人能活多久?

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探索频道出过一部纪录片《生命的速度Speed of Life》,里面有个情节印象很深。象鼻鼠长着长长的鼻子,它奔跑的速度非常快,特别是可以急转弯以躲避鹰隼的俯冲扑杀。它跑得实在太快了,所以从未注意过同样长着长长鼻子大象在它身边经过。象鼻鼠心率每分钟超过600次,只有2-3年的寿命,而大象心率每分钟不到40次,可以活到75岁左右。心率的速度也是奔向死亡的速度。

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英国物理学家杰佛里·韦斯特(Geoffrey West)最近出版的新书《规模Scale》,非常有意思。韦斯特跨界物理和生物两大学科,用数学分析的方法从大尺度上探讨生命、公司、城市的成长和衰亡,在复杂的世界中寻求贯穿其中的简单法则,独具慧眼,别有洞见。我在此和大家分享一下书中对生命的认识。(有很多是我随意的发挥)

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生物有着某种既设的模式,比如哺乳动物,从几克重的小老鼠到猫狗猪马虎狮子大象至近100吨的鲸鱼,一生心跳次数都是差不多15亿次。心跳的越快生命越短,跳的越慢生命越长。有种小鼠学名鼩鼱只有几克重,心率每分钟1500次,只有1年多的寿命,而鲸鱼每分钟只有20多次,寿命达100年。人类以前也是15亿次,但近100年来,人类心跳延长到25亿次。

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生物的新陈代谢率会随着体重的增减呈3/4次幂变化。就是说当体重增加一倍,基础代谢只增加75%,而不是像想象的增加100%。基础代谢率就是不活动的情况下身体需要的最基本的热量。人类一般每天需要2000卡路里,相当于1个90瓦的电灯泡一直亮着。(古人有"人死如灯灭"之说还真是不虚。)大象差不多是老鼠体重的10000倍,3/4幂规则认为,尽管要为10000倍的细胞提供能量,但大象的代谢率只有老鼠的1000倍。这表明大象细胞的代谢率只有老鼠的1/10。由此代谢过程中细胞损伤率也会下降,这也是大象更加长寿的基础。所以,体重体型越大身体利用能量的效率越高,寿命也越长。

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1962年有人研究LSD(一种致幻药)对大象的影响。他们已知LSD对猫的安全剂量是0.1毫克。猫的体重是1公斤,而大象的体重是3000公斤,所以他们按比例给大象注射了300毫克。结果不到1小时大象就死了。这个研究还发表在顶级期刊《科学》上。韦斯特认为这是非常愚蠢的,药物的使用应该按代谢率而不是体重,按3/4幂的规则,应该给大象注射21毫克。现在很多给儿童的药物还在使用按体重的剂量表,非常不科学。

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哺乳动物不论体型大小基本生理结构和功能都很相似,连血压都一样。鼩鼱的心脏只有12毫克,相当于25粒盐的重量,主动脉半径只有0.1毫米,而鲸鱼的心脏重达1吨,相当于一辆迷你轿车的重量,其主动脉半径约30厘米。它们血压一样,可想而知鼩鼱的动脉承受怎样的压力,能活一两年也相当不容易了。(你可以想象给一个避孕套充上一个篮球的气压会怎样)


生物在出生成长过程中,所摄入的能量一部分用于生成新细胞,一部分用于维护现有的细胞。随着体重线性增长,而新陈代谢率呈3/4次幂增长。当代谢率增长到仅够维持现有细胞的水平而无力再支付新细胞生成时,生物体就停止继续长大了。这时生物体处于成熟状态,几乎所有的能量都用于维护、修复和替换现有的细胞。而衰老的开始就是连维修的能力都做不到了。

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人类成熟的年龄在20岁,这是身体机能达到的顶峰,维持几年后就开始全面衰退。肾脏的机能在10岁后就开始走下坡路了。生命的本质是生存和繁衍,从没把长寿放在基因预设里面,否则也不会这么早就开始衰退。20岁生儿育女,到40岁孩子长大成人,人的任务基本完成,生死就各安天命了。其实上帝还是给我们打出不少富余,不过我们总想再长点儿。韦斯特发现汽车的寿命也与体积有关,越大的车使用寿命越长,卡车或越野车最好。近50年汽车的寿命翻了一翻,如果计算发动机的寿命的话,"引擎心跳"次数约10亿次,居然和哺乳动物差不多。

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生物的衰老和死亡的起源是"磨损"过程,并且只要活着就无法避免。热力学第二定律中有"熵"的理论。熵是生命体从有序走向无序的指数,是生命终结的罪魁祸首。生命体终其一生与熵斗争,不断摄入并耗散能量以抵抗熵的增加。生物体最为严重的损伤出现在细胞间和细胞内部,比如毛细血管和细胞之间,这也是人体物质和能量交换的终端单位。


损伤分物理和化学两大类。一是黏性阻力引起的物理摩擦,像鞋子或轮胎的磨损;二是自由基引起的化学损伤,也是呼吸代谢过程中生产ATP的副产品。自由基会对DNA转录造成永久性损伤。这些损伤不断积累,使得修复的成本不断升高,高到你支付不起的时候,整个生物体开始全面衰退。就像你修好了车门,车胎又爆了;修好了车胎,车轴弯了;换了车轴,发动机歇菜了。这时修车的钱可以买辆新车了,您还修吗?换辆新的吧!这就是生命这架老爷车的终结时刻。

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其实我们都明白,按成本核算,一辆只能开10年的车,厂家不可能给你装一台能用100年的发动机,他们一定会降低配置以便一损俱损。所以,到了一定年龄,不是一处出问题,是处处出问题。


人体内的血管,动脉、静脉、毛细血管长度加起来有10万公里,差不多绕地球两圈半。足球大的肺,肺泡的总面积几乎有网球场那么大,所有气流通道总长度约2500公里。这么多这么长的结构反复折叠放在你这百十斤的小身躯里,供应着100万亿个细胞的生存,要说真是个奇迹,出点毛病也是理所当然吧。


起初小的损伤大多能及时修补,但当身体的损伤积累到一定程度,维修系统基本处于崩溃边缘,就像把一个杯子往桌子边推到悬而又悬的地步,一出问题就到处烽烟四起。李自成攻入北京,群臣木然无策,吴三桂叛变,清兵入关,崇祯爷就只能煤山自挂了。

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在工业革命来临之前,全球平均寿命基本保持稳定。1870年以前,全球人口出生时平均预期寿命只有30岁,1913年时增长到34岁,到2011年达到70岁,翻了一倍。其实主要的原因是婴幼儿死亡率大幅度下降。19世纪中叶以前,欧洲各国约1/4到一半的新生儿活不到5岁。


另外,平均预期寿命的延长还得益于城市的建设、工业的发展、廉价的农产品、改良的住房、公共医疗系统、下水管道系统、洁净的自来水、免疫法、抗菌剂的使用等等,对儿童疾病的控制及大众健康的维护都起到了非常重要的作用。(据统计,在今天的英国,婴幼儿在头一年的生命风险相当于骑着摩托环游英国本土,风险也不小呀!)

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在1845年,如果你活到25岁,那么预期寿命就会从40岁延长到62岁。如果你活到80岁,那么很可能活到85岁。这和现在相差无几:如果你今天活到80岁,你很可能活到89岁。你可能想象不到这和几千年前我们的以狩猎为生的祖先也差不多。1845年如果你成功地活到100岁,你可能再活一年零十个月。今天,如果你幸运地活到100岁,可能再多活两年零三个月。这就是说,以当今如此发达的医疗卫生、医药和生活水平,你的寿命也只比150年前的先辈们多活5个月。

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现在讲养生和如何健康长寿的书、电视节目铺天盖地。管住你的嘴,迈开你的腿,少吃甜食,多放松,多吃有机绿色蔬菜,保持体形,乐观积极等等像抽大嘴巴一样天天教训你这又懒又馋的天性。目前认证过寿命最长的是一位法国女性,让娜·卡尔曼特,死于1997年,享年122岁零164天。她小时候曾见过梵高。她唯一的孙子也先她而去。让娜从21岁开始吸烟,一直吸到117岁,一直自食其力到110岁,不需要任何帮助独立行走到114岁。她不怎么运动也不关心自己的健康。她每周吃一公斤巧克力。你能从她身上学到啥长寿秘诀?坚持不懈地抽烟、吃巧克力?

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你或许觉得随着医学的发展我们最终会攻克大多数严重的疾病,使我们的寿命延长个一二百岁。错了!经美国疾控中心和WHO的数据分析,如果可以治愈所有的心脏和心血管疾病,人类出生时的预期寿命仅会延长6年左右;治愈所有的癌症,预期寿命只能延长3年;对于65岁的人群,预期寿命只会延长不到2年。所以,不论我们如何努力地去除每一种死因,所有人类都会在125岁之前死亡。

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自然进化保证物种中的大部分个体活的足够长,能繁衍足够多的后代,并保证进化的适应性得到充分发挥即可。一旦完成了进化所赋予的任务,个体再活多久基本没啥意义了,就剩下和疾病搏斗了。现在为何心脑血管病、癌症、老年痴呆、骨质疏松性骨折等疾病的发病率不断攀升,就因为我们的寿命延长了,为何女性发病率比男性高,因为男人死的更早呗。

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德国哲学家海德格尔说人是向死而生的(being-toward-death)。所有的生物中只有人类才会读取生命的意义,因为我们困惑。我们大多数人不愿也不敢面对衰老和死亡,正如美国导演伍迪·艾伦说的:"我不怕死,我只是不想当它发生时在那里。" 我们花费大量的时间和金钱以图在不可知的将来获得有数的生命延长。从秦始皇的海外寻仙、李世民的不死金丹、道家的性命双修到现代无数科学家寻找圣杯的矢志不渝,都昭示着人类心底的渴望,但我们作为物质的肉体终究抵不过时间的摧折,担负不起我们永生的重托。


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