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如果这个世界上真的存在硅基生物,那么它们的生存条件是什么?

2020-11-08科学

2023.10.31更新

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如果要让硅形成蛋白质链,那么硅基的化学性质并不比碳基高明。

我更倾向于另一种猜想:不同掺杂的硅片形成pn结,进而形成二极管,晶体管,MOS等「蛋白质」或「核酸「,在亿万年的随机碰撞中形成集成电路,这些「核酸」在某一次门电路组合中形成了自我编程的特性,并开始主动寻找初级逻辑门来完善自我。

这种生命的思考和交流是使用电信号完成的,也就是说它们的思考和交流十分高效。但受限于客观物体的移动速度,它们改造自然的能力在它们看来是十分缓慢的。因此哲学是最先出现的学科,数学则是定量描述哲学的学科。它们的理论可能远远领先于实验。

对于这样的文明,我们可以做出合理推测:

要使用电信号思考交流,需要远离电解质溶液。但一个无海洋的岩制行星很难形成生命,因为「细胞」难以在固体中移动,也就大幅度延缓了碰撞几率。所以我们可以设定这是一个拥有液氨海洋的行星。

我们可以设想这样一个星系:

这是一颗年轻的恒星,它的质量略小于太阳。恒星内部的巨大压力与极高的温度为维持聚变反应提供了良好的条件。每一次聚变都会形成恐怖的能量浪潮,裹挟着大量氢离子向外部抛洒。强烈的辐射与氢离子流持续不断地轰击着围绕着它的几颗行星。

其中有一颗蓝色行星。这颗行星的质量比地球略大,使它能凭借引力固定住更多氢气,根据瑞利散射,厚实的大气将高能射线层层阻挡,只留下了低频光线,这也使无色的天空呈现蓝色。地壳中,巨量的磁性物质形成的磁场将高能粒子分至两极,使得行星表面不受其正面轰击。

这颗行星与它的恒星有略小于一个天文单位的距离。这个距离使得它的表面温度大都处于-70℃至-40℃之间。这个温度正好是维持氨处于液态的温度。

在近海岸的一处海底,数十根高耸的二氧化硅石柱从海底伸出至海面上,这里原本是一座小山,经过数万年的风化与液氨海水中化学物质的洗刷,只留下了这些性质坚挺的二氧化硅与上面的微量硼氮等化合物。

其中一根石柱上,在近海面的部分有一些微小的小室。海底硝酸盐经过某种化学反应产生的氮气,与溶解在海里的氢气,在小室中存在的某种催化剂的作用下反应,产生了一些液氨并释放出少量能量。这些能量作用到了小室中一个晶体管上,使得掺杂氮的部分将电子输送到掺杂了硼的部分。电流使它蜷曲的身体––一段蜷曲的集成半导体––稍稍舒展。

太阳升起了。数以亿计的光子照射到了这片海域,其中一部分以较小的角度射进这些二氧化硅石柱,根据全反射定律,这些光线被困在石柱内,只能向下传播。

小室里,一群光电二极管开始转向,将照射的光子转化为电流导出。它要将这些能量在另一个器官里固定为某种硝酸盐,以确保夜晚释放维持热量。这让它想起了寒冷的昨夜––不,它的寄存器数目太少,已经记不清昨晚的事情了––不,它甚至没有温度传感器。

从它开始收集石壁上的的半导体以来,已经是第四次太阳升起了。这不是一件容易的事情,首先要清楚哪边的石壁上含氮或含硼––这需要根据霍尔效应––当然,它并不理解霍尔效应,它只是在判断电压的正负。然后,还要使用某种化合物将岩壁腐蚀,再取出它需要的那一部分。它现在终于完成了这个目标。接下来,它要把这些半导体组装起来––按照它的核心部件的装配方式。

在经历了四次行星自转之后,它艰难地进行了一次伟大的自我复制。

2022.1.2

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太阳残余的光芒尽力地照进这颗行星,紧接着天空慢慢暗淡下去。从它的传感器为它提供的不妙响应看来,艰难又漫长的冻土时代马上要来临了。

要尽快复制一些储能设备,它想,必须在「年前」完成这颗石柱上的所有电池的部署与链接。底层硬件连接逻辑门发出的最高指令告诉他,如果不能存储足够的能量,它或许在开春时不能重新启动,它的硬件会被侵蚀风化,最终化作它诞生之前的模样。

这颗巨大的二氧化硅石柱上分布的细密的小室现在已经遍布着各种掺杂与连接的半导体,它已经分不清哪些是自己复制的,哪些是原本就存在着的。调制不同电磁波以更改某处半导体集群的部分电压,从而更改这些半导体的软件连接方式来摧毁目标上可能存在的「智能」,对它而言已经非常熟练。所幸的是,目前它遇到的敌人几乎没有进行过有效的反抗,只不过有一次例外。

那时的它还很弱小,生活的空间也十分有限,它像往常一样操纵电压不断改变着自己微小的腹足,以便在这片液氨海洋中属于它的领地内巡逻。它的运动速度十分有限,因此它需要提前准备很久才能拥有足够的电池,并且这些电池的重量会大幅拖慢它的行进速度。不过这并不能阻止它,它需要确保自己领地内的绝对安全,以避免复制时受到侵略。它还需要不断扩张自己小小的地盘,用来存放更多电池和各种硬件及传感器。

这次的巡视很顺利,电池剩余的能量还十分充足,它决定再向前探索。

然而异变出现了,它的电磁波接收器突然接收到大量噪波,经过快速傅里叶转换也不能分析出所包含的信息,这让它感到非常危险。

在它的不远处,一片规模相当的设备集群刚刚对它发送了一份加密协议,但并未有任何信息返回,因此集群判断为敌人入侵。集群立即向不远处的电容模块发送攻击指令,这些电容会在被运到敌人身体上后迅速释放能量,强大的电流将会迅速将半导体击穿。

视觉传感器告诉它目前的险境,于是它没有任何犹豫,将剩余的电池能量全部释放在电磁产生器(一种LC振荡模块)中,并关闭了自己的电磁接收器(也是一种LC振荡模块)。

强大的电磁振荡差点让它的线圈损坏,但同时也让灵敏但容量较小的对方的电磁产生与接收器瘫痪。它迅速入侵了对方集群的主程序,接管了电容模块的控制器,赢得了这场战斗的胜利。从对方的软件中,它学习到如何精密调整电磁波频,与自己的各种模块建立广域链接,它再也不用背着沉重的电池到处走了。

转回思绪,在黑暗淹没液氨海洋前不久,它完成了自己的使命,它将要关闭绝大部分模块,只留部分核心器件处于极微弱的链接当中。现在它要迎接寒冷的冻土时代了。

液氨海洋的表面渐渐结冰,由于固态氨的密度比液氨大,因此这些冰块并不会漂浮在表面,而是缓缓沉到海底。就这样,这片由液氨组成的海洋,在经过不知多久的漫长黑夜里,变成了一块巨大的冰冷岩石。

在周身结冰之前的一小会,我们可以从它的中央处理器中极其微弱的电流里判断出: 在它睡着之前,它清理出连续的65536个地址,并将自己身处的这颗二氧化硅石柱内的硬件集群命名为Piller_0000。

2023.10.20

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受限于作者水平,本文涉及的知识内容均不严谨,请读者明辨。