质protomatter,IDW漫画里叫做感知金属sentio metallico,而大家最熟悉的,同时也是设定相对最完善的就是电影的变形元素Transformium。无论哪种作品,都将变形金刚基本生命构成设计成类似液体的物质,唯一不同的是鸡万动画的赛博托尼Cybertonium,这玩意是个绿色晶体,也就是说这么多关于活性金属的设定都是放屁,因为他们不鸡万。不过我们先让鸡万滚一边,根据电影的说法,活性金属这种物质分子不稳定,能够被编程。这意味着变形金刚的变形本质上至少是分子级别的拟态,不仅是将自己身体的外形变成扫描到的物体,更能将自己身上每一个分子变成对应的材质。这样的重组和还原需要极大的算力,变形齿轮很有可能就是专门负责这方面运算的类似次级大脑的器官,相当于人类的脊髓,巧的是IDW漫画当中触发变形金刚变形反射的部位就在后颈处。




                              IP属地:黑龙江15楼2023-12-14 10:26
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