是否真的有硅基生命？

春节档的另一部电影，宁浩“疯狂系列”第三部《疯狂外星人》，编剧也是

《乡村教师》最早发表在2001年1月份的《科幻世界》，讲的是一个癌症晚期的乡村教师李宝库临死前坚持上完最后一堂课，在课上，他教了牛顿的力学三大定律。这个知识在碳基文明同硅基文明的决战中，拯救了地球和太阳系。

这是大刘第一次公开使用硅基生命的概念，但他不是第一个。

1891年，波茨坦大学的天体物理学家Julius Sheiner首次提出硅基生命存在的可能性；1893年，英国化学家James Emerson Reynolds公开表示支持Julius的观点，并认为“硅基生命可以在高温下生存”。

从上文《山》中的对话可以看出，大刘笔下的硅星人生活在“地核”中，以吃石头为生，不需要水和氧气。

那么问题来了，为什么是硅基生命？而不是铁基生命，锗基生命，或核基生命呢？

这要从硅元素说起。

02 硅与地球生命

硅，港台地区也写作“矽”。

如元素周期表所示，硅在元素周期表排行14，在碳的正下方，与碳是表兄弟的关系，化学性质也与碳有诸多相近之处。

再看储量。

硅约占地壳总质量的26.4%，在地球上储量第二，宇宙储量第六；储量仅次于它的亲密爱人“氧”，后者约占49.4%，硅与氧结合，最常见的就是二氧化硅SiO2。二氧化硅约等于石头。

所以，硅星人吃石头，相当于我们地球人补碳水。

说到这里大家就好理解了。

以地球上的硅储量，以硅与碳的表兄弟关系，人们便容易联想到硅基生命了。

那么，如果硅基生命真的存在，会出现哪些情况呢？

那么问题来了，有没有一种可能，碳基人同硅基人共同生活于地球上？

这个场景要怎么形容呢？

你可以想象一下爬山，你，碳基生命，山，硅基生命。

山不动啊？嗯，它动了，它只是动的比较慢。

是不是有种豁然开朗的赶脚？

除了科幻界一直在琢磨硅基人，科学界也在琢磨“硅与生命的关系”。

比如在追寻生命起源时，人们常常会问这个问题：

以硅在地球上的丰度，以及与碳表兄弟的关系，为何它没有出现在“原始汤”里呢？

“原始汤”是达尔文口中的“某个温暖的小池塘”，被认为是生命的起源之处。

最早还原“原始汤”的是米勒。

1953年，芝加哥大学的斯坦利·米勒与哈罗德·尤主导了一项关于生命起源的“米勒·尤列实验”，实验结果以《在可能的早期地球环境下氨基酸生成》为题发表。

在实验中，科学家们模拟了一个火山爆发后的大气层环境，将水气、氢气、甲烷和氨气组成的混合气体注入长颈瓶，引入电极（模拟闪电）处理混合气体，并形成一个循环系统。

一周后，在冷却的液体中，科学家们发现了大量的有机化合物，包括5种不同的氨基酸（构成生命的基础物质）。

在这个实验中，“水、氢、甲烷和氨气“构成了孕育生命的”原始汤“，实验证明早期生命体可能诞生在原始汤中。

但也有人指出，硅可能在地球生命的起源过程中扮演过一定的角色，因为碳基生命喜欢利用右旋的糖和左旋的氨基酸。

因此有理论解释，生命有可能在有旋光性的硅石表面的原始汤中形成。（详见朱钦士《为什么地球上的生物使用左旋的氨基酸和右旋的糖分子？》）

说句人话：硅石可能充当了原始汤的容器。

那么，硅到底有没有参与了生命的形成呢？到现在，还没有明确的说法。目前可以明确的是，硅与地球生命的关系。

硅是人体维持生命的必需的微量元素之一，约占人体的0.026%。

它的生理作用主要表现在三个方面：

敏感的小姐姐可能会关注到第三点。胶原中氨基酸约21%为羟脯氨酸，脯氨酰羟化酶使脯氨酸羟基化，此酶显示最大活力时需要硅；通过对不同来源的胶原分析，结果显示硅是胶原组成成分之一。

其实，这已是饮用水行业公开的秘密了，用偏硅酸矿泉水替代大喷，一年也就省个大几百块吧。

正常人每日应该摄入多少硅？目前全球都还没有一个统一标准。

科学家们按动物实验结果推算，每天人体的需要量是2-5mg，由于硅容易与氧结合生成二氧化硅，且食物中的大部分硅不易被吸收，因此推荐量在需要量的基础上增加为5-10mg，按10%的吸收率来计算，推荐摄入量是20-50mg。

爱夸一瓶水570ml，偏硅酸含量超过50mg/L。换算下来，日均两瓶爱夸的量。

03 什么样的水会富含硅？

上文我们说过，地壳里含有大量的硅，以二氧化硅为主。二氧化硅是固体，约等于石头。人不吃石头，所以我们要从饮食中获取硅。

植物、动物、土壤和水里都含有微量元素和矿物质，我们一般用丰度曲线来表示。

中国有句俗语叫“一方水土养一方人”，其实是非常有道理的，它说的是同一个区域或环境下，地壳和人体中的微量元素和矿物质的丰度曲线是相近的。

人需要从地壳中获得微量元素和矿物质，获取途径是饮食，一是饮，二是食。

这是一件很容易理解的事情。

天然的水中都是含有微量元素和矿物质的。

之前有人问小爱，自来水中是不是含有硅？

自来水的水源地以江海湖泊为主，北方以地下水居多，水中是含有微量元素和矿物质的。但是自来水的标准是以控制有害物质为主，所以并不明确具体的含量。

可以明确的是，纯净水中几乎不含微量元素和矿物质。纯净水一般是将自来水进行反渗透处理后装瓶销售的水。是的，某种意义上来说，纯净水还不如自来水。

矿泉水的水源一般在哪里呢？在山里，有时候是开矿山时偶然发现的；有时候是山体运动，在压力之下涌出的，得之不易，取之珍惜。

矿泉水的水源之所以少见，在于其形成原理。雨水从天而降，经年累月，滴水穿石，岩石过滤了水中的杂质，水溶滤了岩石中的微量元素和矿物质，这其中就有硅。

之后，水富集在不透水层之下，形成了稀缺的矿泉资源。

这样的水有三个好处：

1、天然不受污染。

当我们评价水质好不好时，安全是第一个标准。天然矿泉水存于不透水层之下，水龄较长，不会受到地表的污染。

补充解释一下水龄。水龄指的是雨水从天而降到存于不透水层之下这段时间，一般用同位素检测的方式来判断。一般认为，水龄越长，水质越好。（详见《科学饮用水》page 69）

2、水中含有离子状态的微量元素和矿物质。

如果是同一个区域的水，微量元素丰度曲线同人体相近，是更适合当地人的好水。

3、矿泉水界限指标中的“硅”“锌”“锂”“硒”不易从食物中获取，饮水是获取这些人体必需的微量元素的重要途径。

富含硅的天然矿泉水又称为偏硅酸型天然矿泉水。除了从天而降的雨水，火山水也是形成偏硅酸型天然矿泉水的主要来源。

火山水是地球水的重要来源，火山水来自岩浆，含有丰富的微量元素和矿物质，水到达地面后，参与水循环，是地球水的重要组成部分。

火山水中有一些固体矿物的蒸汽，在到达地面后常在喷口附近凝结，形成矿产。地下水则形成矿泉水源。

长白山与欧洲阿尔卑斯山和俄罗斯高加索山并称为世界三大广金水源地，是典型的复合火山。

长白山火山区经过岁月的积累，形成了水量丰富，水种丰富的矿泉水带。

天然矿泉水爱夸便产自长白山红丰泉。成品水中偏硅酸含量大于50mg/L，偏硅酸含量在整个长白山地区都属于佼佼者。

04 日常补充硅，有哪些需要注意的地方？

第一，选择适合的偏硅酸型天然矿泉水。

我们认为两种含硅的水是比较好的。

1、单位含硅量更高的天然矿泉水。例如fiji water（偏硅酸含量68mg/L），例如爱夸（含量 大于50mg/L）

2、复合型天然矿泉水。每一个矿泉水水源都是独一无二的，水中的微量元素和矿物质的含量和比例都不同，所以国家规定了八种物质，只要达到标准，就可以打上“天然矿泉水”的标签。

有一些水，有两项或两项以上同时达标，这样的水成为称为复合型天然矿泉水，比较常见的是偏硅酸和锶同时达标。

第二，我们要看家中是否有老人、小孩和孕妇？

上文我们提到硅的三个生理作用。

所以，如果家里有老人、小孩或孕妇，建议常备偏硅酸型天然矿泉水，一天两瓶570ml的爱夸就可以补充日需求量。

家中没有特殊人群，想要喝好水的，也可以参照以上建议，有用。

看到知乎上有人问，如果有一天硅基生命同碳基生命打起来应该怎么办？

嗯，这个问题小爱已经思考过了。

在中国古代历史上曾记载了一次战争，黄帝战蚩尤，黄帝赢了，开启了华夏文明。

小爱记得《山海经》上说，蚩尤是吃沙子的。

所以，咱们该吃吃，该喝喝，做个健康的碳基生命，挺好。别忘了一天两瓶爱夸哦。

参考文献：

等译，北京，1960-3