生命的第四维:生长、衰老和死亡  

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第四节 来自有书共读主播阿成

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有一则奶茶广告,在宣传销售时说:一年卖出十亿杯,杯子连起来可绕地球三圈。

因为这句话让我们深深地记住了它。绕地球三圈,那该有多少啊,令人难以想象。然而还有让我们更难以想象的事,我们的肺约有足球那么大,而血液中负责氧气和二氧化碳交换的肺泡的总表面积几乎有网球场那么大,所有气流通路的总长有2500千米,几乎是北京到三亚的距离。人体内循环系统中所有的动脉、静脉和毛细血管平铺开,首尾相连,总长度约为10万千米,差不多可以绕地球2.5圈。

真难想象,相比这些数据,我们实在单薄的身躯,是如何容纳了这么多东西,还能有条不紊地运行,简直就是个奇迹。生命总是给我们带来惊喜,自然地选择利用物理、化学和数学的神奇之处。

这期,我们一起共读《规模》的第四个主题:生命的第四维:生长、衰老和死亡,继续探索生命的奥秘,建议阅读第四章。

01

分形赋予生命第四个维度

对于维度,我们可以简单理解一条线是一维,其分形后,一分为二,分形维数是2,可以像面积一样缩放。如果面积不断弯曲,其形态发生了变化,譬如把一张纸揉成团之后,就表现的如体积般,获得了额外的维度,其分形维数为3。

我们再举个简单的例子,日常生活中,我们会为了方便省事,一般攒上一段时间,洗一次床单等。而我们忽略厚度把床单看成是二维的,当我们塞到洗衣机时,产生了大量的褶皱改变了形体,这时我们就可以把它看成表征的是体积,从二维变成了三维,可这也不并不完全,毕竟还有空隙,我们也并不愿把洗衣机的三维空间都占满,床单的褶皱面都挤成一堆,估计也没法洗干净了。

由此,我们扩展到人体,回头想想开头提过的人体气管、血管之类,它们构成了体内一张巨大的生物网络,可以想象是一个二维的平面,当填充进人体内时,就变成了立体的,实现了空间填充的最大化,注意了这里是最大化,而不是完全化,排列太密,体内太拥挤,身体也是没法正常运转的。这种由优化网络性能而产生的额外维度使得生物像是在四维空间中活动。

三维好理解,四维是怎么回事呢?

所谓四维,通常理解是在3维空间加上时间维度,简单说就是一种物体在这个空间用某种状态会维持多久。就像我们站在四维空间看洗衣机里的床单一会折成一条线,一会铺开是个面,一会是团起来是个立体的球。

再来看看我们身体的内部生理和解剖结构,它们就像四维一样运行着,在分形的不断作用下,一会儿能量输送渠道如同一条线,过了一会儿分散成为一个面,又过了一会儿聚集成一个球,不断地在变换形态。

概括的说,四维就是在不同时间同一事物展现出不同的状态。

当我们站在时间轴上,再看生命,那就是四维的了,一个生命体在不同时间会表现出不同的状态。自然选择利用这种分形主题变化,让生命表现出各种形式和功能,换句话说,分形赋予了生命第四个维度。

02

不可违逆的生命第四维度

生命第四维度表现出从生长、衰老到死亡的过程。

说道生长,我们都可以看到人类在小时候长得快,长到一定程度似乎就不再成长了,这个现象,韦斯特说也是可以用数学知识来解释的。

我们每天摄取的能量,一部分用来成长,譬如长得更高、长得更胖,而另一部分就要用来维持现有的身体。不同动物的体重、形态各异,可是单个细胞大小都差不多。生产一个新细胞和维护一个旧细胞要消耗的能量是一定的。体重差异,其实也就是细胞多少的差异,细胞数量与体重成正比。我们维护细胞所消耗的能量与体重成正比。而新陈代谢率是与体重的3/4次方成正比的。

随着体重的增加,我们补充的能量越来越多,可是吸收能量的增长速度跟不上体重的增长速度,等着被养活的细胞越来越多。总有一天,吸收的能量刚够维持系统运行,无力再去供应增长,生长就停止了。

而这里也有一些特殊情况,韦斯特提到了两种特殊情况。一个是肿瘤,它寄生于宿主产生新陈代谢,所以它新陈代谢不仅取决于自身的大小,还取决于宿主大小。如果可获得的能量多,吸收多,成长环境适宜,会长得比较大,一般生长于体表或较大体腔内的肿瘤有可能生长得很大,而生长于密闭的狭小腔道内的肿瘤一般较小。

还有一种特殊情况,就是常见的树木。树木基本都是越长越高的,韦斯特说,这是因为树木的增长,树干的某些部分不断变为枯枝,便不需要维持了,而仍然可以帮助树木维持稳定性,间接帮助了树木向上增长。

03

我们能否延长寿命

那我们人类能不断保持活力,延长寿命吗?据统计,在夏朝时我国平均寿命仅为18岁,到了唐宋时期平均寿命30岁左右,新中国刚成立平均寿命也仅为35岁,1981年平均寿命68岁,2017年平均寿命为76岁。看似日渐增长的平均寿命,让我们更加关注寿命是不是可以延长,有没有可能长生不老?

韦斯特给出答案估计会让很多人很失望,他说即使这些年来科技水平日益发展,人类的寿命并未有大幅度的提升。而且他认为人类可能活到的最长的年纪是125岁。

在韦斯特看来,过去人均预期寿命短,并不是人们不能长寿,而是因为婴幼儿的死亡率特别高。换言之,古代人如果顺利度过婴幼儿时期,预期寿命也会有六七十岁。

同时,主导人类死亡的因素主要是损伤,包括器官损伤、组织损伤,如心脏病,中风,或者是分子水平的损伤,如癌症等。

在作者对于各个年龄段人们死亡的主导原因的分析中,我们发现,儿童死亡原因多为先天缺陷,青年死亡原因多为工作、生产问题过世,中年人死亡多因潜伏性的遗传缺陷导致,六七十岁的人死亡多为心血管疾病,八十岁则多因意外或者骨质疏松,九十岁以上的老人死亡的具体原因主要是身体衰老,器官衰竭。

根据美国疾病控制中心和世界卫生组织对于疾病统计的数据分析表明,即使各类疾病治愈后,人类预期寿命并没有增长很多,譬如:治愈心血管疾病,预期寿命能延长六年,治愈癌症也只是预期多活三年。因为这些病患多为老年人,即使治愈也已经老了,终究无法抵过身体器官衰竭带来的死亡。

由此可见,衰老才是死亡的根本原因,根据生物学知识,细胞新陈代谢决定着人体衰老的节奏,因此代谢率越高寿命越短。而代谢率相关的因素较多,我们从以下几个方面,似乎也能找到一些关于延长寿命的思路。

首先,新陈代谢跟温度有关,韦斯特提出如果体温降低2℃,就可以放慢代谢速度,从而延缓死亡时间,寿命可以延长20%-30%。只是要人为将体温降低似乎并非易事,如果长期处于较为寒冷的环境,也许会有效果,但毕竟人类是恒温动物,也许会引起其他健康问题。

其次,我们人为的通过减少进食,降低细胞代谢率,减少细胞的代谢损伤,也许也能延长寿命,理论上讲如果坚持每次减少涉猎10%的食物摄入量,即相当于每天减少几百卡路里,寿命延长10%。不过这个理论并不成熟,只能作为参考,有待验证。


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作者:谦钟素,喜欢听故事,喜欢编故事的白羊座中年少女,文字里透漏着属于工科生特有的理智和细腻的逻辑,时而温顺,时而热情,在读书写字中自我疗愈,努力成长,遇见更好的自己!

主播:阿成,有书签约主播。长岛人民广播电台主播,微信号:fac792。新浪微博@阿成Alan。

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热门评论

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?Ms Qi?

2018-08-28 10:43:30 8 35

平时我们受到的健康教育是如何提高基础代谢率,比如,通过运动健身增长肌肉,肌肉多了,代谢率就高了,身体的消耗也就高了,吃下去的食物也就被消耗了,长不胖,身体才健康,而本书作者的观点,代谢率越高寿命越短,降低代谢率才是增长寿命的方法,敬请作者一定回答我的问题,谢谢!

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心经

2018-08-28 07:25:58 0 22

与人为善,心态平和,顺应自然,自可健体安康

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H?LIDAY

2018-08-28 08:01:14 2 17

我们的肺约有足球那么大,而血液中负责氧气和二氧化碳交换的肺泡的总表面积几乎有网球场那么大,所有气流通路的总长有2500千米,几乎是北京到三亚的距离。人体内循环系统中所有的动脉、静脉和毛细血管平铺开,首尾相连,总长度约为10万千米,差不多可以绕地球2.5圈。

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wjyrwx

2018-08-28 10:25:07 0 5

温度决定健康这本书上有说“35.度多是最适合癌症细胞生长的环境”。降低2度,人增加寿命有待考证呢!环境是复杂的,单因素很难促成一个结果(除非其他前提全部不变,但是现实是不可能的),往往是多因素才能促成一个结果,

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?Ms Qi?

2018-08-28 10:31:40 0 5

我有一点还是不明白,平时说多运动健身,提高代谢率,对身体有益。而作者却说降低身体体温,就可以降低代谢率,减缓衰老增加寿命,有点懵,究竟是提高代谢率好还是降低代谢率好?

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栀子

2018-09-02 06:25:21 0 4

在夏朝时我国平均寿命仅为18岁,到了唐宋时期平均寿命30岁左右,新中国刚成立平均寿命也仅为35岁,1981年平均寿命68岁,2017年平均寿命为76岁。看似日渐增长的平均寿命