【书评】|规模的硬规律（十）

作者：万维纲 

科学作家  “得到”APP《精英日课》专栏作者

（续）

寿命的定数

3. 寿命的公式

衰老的根本原因是细胞受到损伤。损伤有各种情况，这里我们特别强调一点，就是在终端毛细血管和细胞之间的磨损。

血液供给到细胞的过程中有一个黏滞力，会对毛细血管产生物理上的磨损。只要血液在流动，就存在这种磨损，就好像轮胎一样，只要你开车就有磨损。

可惜人体不是汽车。汽车轮胎磨损严重后可以换轮胎，至少方向盘还是好的。对人体来说，毛细血管遍布全身每个角落，损伤发生在全身的每一个地方。磨损的结果不是一个零件坏了，而是身体所有零件都磨损了，是各项机能全面下降。

下面这幅图是人的几项身体机能随年龄的变化。

从图上看，肾功能在10岁左右就达到顶峰，其他几项机能达到巅峰是在20岁左右。巅峰水平也就能维持到35岁左右，从此就是走下坡路。过了40岁，各项机能就以同样的速度在下降。

为什么会是同样的速度呢？因为衰老，因为毛细血管的损伤是全面的。

据此，我们可以估算一下寿命。

首先，损伤是因为新陈代谢在毛细血管里传输能量导致的磨损，所以损伤率是与代谢率成正比的。既然代谢率与体重的3/4次方成正比，那么损伤率也是与体重的3/4次方成正比的。

其次，我们假设一个生物体全身细胞损伤到一定比例，它就要死亡，这就是寿命上限。不管这个比例是多少，它都与体重成正比。

据此，

这就是为什么生物的寿命是与体重的1/4次方成正比的。

所以，总体来说，动物体形越大，寿命越越长。根本原因在于大型生物身上的细胞比较多，其损伤速度相对来说较慢，能够维持较长的时间。当然，这只是一个大致的规律，寿命还和生活水平、医疗条件等各种因素相关，比如人的寿命就通常比大象长。

而且 ，这也不是说人越胖越长寿，长胖只是脂肪多，你得各种细胞都多才行。

那有什么办法能够延长寿命吗？

4. 延长寿命的两种方法

代谢率越低，寿命就越长。代谢率是正比于体重的3/4次方的，但它还受到其他因素的影响。

一个因素是温度。化学反应与温度有一个反比的指数关系，具体公式我们就不写了，总之是温度越高，化学反应的速度就越快；化学反应速度越快，代谢率就越高。

所以，为了长寿，你需要低温的环境。韦斯特说得比较极端，他说现在全球变暖，如果全球平均温度提高2摄氏度，那对所有生物都是一种威胁，因为代谢率都提高了，寿命都会缩短。

我觉得这话有点儿夸张。如果你真的很在意温度对代谢率的影响，那你就应该去一个气候比较冷的地方生活。对此韦斯特没有提供什么证据。不过，我还真找到一个统计图（1），表明生活在寒冷地区的人平均寿命的确更长一点儿。

我觉得这个效应不算大，毕竟哺乳动物是恒温动物。韦斯特说，“如果你能人为地把体温降低1摄氏度，你的寿命就能延长10-15%......”但是，要想通过降温长寿，你得长时间处在寒冷之中才行，大冬天躲在温暖的室内可不算。可是，寒冷可能会带来其他健康问题。

第二种办法就是少吃一点儿，直接减少新陈代谢。以前，人们对老鼠做过很多实验，吃得少的老鼠的确寿命更长。韦斯特赞同这个看法。

不过，2017年咱们《精英日课》专栏讲《端粒效应》那本书的时候提到过，同样是吃得少，用猴子做实验并没有得到延长寿命的结论。还有人拿人做了短期的实验，吃不饱的人的端粒并不比正常人长。所以，我有点儿怀疑这个结论。

不管怎么说吧，如果纯粹从代谢率这个硬限制角度考虑，延长寿命的办法大概就只有“饥寒交迫”了，而且我们还不知道能有多大效果。现在市面上所有延年益寿的方法，因为解决不了毛细血管磨损这个硬限制，肯定都不能真正解决问题。

那你可能会说，人体除了磨损外，不还有个自我修复的功能吗？的确如此，但修复要消耗很大的能量，而那部分能量已经算在前面说的维护部分里面了。归根结底，修复能力是由进化决定的。进化最关心的是让你在40岁以前生10个孩子把基因传播出去——进化并不在乎你完成这项任务以后还能活多长时间。

不过，好消息是人毕竟还是比进化的“设计”活得长。标度律规定心率与体重的-1/4次方成正比，而既然寿命与体重的1/4次方成正比，就意味着所有动物一生的心跳总次数是一个固定的数字。事实上，除了人，所有哺乳动物一生的心跳总次数都是15亿次，而人是25亿次。

这是今天坏消息之中的好消息。人，毕竟还是脱离了进化的设定。

所有这一切都是因为代谢率正比于体重的3/4次方。这是一个k<1的亚线性关系，因为有了这个关系，生命才有这些限制。之所以会有这个3/4，就是因为我们的血管是一个接近理想分形的状态。毛细血管遍布全身，就像你把一个床单反复折叠、压到很实之后，它就不再是二维的床单，得按体积计算了。血管本身已经是三维的，遍布全身后就成了四维的。

这是大自然的鬼斧神工！把人的血管摊开，总长度能达到10万千米，相当于绕地球2.5圈。

非生物的网络结构绝对做不到这一点。不过公司、城市也有自己的标度律。

（待续）

来源：

万维纲。规模的硬规律。见：《规模》解读本。中信出版集团。2018.6

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