14 Si 矽 混血兒

  如果說有一種元素適合科幻小說，那就是矽。它簡直就是介於天然和人工、生物和電子之間的奇怪混合體，自帶各種奇妙結構和古怪行為。科幻作家推測不尋常的生命形式的時候，經常會提到它。

  矽在元素周期表中的位置暗示了它強烈的特性反差。它位於兩種完全不同的元素的交界處。一邊的元素與無處不在的有機生命聯繫在一起，另一邊的元素則是由人類操縱並融入人工技術世界中。矽在這兩個陣營都有一席之地，它具有生物學上的作用，也開啟了我們所構建的數字世界。

  碳元素在生命體內發揮著驚人的生物學功能，矽與它化學上的兄弟——碳有相似之處，這表明矽將是碳的理想替代品。矽存在於我們的體內，尤其是在頭髮、骨骼和膠原蛋白中，但它是不是必需的，以及每天的最佳攝入量應該是多少，都很難確定。矽在我們的世界中是如此豐富，遠遠超過碳，可為什麼在我們的食物中卻如此匱乏呢？這很難研究出什麼門道。但這也拋出了一個問題，既然矽如此豐富，化學成分又與碳如此相似，為什麼它沒有在生命中發揮更大的作用？

  相比於矽，碳有其優勢。從兩個原子到成千上萬個原子，通過無窮無盡的排列組合，碳可以形成的分子結構數目超越你的想像。矽也可以形成各種大小的在生物學上有用的分子，但種類少得多。如果說我們可以用碳元素演奏複雜的分子交響樂，那用矽元素只能彈出簡單的鋼琴曲。

  生命的另一個要素是化學鍵比較容易被打破和重建，從而使生命得以生長和發展。碳的化學鍵強度「恰到好處」，這使得各種含碳分子比較容易發生重排或重組，這種靈活性使生命過程能夠在我們地球上相對溫和的條件下進行。在化學鍵斷裂和形成過程中所儲存和釋放的能量方面，矽遠不能與碳相提並論。尤其是矽-矽鍵很弱，但矽-氧鍵很強，這導致地球上大部分的矽元素都以矽酸鹽或沙子(主要成分為二氧化矽)的形式存在著。

  你可能會認為，當矽被鎖在化學惰性的沙子裡時，以矽為基礎的生物系統就會卡頓並停止運轉，但實際上，這卻是見證它奇蹟的時刻。碳的化學性質非常優秀，但矽和氧形成的矽酸鹽化合物卻是矽少有的優勢領域之一。它的外觀精美，種類多樣，從普通玻璃到石榴石，從滑石到黃玉。矽酸鹽在地球上含量豐富，質地堅硬，用途廣泛，地球上一些最奇異的生物都使用過矽酸鹽。當你看到水中的蛋白石和玻璃海綿這樣的科學事實，還需要看科幻小說幹什麼？

  硅藻是一種海洋藻類，它可以吸收溶解在海水中的微量矽酸鹽，並用它把自己包裹在保護性的矽化外衣中。在這些顯微鏡下才能看到的外殼裡，二氧化矽和水組合成了複雜的晶體，很像珍貴的貓眼石，反射出彩虹般的顏色。

  此外，還有生長在海面數百米以下的珊瑚礁上的玻璃海綿。這些奇怪的生物和我們以及地球上大多數生命形式都不一樣。在它內部，矽酸鹽編織出一個精密的框架，存在著很多通道和空隙，構築起一個內部的網絡。在水下，這種雲狀的堅硬玻璃物質自身不能移動，但它們可以讓生命從它們精緻的結構中通過，通過微小的縫隙過濾掉它們賴以為生的微生物。基於矽酸鹽的生命可能更簡單、更緩慢，但絕不比其他生命遜色，這意味著生命的可能性並不唯一。

  擺脫了氧的束縛，矽可以利用其混合特性的另一面。純矽與它的鄰近元素有一些相似之處，它可以導電，但只在特定的情況下。這意味著可以通過它來控制電流，做出決策，傳遞信息。這也可能形成另一種「生命形式」，只是和我們熟悉的那些不同。