炭素排他主義

炭素至上主義とは、地球外生命体の化学プロセスは主に炭素（有機化合物）から構成されているという前提を軽蔑するために作られた造語である。なぜなら、知られている限りでは、炭素の化学的および熱力学的特性により、生物で使用される分子を形成する上で他のすべての元素よりもはるかに優れているからである。^{[ 1 ]}

「炭素排他主義」という表現は、人工知能の根底にある物質が生物ではないため、理論的には知覚力や真の知能はあり得ないという考え方を批判するためにも使われる。 ^{[ 2 ]}さらに、この用語は、生命は架空の人工意識よりも本質的に高い道徳的価値を持つという一般的な見解に反対するために、トランスヒューマニストによっても使われる。^{[ 3 ]}

この用語は早くも1973年に科学者カール・セーガンが、地球外生命の可能性に対する想像力を制限する他の人間中心主義について述べた際に使用されました。 ^{[ 4 ]}これは、地球環境外で進化した生命に遭遇したことのない炭素ベースの生命体である人間は、根本的に異なる生化学を想像するのが難しいかもしれないことを示唆しています。^{[ 5 ]}

炭素と同様に、ケイ素は自身や他の元素と4つの安定した結合を形成し、地球上の生命に不可欠な炭化水素と非常によく似たシランポリマーと呼ばれる長い化学鎖を形成できます。ケイ素は炭素よりも反応性が高いため、極寒の環境に最適である可能性があります。^{[ 6 ]}しかし、シランは比較的低い温度で酸素の存在下で自然発火するため、酸素雰囲気はケイ素を基盤とする生命にとって致命的となる可能性があります。一方、アルカンは一般的に非常に可燃性ですが、地球上の炭素を基盤とする生命はエネルギーをアルカンとして直接蓄えるのではなく、糖、脂質、アルコール、および性質が大きく異なる他の炭化水素化合物として蓄えることを考慮する価値があります。溶媒としての水もシランと反応しますが、これもまた、何らかの理由でそのような生物がシランを使用したり大量生産したりする場合にのみ重要になります。

ケイ素には炭素の重要な性質が欠けている。炭素-炭素結合は、単結合、二重結合、三重結合のいずれも比較的安定している。芳香族炭素構造はDNAの基盤となっており、この炭素の性質がなければDNAは存在し得ない。これに対し、シレン二重結合を含む化合物（例えば、ベンゼンの不安定な類似体であるシラベンゼン）は、同等の炭素化合物よりもはるかに低い安定性を示す。一対のシラン単結合は、単一のシレン二重結合よりも全エンタルピーが著しく大きいため、単純なジシレンは容易に自己重合し、ケイ素は単結合の直線鎖の形成を好む（二重結合則を参照）。

炭化水素や有機化合物は隕石、彗星、星間雲に豊富に存在するが、それらのケイ素類似体は自然界ではこれまで観測されていない。しかし、ケイ素は酸素原子がケイ素原子間に橋渡しをする複雑な一次元、二次元、三次元ポリマーを形成する。これらはケイ酸塩と呼ばれる。これらは地球上で安定かつ豊富に存在し、地球における有機物以前の進化の基盤として提唱されている（粘土仮説を参照）。