人能活多久?

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探索頻道出過一部紀錄片《生命的速度Speed of Life》,裡面有個情節印象很深。象鼻鼠長著長長的鼻子,它奔跑的速度非常快,特別是可以急轉彎以躲避鷹隼的俯衝撲殺。它跑得實在太快了,所以從未注意過同樣長著長長鼻子大象在它身邊經過。象鼻鼠心率每分鐘超過600次,只有2-3年的壽命,而大象心率每分鐘不到40次,可以活到75歲左右。心率的速度也是奔向死亡的速度。

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英國物理學家傑佛裡·韋斯特(Geoffrey West)最近出版的新書《規模Scale》,非常有意思。韋斯特跨界物理和生物兩大學科,用數學分析的方法從大尺度上探討生命、公司、城市的成長和衰亡,在複雜的世界中尋求貫穿其中的簡單法則,獨具慧眼,別有洞見。我在此和大家分享一下書中對生命的認識。(有很多是我隨意的發揮)

人能活多久?

生物有著某種既設的模式,比如哺乳動物,從幾克重的小老鼠到貓狗豬馬虎獅子大象至近100噸的鯨魚,一生心跳次數都是差不多15億次。心跳的越快生命越短,跳的越慢生命越長。有種小鼠學名鼩鼱只有幾克重,心率每分鐘1500次,只有1年多的壽命,而鯨魚每分鐘只有20多次,壽命達100年。人類以前也是15億次,但近100年來,人類心跳延長到25億次。

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生物的新陳代謝率會隨著體重的增減呈3/4次冪變化。就是說當體重增加一倍,基礎代謝只增加75%,而不是像想象的增加100%。基礎代謝率就是不活動的情況下身體需要的最基本的熱量。人類一般每天需要2000卡路里,相當於1個90瓦的電燈泡一直亮著。(古人有"人死如燈滅"之說還真是不虛。)大象差不多是老鼠體重的10000倍,3/4冪規則認為,儘管要為10000倍的細胞提供能量,但大象的代謝率只有老鼠的1000倍。這表明大象細胞的代謝率只有老鼠的1/10。由此代謝過程中細胞損傷率也會下降,這也是大象更加長壽的基礎。所以,體重體型越大身體利用能量的效率越高,壽命也越長。

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1962年有人研究LSD(一種致幻藥)對大象的影響。他們已知LSD對貓的安全劑量是0.1毫克。貓的體重是1公斤,而大象的體重是3000公斤,所以他們按比例給大象注射了300毫克。結果不到1小時大象就死了。這個研究還發表在頂級期刊《科學》上。韋斯特認為這是非常愚蠢的,藥物的使用應該按代謝率而不是體重,按3/4冪的規則,應該給大象注射21毫克。現在很多給兒童的藥物還在使用按體重的劑量表,非常不科學。

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哺乳動物不論體型大小基本生理結構和功能都很相似,連血壓都一樣。鼩鼱的心臟只有12毫克,相當於25粒鹽的重量,主動脈半徑只有0.1毫米,而鯨魚的心臟重達1噸,相當於一輛迷你轎車的重量,其主動脈半徑約30釐米。它們血壓一樣,可想而知鼩鼱的動脈承受怎樣的壓力,能活一兩年也相當不容易了。(你可以想象給一個避孕套充上一個籃球的氣壓會怎樣)


生物在出生成長過程中,所攝入的能量一部分用於生成新細胞,一部分用於維護現有的細胞。隨著體重線性增長,而新陳代謝率呈3/4次冪增長。當代謝率增長到僅夠維持現有細胞的水平而無力再支付新細胞生成時,生物體就停止繼續長大了。這時生物體處於成熟狀態,幾乎所有的能量都用於維護、修復和替換現有的細胞。而衰老的開始就是連維修的能力都做不到了。

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人類成熟的年齡在20歲,這是身體機能達到的頂峰,維持幾年後就開始全面衰退。腎臟的機能在10歲後就開始走下坡路了。生命的本質是生存和繁衍,從沒把長壽放在基因預設裡面,否則也不會這麼早就開始衰退。20歲生兒育女,到40歲孩子長大成人,人的任務基本完成,生死就各安天命了。其實上帝還是給我們打出不少富餘,不過我們總想再長點兒。韋斯特發現汽車的壽命也與體積有關,越大的車使用壽命越長,卡車或越野車最好。近50年汽車的壽命翻了一翻,如果計算發動機的壽命的話,"引擎心跳"次數約10億次,居然和哺乳動物差不多。

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生物的衰老和死亡的起源是"磨損"過程,並且只要活著就無法避免。熱力學第二定律中有"熵"的理論。熵是生命體從有序走向無序的指數,是生命終結的罪魁禍首。生命體終其一生與熵鬥爭,不斷攝入並耗散能量以抵抗熵的增加。生物體最為嚴重的損傷出現在細胞間和細胞內部,比如毛細血管和細胞之間,這也是人體物質和能量交換的終端單位。


損傷分物理和化學兩大類。一是黏性阻力引起的物理摩擦,像鞋子或輪胎的磨損;二是自由基引起的化學損傷,也是呼吸代謝過程中生產ATP的副產品。自由基會對DNA轉錄造成永久性損傷。這些損傷不斷積累,使得修復的成本不斷升高,高到你支付不起的時候,整個生物體開始全面衰退。就像你修好了車門,車胎又爆了;修好了車胎,車軸彎了;換了車軸,發動機歇菜了。這時修車的錢可以買輛新車了,您還修嗎?換輛新的吧!這就是生命這架老爺車的終結時刻。

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其實我們都明白,按成本核算,一輛只能開10年的車,廠家不可能給你裝一臺能用100年的發動機,他們一定會降低配置以便一損俱損。所以,到了一定年齡,不是一處出問題,是處處出問題。


人體內的血管,動脈、靜脈、毛細血管長度加起來有10萬公里,差不多繞地球兩圈半。足球大的肺,肺泡的總面積幾乎有網球場那麼大,所有氣流通道總長度約2500公里。這麼多這麼長的結構反覆摺疊放在你這百十斤的小身軀裡,供應著100萬億個細胞的生存,要說真是個奇蹟,出點毛病也是理所當然吧。


起初小的損傷大多能及時修補,但當身體的損傷積累到一定程度,維修系統基本處於崩潰邊緣,就像把一個杯子往桌子邊推到懸而又懸的地步,一出問題就到處烽煙四起。李自成攻入北京,群臣木然無策,吳三桂叛變,清兵入關,崇禎爺就只能煤山自掛了。

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在工業革命來臨之前,全球平均壽命基本保持穩定。1870年以前,全球人口出生時平均預期壽命只有30歲,1913年時增長到34歲,到2011年達到70歲,翻了一倍。其實主要的原因是嬰幼兒死亡率大幅度下降。19世紀中葉以前,歐洲各國約1/4到一半的新生兒活不到5歲。


另外,平均預期壽命的延長還得益於城市的建設、工業的發展、廉價的農產品、改良的住房、公共醫療系統、下水管道系統、潔淨的自來水、免疫法、抗菌劑的使用等等,對兒童疾病的控制及大眾健康的維護都起到了非常重要的作用。(據統計,在今天的英國,嬰幼兒在頭一年的生命風險相當於騎著摩托環遊英國本土,風險也不小呀!)

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在1845年,如果你活到25歲,那麼預期壽命就會從40歲延長到62歲。如果你活到80歲,那麼很可能活到85歲。這和現在相差無幾:如果你今天活到80歲,你很可能活到89歲。你可能想象不到這和幾千年前我們的以狩獵為生的祖先也差不多。1845年如果你成功地活到100歲,你可能再活一年零十個月。今天,如果你幸運地活到100歲,可能再多活兩年零三個月。這就是說,以當今如此發達的醫療衛生、醫藥和生活水平,你的壽命也只比150年前的先輩們多活5個月。

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現在講養生和如何健康長壽的書、電視節目鋪天蓋地。管住你的嘴,邁開你的腿,少吃甜食,多放鬆,多吃有機綠色蔬菜,保持體形,樂觀積極等等像抽大嘴巴一樣天天教訓你這又懶又饞的天性。目前認證過壽命最長的是一位法國女性,讓娜·卡爾曼特,死於1997年,享年122歲零164天。她小時候曾見過梵高。她唯一的孫子也先她而去。讓娜從21歲開始吸菸,一直吸到117歲,一直自食其力到110歲,不需要任何幫助獨立行走到114歲。她不怎麼運動也不關心自己的健康。她每週吃一公斤巧克力。你能從她身上學到啥長壽秘訣?堅持不懈地抽菸、吃巧克力?

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你或許覺得隨著醫學的發展我們最終會攻克大多數嚴重的疾病,使我們的壽命延長個一二百歲。錯了!經美國疾控中心和WHO的數據分析,如果可以治癒所有的心臟和心血管疾病,人類出生時的預期壽命僅會延長6年左右;治癒所有的癌症,預期壽命只能延長3年;對於65歲的人群,預期壽命只會延長不到2年。所以,不論我們如何努力地去除每一種死因,所有人類都會在125歲之前死亡。

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自然進化保證物種中的大部分個體活的足夠長,能繁衍足夠多的後代,並保證進化的適應性得到充分發揮即可。一旦完成了進化所賦予的任務,個體再活多久基本沒啥意義了,就剩下和疾病搏鬥了。現在為何心腦血管病、癌症、老年痴呆、骨質疏鬆性骨折等疾病的發病率不斷攀升,就因為我們的壽命延長了,為何女性發病率比男性高,因為男人死的更早唄。

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德國哲學家海德格爾說人是向死而生的(being-toward-death)。所有的生物中只有人類才會讀取生命的意義,因為我們困惑。我們大多數人不願也不敢面對衰老和死亡,正如美國導演伍迪·艾倫說的:"我不怕死,我只是不想當它發生時在那裡。" 我們花費大量的時間和金錢以圖在不可知的將來獲得有數的生命延長。從秦始皇的海外尋仙、李世民的不死金丹、道家的性命雙修到現代無數科學家尋找聖盃的矢志不渝,都昭示著人類心底的渴望,但我們作為物質的肉體終究抵不過時間的摧折,擔負不起我們永生的重託。


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