理想的光亮-张林分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Zhanglincn 理想是一种明知不能得到但却必须要有的东西。

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上帝制造了我们,但却隐藏了我们生命的秘密

已有 1638 次阅读 2018-11-26 20:40 |个人分类:科学教育|系统分类:科普集锦| 长生不老之谜

    面对今天非常发达的科技,我们人类可以非常快速得从一个城市到达另一个城市,可以飞在空中,跑在路上,也可以潜入水中,或者在海上遨游,远的甚至可以抵达我们想去的月球;当然我们现在更可以非常方便地和世界各个角落的人聊天,可以坐在家里去购物,可以打开电视就能看到任何地方发生的事情,甚至看到遥远太空中的星云和看见原子在物质的表面跳舞。然而我依然还是非常惊奇地摸着自己的手臂,看着光滑的皮肤,皮肤下若隐若现的血管、骨头和会收缩的肌肉,感叹我们自己这样的一个物质体,它竟然就可以感知,可以反应,可以活动,可以成长,可以说话和思考,而面对这团精密的物质体的时候,我们经常会发现我们对自己的生命知道的东西依然很少。

           我们的意识首先让我们明白,人体的形象和结构并非是由我们自己创造,而是自然这个上帝制造了我们人类的结构,而我们拥有自己却根本不了解自己。很久很久以前,我们的祖先在劳动的时候割破了双手,发现手里流出了鲜红的液体,我们后来才知道在我们体内分布有精密的管道,管道里流动着的液体把我们在胃里分解成分子的养料和在肺泡里透入管道的氧气带到身体各个地方,让体内各个器官的得以活动和保持活力。后来我们又发现了心脏,感觉这个东西的神奇就是它的收缩并不由我们自己的意识控制,接着我们在我们发明的显微镜里又看见了自己身体里的细胞、DNA双螺旋链,发现了各种形态各种功能的蛋白质在我们体内的各处活动。我们利用科学发展了强大的医学,可以人为替换我们的血液,能通过移植来更换我们身体的“零件”,能够对付大多数疾病对身体的伤害,能够部分地把人体和我们所制造的仪器融合起来,构造出人机复核体来克服我们的缺陷和增加自身的力量。

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             然而直到今天我们也没有办法去控制我们身体的衰老,无法超越死亡的束缚。我们惊叹于上帝对我们的制造,而又不满足于被动地接受生命的进程而不断用科学去从上帝手中夺取权利,所以今天我们面临的问题已不是知道我们如何构成,而是如何去阻止我们自身的消亡,而这是我们超越上帝之手的最后一个目标。谁掌握了生死,似乎谁就成了上帝。

            生物体的寿命到底由什么控制?到底是谁决定了我们必须接受消亡的命运?

            在人类面对生命消亡的现实中,人类已经接受了上帝的暗示,认为任何生命都有终点,只是长短的问题。在人类研究长寿的过程中,基本上认识到生命终结和消亡的本质在于:任何具有特定功能和结构的物体都会因为损耗而产生寿命。一辆汽车、一台电脑、一件家具等等,这些不是生物的物体都会因为其维持其功能的结构发生损耗而产生报废的“寿命”,而对于生命体而言更要遵守这样的规律。上帝对生命的法则就是:功能的损耗是不可逆的,也就是不可避免的。

            那物体执行功能的损耗到底是什么?这是生命是否可以突破消亡命运的第一个关键问题。其实这个损耗不是别的,就是物理学中所谓的熵,这里的熵概念具有普遍的内涵,那就是无序。从有序到无序是自然界最为基本的过程,物体维护一个功能在结构上的有序性,必然面临从有序走向无序而丧失功能的“衰老”过程,这是任何无生命物体存在“报废”限制的最终原因。在自然的背景里,无序的东西会自然入侵有序的结构,从信息的角度上讲那就是信息的丢失是不可避免的,而这个过程也总是不可逆的。这是自然界的一个规律和法则。

            然而对于生命体来说,这个事情变得其实不那么简单,但也不是那么复杂。生命体和功能物体的主要差别是:生命体具有克服这种熵变的机制,因为它是活的,那就是它可以自己修复自己从无序到有序的变化,我们经常称之为产生“负熵”。这就如同我们的房间乱了我们去整理一样,生物体可以通过自我清理、自我替代和自我整理等修复方式,保持生命体功能和结构的有序性。那么这就产生了生命是否可以突破消亡命运的第二个关键问题:生命体存在自我修复能不能改变生命体最终消亡的命运?

           其实这个问题就是生命体到底存不存在寿命的问题,或者说人类的科技是否可以实现人的长生不老?而令人遗憾的是这个答案是否定的。因为生命体的自我修复率总无法达到100%。生命体内部在从有序走向无序的损耗中,自体虽然可以通过清理垃圾、细胞分裂或者更新换代等方式来修复这种自然的损耗,但这个修复依然不是完全可逆的,达不到100%的程度。生物体通过细胞分裂产生新的细胞然后通过代谢去除旧的细胞似乎是最为有效的修复方式,但遗憾的是,根据熵增加的原理,这个产生负熵的修复过程从来都不会达到100%。所以生命体的自我消亡是一个理论上无法跨越的障碍,生命体的自我修复只能接近100%,而永远达不到这个极限。细胞在自我更新的分裂中,子细胞和母细胞总存在着差别,而这种差别就是:子细胞一定比母细胞无序。而这来源于无序向有序的自然过程,子细胞的DNA以及细胞环境和母细胞相比必然出现损耗,这个损耗总是不可逆的,这就使得子细胞的生物活性无法完全达到母细胞的水平,其DNA会产生无序的损伤,其细胞环境会不可逆得向无序发展,而细胞所产生的蛋白质的功能也会不可避免产生退化,这就是衰老。

             当然科学可以构建更加接近完美的修复效率,最大地降低这种有序到无序的损耗,但对于一个自由度非常大的多体系统来说,这中完美的修复变得无比困难,科学可以阻止生命向有害的无序转变的速度,但最终无法彻底破坏这个规律而阻止这种转变。对于生命体而言,其所面临的不仅仅是自体自发的走向无序的结构和功能损耗,还面临着众多环境因素的直接破坏和损伤,例如生物环境中病毒和细菌对人体有序结构的直接破坏,这就使得生命维持其功能变得更加困难。

             所以,上帝创造了生命,而人类利用科学可以让生命得以延续,但永远都无法消除个体的衰老过程。将来依赖于科技的进步,也许人类的寿命可以达到几百岁,但永远都不可能让一个躯体达到长生不老,而如果真要达到长生不老,那只有通过更换一个新的有序肉体来间接实现这个梦想。而这个梦想的唯一障碍就是大脑中的信息依然是依附于物质的某种有序结构,而这个结构依然摆脱不了从有序走向无序的损耗。如果我们真可以将大脑中的所有信息100%地拷贝下来而脱离开大脑内的物质结构,并可以100%毫无损失地存储进另一个大脑内(该假设本身违背熵原理),这样可以从意识延续的角度似乎可以实现长生不老的梦想,但遗憾的是这个“如果”本身依然不可能逃避“信息丢失”的损耗规律,只是这个假想的复制修复可以更加完美地延缓人体的消亡过程,但该修复过程本身依然存在“寿命”的限制,总有一天这个“拷贝”的理想过程会由于信息的必然丢失而丧失“个体”意识的延续而使继承信息的人体丧失原始的角色信息。其实如果这个理想能够实现,从生命的意义上说,这个过程其实还是在制造新的个体而并非使单个个体达到长生不老。



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1 邱趖

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