탄소 쇼비니즘

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1. 개요
2. 개념
3. 탄소의 대체재
- 3.1. 실리콘
  - 3.1.1. 실리콘의 한계
  - 3.1.2. 규산염
참조

1. 개요

탄소 쇼비니즘은 과학자 칼 세이건이 1973년에 처음 사용한 용어로, 지구상의 생명체가 탄소 기반이기 때문에 다른 생명체를 상상하는 데 어려움을 겪을 수 있다는 개념을 의미한다. 탄소는 실리콘과 유사하게 다른 원소와 결합하여 긴 화학 사슬을 형성할 수 있지만, 실리콘은 탄소에 비해 산소에 취약하고 이중 결합 형성이 불안정하여 생명체 구성에 한계가 있다. 실리콘은 규산염 형태로 존재하며, 지구상 유기물 진화의 기초로 제안되기도 한다.

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탄소 쇼비니즘
개요
분야	과학 철학
유형	과학적 인종차별
정의	모든 형태의 생명체가 탄소에 기반해야 한다고 가정하는 과학 이론
특징
관련 개념	인간 예외주의 생명체 쇼비니즘 기술 쇼비니즘
비판	인간 중심적인 편견으로 인해 인공지능과 같은 비탄소 기반 지능을 과소평가할 수 있다는 비판 존재
시사점	외계 생명체 탐색 및 인공지능 윤리에 대한 논의에서 중요한 고려 사항으로 작용

2. 개념

이 용어는 과학자 칼 세이건이 1973년에 외계 생명체에 대한 상상력을 제한하는 여러 인간 쇼비니즘의 한 종류로 처음 사용했다.^[3] 이는 지구 밖에서 진화한 생명체를 만난 적이 없는 탄소 기반 생명체인 인간이 근본적으로 다른 생화학을 상상하기 어려울 수 있음을 시사한다.^[1]

3. 탄소의 대체재

칼 세이건은 1973년에 외계 생명체의 가능성을 제한하는 인간 쇼비니즘을 지적하며 '탄소 쇼비니즘'이라는 용어를 처음 사용했다.^[3] 인간은 지구 밖에서 진화한 생명체를 만난 적이 없기 때문에 근본적으로 다른 생화학을 상상하기 어려울 수 있다.^[1]

탄소의 대체재로 거론되는 대표적인 원소는 실리콘이다. 실리콘은 탄소처럼 4개의 안정적인 결합을 형성할 수 있고, 긴 화학 사슬을 만들 수 있다는 특징이 있다. 그러나 실리콘은 탄소와 다른 여러 가지 화학적 특성을 가지고 있어, 실리콘 기반 생명체가 존재하기 어렵다는 주장도 제기된다.

3. 1. 실리콘

탄소처럼 실리콘도 자신이나 다른 원소와 네 개의 안정적인 결합을 형성할 수 있으며, 지구 생명체에 필수적인 탄화수소와 비슷한 실란 중합체라는 긴 화학 사슬을 만들 수 있다. 실리콘은 탄소보다 반응성이 커서 극도로 추운 환경에 적합할 수 있다.^[4] 그러나 실란은 비교적 낮은 온도에서 산소가 있으면 자연 연소하므로, 산소 대기는 실리콘 기반 생명체에 치명적일 수 있다. 알칸은 대개 가연성이 크지만, 지구의 탄소 기반 생명체는 에너지를 알칸 형태가 아닌 당, 지질, 알코올 등 다른 특성의 탄화수소 화합물 형태로 저장한다는 점을 고려할 필요가 있다. 용매인 물도 실란과 반응하지만, 이는 실란이 유기체에 사용되거나 대량 생산될 때만 문제가 된다.

실리콘은 탄소와 달리 단일, 이중, 삼중 결합이 모두 안정적이지 않다. 방향족 탄소 구조는 DNA의 기본이 되는데, 탄소의 이러한 특성이 없으면 DNA가 존재할 수 없다. 실렌 이중 결합(예: 실라벤젠, 벤젠의 불안정한 유사체)을 포함하는 화합물은 탄소 화합물보다 안정성이 훨씬 낮다. 실란 단일 결합 쌍은 실렌 이중 결합보다 총 엔탈피가 커서, 단순 디실렌은 쉽게 자동 중합되어 실리콘은 단일 결합의 선형 사슬 형성을 선호한다(이중 결합 규칙 참조).

탄화수소와 유기 화합물은 운석, 혜성, 성간 구름에 풍부하지만, 실리콘 유사체는 자연에서 관찰된 적이 없다. 그러나 실리콘은 산소 원자가 실리콘 원자 사이를 연결하는 복잡한 1, 2, 3차원 중합체를 형성하는데, 이를 규산염이라 한다. 규산염은 지상 조건에서 안정적이고 풍부하며, 지구 유기물 진화 이전 단계(점토 가설 참조)의 기초로 제안되었다.

3. 1. 1. 실리콘의 한계

탄소와 마찬가지로 실리콘은 자신과 다른 원소와 네 개의 안정적인 결합을 형성할 수 있으며, 지구상의 생명체에 필수적인 탄화수소와 매우 유사한 실란 중합체라고 하는 긴 화학 사슬을 형성할 수 있다. 실리콘은 탄소보다 반응성이 높아서 극도로 차가운 환경에 최적일 수 있다.^[4] 그러나 실란은 비교적 낮은 온도에서 산소가 존재할 때 자연적으로 연소되므로 산소 대기는 실리콘 기반 생명체에 치명적일 수 있다. 반면, 알칸은 일반적으로 매우 가연성이지만 지구상의 탄소 기반 생명체는 에너지를 알칸 형태로 직접 저장하지 않고 당, 지질, 알코올 및 다른 특성을 가진 다른 탄화수소 화합물 형태로 저장한다는 점을 고려할 가치가 있다. 용매로서의 물도 실란과 반응하지만, 이것은 어떤 이유로 실란이 그러한 유기체에 의해 사용되거나 대량 생산되는 경우에만 중요하다.

실리콘은 탄소의 중요한 특성이 부족하다. 즉, 단일, 이중 및 삼중 탄소-탄소 결합은 모두 비교적 안정하다. 방향족 탄소 구조는 DNA의 기초가 되며, 이는 탄소의 이러한 특성이 없이는 존재할 수 없다. 이에 비해 실렌 이중 결합(예: 실라벤젠, 벤젠의 불안정한 유사체)을 포함하는 화합물은 동일한 탄소 화합물보다 훨씬 낮은 안정성을 보인다. 한 쌍의 실란 단일 결합은 단일 실렌 이중 결합보다 총 엔탈피가 훨씬 더 크므로 단순한 디실렌은 쉽게 자동 중합되며 실리콘은 단일 결합의 선형 사슬 형성을 선호한다(이중 결합 규칙 참조).

탄화수소와 유기 화합물은 운석, 혜성 및 성간 구름에 풍부하게 존재하지만, 실리콘 유사체는 자연에서 관찰된 적이 없다. 그러나 실리콘은 산소 원자가 실리콘 원자 사이의 다리를 형성하는 복잡한 1차원, 2차원 및 3차원 중합체를 형성한다. 이를 규산염이라고 한다. 규산염은 지상 조건에서 안정하고 풍부하며, 지구상에서의 유기물 진화의 전 단계(점토 가설 참조)의 기초로 제안되었다.

3. 1. 2. 규산염

탄소와 마찬가지로 실리콘은 자신 및 다른 원소와 네 개의 안정적인 결합을 형성할 수 있으며, 지구상의 생명체에 필수적인 탄화수소와 매우 유사한 실란 중합체라고 하는 긴 화학 사슬을 형성할 수 있다. 실리콘은 탄소보다 반응성이 높아 극도로 차가운 환경에 최적일 수 있다.^[4] 그러나 실란은 비교적 낮은 온도에서 산소가 존재할 때 자연적으로 연소되므로 산소 대기는 실리콘 기반 생명체에 치명적일 수 있다. 반면, 알칸은 일반적으로 매우 가연성이지만 지구상의 탄소 기반 생명체는 에너지를 알칸 형태로 직접 저장하지 않고 당, 지질, 알코올 및 다른 특성을 가진 다른 탄화수소 화합물 형태로 저장한다는 점을 고려할 필요가 있다. 용매로서의 물도 실란과 반응하지만, 이는 어떤 이유로든 실란이 그러한 유기체에 의해 사용되거나 대량 생산되는 경우에만 문제가 된다.

실리콘은 탄소의 중요한 특성, 즉 단일, 이중 및 삼중 탄소-탄소 결합이 모두 비교적 안정하다는 특성이 부족하다. 방향족 탄소 구조는 DNA의 기초가 되며, 이는 탄소의 이러한 특성이 없이는 존재할 수 없다. 이에 비해 실렌 이중 결합(예: 실라벤젠, 벤젠의 불안정한 유사체)을 포함하는 화합물은 동일한 탄소 화합물보다 훨씬 낮은 안정성을 보인다. 한 쌍의 실란 단일 결합은 단일 실렌 이중 결합보다 총 엔탈피가 훨씬 더 크므로 단순한 디실렌은 쉽게 자동 중합되며 실리콘은 단일 결합의 선형 사슬 형성을 선호한다(이중 결합 규칙 참조).

탄화수소와 유기 화합물은 운석, 혜성 및 성간 구름에 풍부하게 존재하지만, 실리콘 유사체는 자연에서 관찰된 적이 없다. 그러나 실리콘은 산소 원자가 실리콘 원자 사이의 다리를 형성하는 복잡한 1차원, 2차원 및 3차원 중합체를 형성한다. 이를 규산염이라고 한다. 규산염은 지상 조건에서 안정하고 풍부하며, 지구상에서의 유기물 진화의 전 단계(점토 가설 참조)의 기초로 제안되었다.

참조

_[1] 뉴스 Perspective ! Think humans are superior to AI? Don't be a 'carbon chauvinist' https://www.washingt[...] 2021-10-24
_[2] 간행물 Posthumansm: Through the Postcolonial Lens Springer India : Imprint: Springer 2016
_[3] 웹사이트 https://psycnet.apa.[...] 2024-11-07
_[4] 뉴스 Target: Titan & Silicon-based life http://astrowright.w[...] 2011-03-05
_[5] 서적 The Cosmic Connection https://archive.org/[...] Anchor Books (Anchor Press / Doubleday)
_[6] 웹사이트 Carbon-based life http://www.daviddarl[...] Encyclopedia of Life 2007-09-14
_[7] 웹인용 탄소에 기반한 생명체(''Carbon-based life'') http://www.daviddarl[...] Encyclopedia of Life

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