地球为什么只选择碳基生命，而不选择硅基生命？

我们知道，地球上的生命是以碳元素为基础形成发展的，那么问题来了：为什么地球生命非得是碳基生命，而不是非碳基生命呢？外星生命有可能是硅基生命吗？宇宙中到底有没有非碳基生命？今天我们来探讨一下这几个问题。大自然为什么让地球生命自然选择碳基生命？

自从化学尤其是分子生物学快速发展以来，科学家们发现：地球上所有生命形态和物种，无外乎都是由25种化学元素构成的。一个典型的生物细胞比如人体细胞的总质量当中，有96%是由氧（65%）、碳（18%）、氢（10%）、氮（3%）这4种主要元素构成的，其余的则是由少量其他元素构成的，比如说钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁、铁等等。

有人马上会问，人体总质量不是氧元素占了大部分吗？高达65%！我们不是以氧为基础的生命形态吗？为什么我们不叫氧基生命，而叫碳基生命呢？是这样的，包括人类在内的所有地球生命，活体细胞中多数的氧元素，其实是以水的形式存在的，含在水分子H2O里的。

然而，对细胞结构和功能起关键作用的，却是另外一种元素——这就是碳。所以，我们说地球生命都是以碳元素为基础的，于是就叫碳基生命 。

碳元素符号、原子序数、元素名、原子质量为啥生命选择了碳元素，而不是其他元素呢？要想回答这个问题，我们就得进入粒子尺度下，看看碳元素的特点。凡是学过点化学的都知道，分子中的原子，都是通过化学键相互连接在一起的。什么？你说忘了啥是化学键啦？化学键，就是一种粒子间的吸引力，让原子、分子透过这种吸引力，组成我们宏观尺度下看得见的物质。

如果你是文科生，你不妨把化学键想象成每一种元素的手臂。有了这种手和胳膊——化学键，原子之间就可以手拉手，勾勾搭搭走天涯了。

不同元素拥有手臂的数量是不同的。比如氢原子只有一只手臂，这就意味着一次只能跟另外的一个原子手拉手。氧原子就有两只手臂，意味着同时能跟两个原子勾勾搭搭。

而碳原子竟有四只手臂，这就意味着：它最多可以同时跟4个原子勾勾搭搭。这就有意思了，想想看每个碳原子都有四只手，如果相互连接一起，上下左右前后，手拉手成三维结构，就会创造出千差万别的各种碳骨架——这就成了各种各样有机化合物的基础。

碳Ｃ、氢Ｈ、氧O在水water、乙烯ethylene、乙炔acetylene之间的化学键关系

科学家把这种含碳元素的化合物（除碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、氰、氰化物、氧氰、氰酸盐、硫氰、金属碳化有机分子物等以外）称为有机物。从最简单的有机分子（碳氢化合物甲烷），一直到复杂多样的高分子有机物（DNA分子），这为碳基生命的形成，提供了丰富的物质基础。

就像搭建乐高积木一样，大自然通过神奇的碳元素，搭建出丰富多彩的碳基生命

这一过程就是壮丽的地球生命演化史，也是大自然本身自然选择生命形态的唯一路径。也是迄今为止人类已知的唯一路径。

有人可能会问：碳原子不过区区四只手，比碳原子手多的原子，不是更能演绎出千奇百怪的分子结构吗？千手观音，不是更精彩嘛？！

问题是，粒子尺度下的三维世界，并非手臂越多就越好。越重的元素虽然手臂越多，复杂度是足够了，但稳定性却远远不行。化学世界，拼的不是量，而是巧。

要知道，碳元素是所有元素中化合物种类最多的，目前已知的纯有机化合物就有近1000万种，这还只是理论上存在化合物世界的冰山一角而已。

碳的同素异形体结构：钻石（a）、石墨（b）、蓝丝黛尔石、富勒烯（C60（d）、C540（e）、C70（f））无定形碳（g）、碳纳米管（h）再看看，碳元素的同素异形体，不论是极软的石墨还是极硬的钻石，都是碳元素的百变造型。再看看，碳元素的丰度（丰富程度），在地球地壳上排名第15位，在宇宙中排名更靠前，竟然排在第四。所以毫不夸张地说，碳是地球生命的基石，是碳基生命的化学根本。为啥硅元素不能成为生命的基础？