人類生命為何最終會走向死亡?物理學、醫學、生物學的終極解釋

人類歷史就是一部追尋生命永生的歷史,人類從古至今都沒有放棄過對於永恆生命地狂熱追求,煉丹/鍊金、武術、巫術、醫學,都不過是追求永生而未得到才遺留下來的技術成果。那麼,除開疾病、機械傷害等非自然原因,為什麼生命始終都不能得到永生的,人類一定是會走向死亡?物理學大牛薛定諤用熱力學第二定律/熵增熵減來說明萬事萬物的死亡歸途;現代醫學則認為所有細胞死亡及生殖損耗和衰老基因導致的;生物學則表示永生不符合生物演化的基本法則——物競天擇,適者生存。

人類生命為何最終會走向死亡?物理學、醫學、生物學的終極解釋

物理學:薛定諤的熵增熵減理論

物理學大牛薛定諤在1944年書寫一部叫做《生命是什麼》書籍,它被譽為20世紀的偉大科學經典之一。它是發現DNA結構並導致分子生物學誕生的關鍵著作,不僅是如此,書中提出一個生命過程負熵的概念,證實人類生命必定會走向死亡。那麼,什麼是熵?負熵又是什麼?

熵,是熱力學的一個計量單位, 在熱力學中表徵物質狀態的參量之一,用來衡量混亂程度的度量。熵最初只是根據熱力學第二定律引出的一個反映自發過程不可逆的物質狀態參量。熱力學第二定律是根據大量的觀察結果總結出來的規律:在孤立系統中,體系與環境沒有能量交換,體系總是自發地向混亂度增大的方向變化,總使整個系統的熵值增大,此既也是熵增原理。也就是說,熱力學第二定律/熵增定律表達的是事物總是會自發地向混亂、無序的方向發展,事物的熵值也總是增大的。而相反,則是熵減原理,當發生熵減時,事物就會朝著有序的方向發展。最為簡單的表達就是,熵增代表事物向混論無序發展,熵增越大,事物就愈趨近於死亡毀滅;熵減則是相反的效果。

人類生命為何最終會走向死亡?物理學、醫學、生物學的終極解釋

薛定諤

對於人類生命來說,也是符合上述原理的,生命的本質就是熵減(負熵)與熵增(正熵)的對抗過程,而且生命本身就是負熵的存在,所以生命可以通過將各種生命作為食物來獲取負熵,對抗熵增帶來混論無序的力量,導致生命走向死亡。

據熱力學第二定律/熵增定律,自人類誕生之時,人類自身的熵值開始增加,朝著混亂無序發展,但是人類通過汲取食物中熵減,來對抗熵增將人類生命帶向混亂無序的力量。當熵減值大於熵增值,人類朝著有序前進,也就是幼年時期的生命成長,不會是死亡;但當人類到了成年階段時,熵減值開始漸漸的小於熵增值,人類生命從外界獲取的熵減就不能對抗熵增將人類帶向混亂無序的力量,人類開始向著混論無序發展,逐漸地衰老;最後,當熵值增加到超過某個限定閾值時,外界的獲取的熵減起不到任何作用,人類來到了混論無序的世界,此時就是人類死亡的瞬間。這也正是薛定諤在書中強調人類以負熵(熵減)為生的原因。

所以,從物理學來看,人類無法避免死亡,生命必然且一定會走向死亡。正是如此,熵增原理表明整個宇宙是趨向於“熱寂”,隨時間的向前推移,宇宙緩慢從有序向無序發展,最終完全處於寂滅中

醫學:細胞死亡理論和衰老基因理論

目前醫學界對於人體老化甚至死亡存在兩種理論,一是細胞死亡及生殖損耗理論。目前醫學界認為,人體中的細胞都是有著一定壽命,就如人體大致2周時間就會進行一次皮膚的更換,這就是皮膚細胞的壽命。細胞的死亡是由於其中線粒體的損傷超過一定程度導致的,線粒體是細胞中利用的氧氣製造能量的部分,90%以上進入人體的氧氣都會被線粒體用來製造能量。氧氣不單能夠被用來製造能量,還會產生非常活潑的中間體,既是活性氧自由基,傷害生物造成氧毒性。因此線粒體在利用氧氣的同時,也不斷地受到氧毒性地傷害,隨著線粒體不斷受損,能夠產生地能量也就隨之下降,細胞也就開始衰老,直到線粒體損耗到最大程度,細胞也就死亡。

人類生命為何最終會走向死亡?物理學、醫學、生物學的終極解釋

細胞分裂

生物體內的細胞總是會通過分裂複製的繁衍方式來產生新的細胞取代衰老死亡的細胞,而細胞的每一次的基因複製過程中,都會損傷到一個叫做端粒的組織。每一次細胞複製,端粒就會少一點,直到最後端粒消失了,細胞就沒辦法進行復制,只能默默等待死亡。雖然有端粒酶會對損耗的端粒進行修復,但當端粒酶未能出現異常,或是端粒酶的修復趕不上端粒的損耗,那麼細胞的複製就會停止,等到活著的細胞死亡時,又沒有新的細胞誕生,人體就自然而然地走向死亡。

另一是衰老基因理論。有科學家猜測人類基因當中有著某種控制壽命長短的基因,在出生之後,這人體的發育生長到了某個節點時刻,這個基因就開始發揮作用,使得人體開始走向衰老。無論是細胞,還是思維,都會進入衰落階段,逐漸走向死亡。他們還認為,此種衰老基因決定了不同物種截然不同的壽命,以及相同物種存在差別較小的壽命。當然目前這還只是一個假設理論,沒有發現可靠的證據,也未被證實。

生物學:達爾文進化論

達爾文進化論中心是“物競天擇,適者生存",一切物種的生存繁衍都是在這條法則下開展進行,物種的死亡也是基於此法則演化的。在進化論的角度,物種的死亡不但降低種族內部的競爭,同時也提高的物種在對於外部競爭的優勢,只有獲得競爭優勢,物種才能得以繼續生存繁衍。而且,物種死亡維護了自然界中物種的基因多樣性,推動基因突變的發生,能夠更加適應自然環境。

人類生命為何最終會走向死亡?物理學、醫學、生物學的終極解釋

達爾文

假設有某一物種以永生的形式存在地球的話,那麼必然會加劇物種種族內部對於生存空間和食物的爭奪,生命要繼續生存,必須要有一定的生存空間和食物,否則永生也不可能繼續下去。在有限的空間的內,出產的食物必然也是有限的,那麼永生物種內部的資源爭奪必然激烈,而當物種的內部發生激烈競爭時,就必然會失去對外部資源的競爭優勢。既是永生物種中的個體獲得了內部競爭的勝利,但對於外部競爭是失利的,失去的是整個物種的勝利,致使物種繁衍速度下降,規模變小,最終走向滅亡。物種生存繁衍依靠的種族的力量,個體所能產生的影響微乎其微。所以物種不可能自然環境中演化出永生的情況,原因在於永生不能使物種獲得競爭的勝利,自然選擇也就會順其而然將永生在物種演化淘汰出局。即便有出現過永生的情況,也必然消失在歷史中,無人知曉。

再度假使有永生物種的存在,並且獲得了物種競爭的勝利,可以想象得到永生的個體意味著生殖繁衍能力的永存。當某些個體獲得巨大的生殖繁衍優勢之後,出現的全都是這些個體的後代,基因也就固定在這些個體的範圍之內。我們都知曉近親結合的危害,這裡就不再闡述。當基因固化形成之後,基因也就失去了活力,最為致命的是失去了物種演化的原動力------基因突變,結果就是物種難以適應自然環境,最終結局是難逃自然選擇淘汰出局。

因此,永生的人類是不可存在,因為它不能適應“物競天擇,適者生存”的自然法則。也許,在遙遠的未來,當人類的智慧文明能夠抵抗自然選擇的力量時,人類才能夠實現永生的夢幻,否則永生將一直是人類的夢。

綜上而言,我認為,永生在目前而言是必定不可能存在的,生命精彩的原因就是在於它是有限的,明天也是有限的。假如永生現在就存在人類生命當中,明天也就永遠的存在,不但人類失去了生存演化的動力,而且會連生命都難以維持。

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