为了打败死亡并成为神仙,我们首先必须击败熵

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Anonim

永生是罕见的超级大国,听起来像是一个诅咒。然而,对于永不死亡的可能性,有一些非常诱人的东西。为了避免在任何情况下死亡,我们必须坚持使用某些东西,无论对我们自己或整个物种的决定多么不合理。

实际上,这一直是生物科学的圣杯。调查和治疗疾病一直是延长和改善生活的目标。最新技术促使人们重新认识到实际上可以实现不朽的观念。一些研究人员希望将衰老视为任何其他疾病(或疾病的集合),正如Ron Howard的新节目最近所强调的那样 突破.

这些研究人员希望推进一种药物可以被研究用于治疗年龄本身的想法。虽然他们所看到的药物多年来已经上市治疗糖尿病等疾病,但希望改变思路并首先研究治疗年龄的药物。毕竟,除了永久的青年,还有什么更好的预防治疗?

研究人员认为,由于无法获得FDA批准的治疗老化的药物,私营企业中没有人认真对待老化治疗。但是,一旦美国食品和药物管理局(FDA)出现这种想法,那么闸门就会开放,而自由市场将让我们在未来几个世纪里感受到24岁和男性。

这是一个鼓舞人心的想法。然而,在我们开始工作之前,让我们深入了解年龄的意义。

生活从根本上说是一个不稳定的过程(是的,过程)。生命似乎更喜欢更高,更不稳定的能量状态到最低能量状态,这使得它如此有趣。宇宙中的一切似乎倾向于更高的熵或无序。事实上,科学家尼古拉斯卡诺(Nicolas Carnot)设计了一个原则来描述最终成为“法律”的倾向。因此,当某些东西看起来恰恰相反时,它会因某事或某人而感到奇怪而且有点故意。

然而,值得注意的是,引力也是一种规律。有了足够的能量,它就像热力学第二定律一样,可以暂时抵制(注意法律仍然非常有效,但正在克服工作;没有违反物理定律)。一个明显的例子是人造火箭飞船,但自然界也存在例子。例如,水中的表面张力能够克服重力。 (我应该注意到,所有这一切都是可能的,因为我们是一个“开放的系统”,所以有一些东西可以抵消我们的熵减少。具体来说,太阳正在消除它的平衡。我们正在使用太阳在这个过程中产生的一些能量,但系统的总体趋势仍然是增加熵。)

因此,更明显的是,虽然宇宙中的一切趋向于均衡,但均衡意味着死亡。均衡意味着所有组成元素均匀分布到最高的熵状态 - 完全无序,但总稳定性。生活恰恰相反。它囤积细胞内的某些分子并调节它们。生活反而倾向于稳定的能量平衡版本:体内平衡。这样做,它必须站在宇宙其他部分的自然方向。

因此,生命本质上是最低能量状态的阻力,即系统中所有物体想要移动的最大熵状态。对这种自然趋势的抵抗使得系统本身不稳定,并且只需适量的能量就可以实现。太多的能量和一切都变得太不稳定,只是融化(或蒸发)。能量太少,一切都只是保持在最低能量状态。但是,有一个小窗口可以减少熵,并且可以自发地生成复杂性。

(旁白:第二定律被认为是不可逆转的;一个鸡蛋不能破裂,引用一个典型的例子。但请注意,熵的减少和时间的箭头之间存在差异。这是真的 - 鸡蛋不会破裂,但是那是因为我们不能及时回归。但是,如果鸡蛋的成分通过生命的功能进行回收,那么鸡蛋确实可以进行改造,好像这些成分被堆肥成玉米植物的覆盖物一样一只鸡。所谓的生命圈是有原因的。)

虽然自然倾向于平衡,但生命抵抗平衡并倾向于稳态。但同样,所有这些都需要能量。我们使用能量抵抗平衡,就像火箭使用能量抵抗重力一样。但是能量使用成本高,并且导致系统中的部件磨损。最终,泵和膜不像以前那样工作。生活必然是一个破坏性的过程!

这种破坏性的过程很可能就是衰老。因此,如果我们希望解决老龄问题,我们首先要问的问题是:它是否可能?我们系统的组件希望倾向于最低能量状态,就像火箭的组件想要倾向于地球表面一样。为了抵抗这一点,两者都需要能源使用,但能源使用会磨损这些组件。如果我们想活着,我们必须使用我们系统中的组件,这意味着我们必须老化。

尽管如此,还不清楚为什么不可能通过某种方式替换组件来环绕它。难道我们不能简单地更换磨损的细胞,从而变得不稳定吗?或者是否有一些内在不稳定的东西 组 细胞,也呢?毕竟,细胞被认为会随着时间的推移取代所有的组成分子,那么为什么它们会死亡?这是一个悬而未决的问题,但是看一下不朽的水母表明它应该可以简单地替换一切。

我的一位名叫杰克戴维斯的研究员曾经向我提出了一个有趣的想法:也许衰老是一种进化的适应。因为进化仅在生物材料不断更新时起作用,所以周转本身必须来自某个地方,从而使进化更有效。这种更替是产生新特征所必需的,并以已经开发的那些为基础进行,即a.k.a. evolution。更简单地说,如果没有人死亡,那么没有人有任何婴儿,并且需要婴儿来推动进化。

我觉得衰老是一种自然发生的现象,不需要适应。但杰克的推理可能就是老化持续存在的原因。大自然可能有办法解决衰老问题,但老龄化受到强烈青睐。进化从不断产生的新生物质中获得了巨大的好处,但是在它们为下一代做出贡献之后,它们不会让生物保持活力(事实上,如果它们坚持下去就会继续吸收资源),所以有选择性的压力来保持老化。死于的动物可能有生育的动力。所有这一切都可以解释为什么我们看不到不朽动物本质上的更多例子。

然而,对于有意识意识的人来说,这个系统被抓住了,这并不是很令人欣慰。当我们都在80岁到期时,人类的进化可能会受益,但是老年的死亡仍然具有有限的吸引力。

所以我们又来了。我们怎样才能打击年龄?一种可能性是找到除氧气之外的东西来呼吸。氧气是一种相当活泼的元素。事实上,它是造成氧化过程对有机和无机结构造成巨大破坏的原因。如果我们能够找到一些反应性较低的东西,它对我们的身体可能会受到的损害较小,而且我们不必在抗氧化剂上投入太多能量来对抗这些影响。

另一方面,它的氧气反应性使它在它的作用下如此之大。任何反应性较低的东西都会极大地减缓电子传输链 - 这意味着我们无法维持生存所需的活动水平。所以也许我们都只是在甜蜜的高压舱中走来走去,它们保护我们免受大气氧气的影响,只能为我们的肺部提供一点点。

另一种可能性是更普遍地减慢我们的能量使用,因为正是这个过程产生了细胞的磨损。无论如何,西方的许多人吃得比我们需要的多得多,对吧?研究表明,虽然存在争议,但卡路里限制似乎确实可以延长寿命。

虽然像这样的训练有素的方法可能会产生许多好处(甚至超过较慢的老化),但它仍然是一个暂时解决方案,只能推迟死亡。如果生活更长寿,只有这样才有意义。此外,考虑其他可能性更有趣。那么为什么不尝试破解水母呢?

虽然并非不可能,但这种方法存在重大障碍。水母被认为通过“转分化”实现永生,或者将其细胞转变为干细胞并重新开始,因此它们成为其他细胞类型。虽然我们已经在技术上弄清楚如何将人体细胞转变为干细胞,但人类有许多细胞是不可替代的。例如,我们的神经元让我们通过寻找与其他神经元的适当接触并形成复杂的网络来做我们所做的事情。理论上,如果这些细胞被迫回到干细胞状态,所有这些接触都会被打破,因为干细胞不能形成神经元连接。理论上我们会回到婴儿期,基本上什么都不知道,这似乎与水母知道的大致相同。为了像水母一样生活,我们也可能生活得很糟糕。

也许有一天,我们可以通过在大脑中进行某种持续的过程来解决这个问题,注意细胞所具有的每一个接触,转移那个细胞,然后让新生成的细胞像脚手架一样在它周围生长为了重新建立所有先前的连接,从而保留其每个联系人。因此,涉及该单元的存储器将仅暂时脱机。

目前,我们的方法必须要求靶向基因或药物,以更有效地利用我们的能量,或者用更耐用的成分重新制造我们的身体。在此之前我们能做的最好的事情就是抵制宇宙为我们所有人所做的随机性。

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