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生命是一种动态平衡

[日]福冈伸一

日本生物学家、科普作家福冈伸一抛弃传统生命观，用动态平衡的新视角认识生命，重新定义生命及其可贵之处。“面对'有秩序的东西只能向着没有秩序的方向发展’这个宇宙的基本法则，生命必须要一直拼死抵抗。事实上，这正是生命存续的理由，同时也是方法。”

“生命并非机器。生命就是处于动态平衡状态的流体。”这句话听起来像是一句诗，又好似哲学家的至理名言，但其实这句话是科学家鲁道夫·舍恩海默说的。

食物在身体中会变成什么？

对于食物进入生物体内会产生何种变化这一实验，舍恩海默还从其他角度进行了研究。

经过不断的合成与分解，食物的原子和分子会与生物体内的原子和分子进行替换。诸如指甲、毛发、皮肤的替换相对来说比较容易察觉到，但其实身体内部的每一处都毫无例外地发生着替换。并且，身体的不同部位替换速度也有快慢之分。在这里我想先问各位读者一个问题，大家觉得自己身体哪个部位的替换速度最快呢？关于这个问题，舍恩海默对身体的许多部位展开了实验观察，从而得出身体每个部位的替换速度。研究结果显示，消化管的替换速度最快，也就是我们平时说的胃、小肠和大肠。消化管表面的细胞基本上只需两三天时间便会被分解，并被排出体外。同时，吃下去的食物中的原子和分子则会合成新的细胞并替换掉原有的消化管细胞。因此，生物从体内排出的粪便的主要成分并非食物渣滓，而是经分解后排出的细胞渣滓。

消化管差不多每两三天就会替换一次。其他器官的替换虽然有快慢之分，但也都在进行中，如肌肉基本上需要两个星期的时间，而血液细胞则需要好几个月来进行替换。其他像骨头、牙齿这类看起来坚固的部位其实内部也发生着替换。此外，脑细胞里细胞和细胞的位置关系虽然不会发生变化，但细胞内部也在进行着替换。

因此，我们可以说“昨天的我”和“今天的我”其实略有不同。甚至可以说，“今天的我”与“几个星期前的我”已经发生了不小的变化，而与“几个月前的我”有了巨大的不同，与“一年前的我”则差不多是“改头换面”的程度了。也就是说，从物质层面来看，经过一年的时间，一个人几乎可以视作已经被完全替换掉了。因此，“一年前的我”说过的话其实是另一个人说的，“那个人”答应的事情“现在的我”并不需要遵守，因为从生物学角度来看我们根本就不是同一个人——当然，这是一句玩笑话，请不要当真。

不过由此也可看出我们的身体一直在发生变化，而舍恩海默利用同位素将这种变化可视化了。但实际上根本不需要可视化，环境中的东西进入自己的体内，一瞬间就融入身体并扩散开来的样子，几乎同样的事情也发生在生命体内。

动态平衡

各位读者朋友应该都认为自己的身体是固态的吧。但如果我们以更长远的视角来看，便会发现我们的身体是不断流动的流体，它在流动的同时也在不断发生替换。由于舍恩海默是一名访美研究者，他曾用英语将“动态中有我们的身体。我们也处于动态之中”这个内容写进了论文。这一理念传达了有别于机械论生命观的另一种生命观，即我们的身体并非由微观的像塑料模型那样的零部件构成，而是更具有流动性且不断变化的。

意识到这一点后，我认为可以将舍恩海默的理念翻译成日语中的动态平衡，并开始倡导这个理念。

所谓“动态”，即总是运动着的意思。“平衡”即维持均衡，在不间断的流动中，能够维持合成与分解的平衡是我们的身体最为重要的特性。可以说，“正是因为有动态平衡，生命才能称为生命”。

动态平衡的特点是比起生产新的，更侧重于“搞破坏”。20世纪的生物学研究者针对细胞组成各个器官的原理展开了研究，到了21世纪，研究者渐渐搞明白了原来比起产生新器官，细胞更多的是在努力“搞破坏”。

2016年，大隅良典获得了诺贝尔生理学或医学奖。大隅教授的研究题目是《细胞的“自噬作用”》。虽然学者们已经搞清楚了细胞中如何分解蛋白质，而细胞的“自噬作用”则可以说是完美地展现了“比起创造新的，破坏更重要”这句话的含义。而其中就包含了“动态平衡的生命观”。

在不间断的运动中，反复进行的合成与分解也可以说成“为了不改变而不断发生变化”。虽然这话乍一听很是矛盾，但我们的身体确确实实为了不发生大的变化而时刻在发生着微小的变化。并且，正是因为合成与分解的动态平衡成立，所以即便我们的身体中缺少了某个东西，其他的也能接棒替补上，重新维持平衡状态。由此可见，生物的组成真是非常灵活。如果环境发生变化，身体也能为了适应新的环境而发生改变。例如，生病或发生事故时我们会好起来，受伤了也能恢复，生命具有的这种可塑性正是因为能够保持动态平衡才得以发挥作用。

那么，为何我们的身体明明处于不间断的动态平衡中，尽管去年的我和今年的我已经在物质层面完全不同，可我依然能够保持“我是我”的自我同一性呢？这样想来，我们还留有几十年前的记忆也是一件不可思议的事情。按理说，体内的物质都已经“大换血”了，即便过去的记忆丧失也不奇怪。但是，我们并没有成为那样。这个问题的答案，其实正是“因为生命能够保持动态平衡，所以才能使自身不会轻易发生变化”。这个原理被称为“互补性”。我们的身体各个部分之间会互相补充和支撑。

大家可以先在脑海里想象一下拼图的样子。我们身体中的细胞或细胞中的蛋白质就好比一块一块的拼图，它们在前后左右上下的关联中成立，甚至可以将我们的身体类比成一块巨大的拼图来思考这个问题。

那么首先，我们假设拼图正中央的一块被分解后丢弃了，但丢掉的那块拼图的周围还有八块拼图，而空缺处会留下原来拼图的形状。于是，为了填补这一空缺就会形成一块新的拼图，并由身体来决定这块拼图要放在哪里。这便是一种互补的关系。构成我们身体的每一块“拼图”都具有互补性，身体的各个部位会同时且频繁地出现交换。

食物的原子和分子会像拼图块那般与我们体内的原子和分子发生交换，细胞也在交换，但只要互补性成立，我们的身体就不会发生大的改变。虽然从微观角度来看，身体不断发生着替换与改变，但从拼图整体来看，受互补性的支撑，其实变化不大。像受了重伤等情况，拼图块一下子缺失了，互补性便会消失，有时甚至无法复原。排除这些极端情况，我们的身体因为有互补性的支撑，才得以保证自我同一性的认知。

自我毁灭的生命

此外还有一个问题，为什么我们的身体要不间断地一边自我破坏一边替换呢？这是因为我们必须要与“熵增大的法则”相抗衡。“熵增大的法则”听起来有些复杂难懂，但它其实是宇宙中一个最基本的法则，指的是有秩序的东西只能向着没有秩序的方向发展。“熵”可以被翻译成“杂乱”。例如，原本收拾整洁的桌面，只要过去两三周就又会变成纸张堆叠、书本东倒西歪、咖啡污渍一大片这种杂乱无章的样子。这种就被称作“熵的增大”。这是宇宙中的基本法则，因此无法改变。

建成之初大家都仰视的宏伟结实的石头建筑物，在数百年甚至数千年后随着时间的流逝，熵不断增大，最后变成砂石风化的建筑。刚泡好的咖啡冒着香浓的热气，但十分钟后就变温了。狂热的恋爱最后也会如咖啡一般冷掉，这也是由熵的增大造成的。

生物不断面临熵增大这个法则的威胁。例如，细胞总是要经历氧化，逐渐势衰，身体产生的废物不断堆积，蛋白质也在发生变性并濒临断裂。也就是说，面对“有秩序的东西只能向着没有秩序的方向发展”这个宇宙的基本法则，生命必须要一直拼死抵抗。事实上，这也正是生命存续的理由，同时也是方法。

在不断的动态平衡中，我们的身体重复着合成与分解。通过“破坏旧的、替换新的”这种方式来对抗熵增大的法则。因此，我们确实一直在“更新”，但为什么又会老去呢？这是因为无论动态平衡多么努力地“更新”自己，也无法彻底更新。举个例子，即便我们认真打扫房间，但还是会有一些垃圾或灰尘遗漏在家具的缝隙中。与此同理，即便细胞中一直在替换和更新，但总是会留下一些酸化物质或废旧物质。所以我们身体这个“房间”是无法彻底“打扫”干净的。这样一来，那些遗留下的酸化物质、废旧物质长时间积累的过程，其实就是衰老的过程。即便我们能够暂时性地对抗熵增大的法则，但却无法完全战胜它。最终还是会败给熵增大的法则，从斜坡上滚落下来。

一般来说，如果想让物品能够长久使用，就会把它做得很结实。住宅或其他建筑为了抵抗风雪基本上都会建得坚实牢固。但即便是建在市中心、建成之初光亮耀眼的高楼大厦，30年后也会“伤痕累累”甚至破旧不堪，300年后就没法住人了，3000年后甚至可能连存在过的痕迹都消失得无影无踪。但是，生命在38亿年的浩瀚时间长河之中，非但没有消失，还连绵不断地存续了下来。

那么，为什么生命要一边与熵增大的法则相抗衡一边生存下去呢？这是因为生命在最初便放弃了让自己像建筑物那般“生而结实”的方式，转为让自己先以柔软脆弱的肉身出生，然后采取不断分解、丢弃、替换的战略来对抗熵的增大。在熵增大的法则袭来之前，生命“先下手为强”——主动地先进行破坏和替换来维持动态平衡。通过这样不断重复，“秩序”也会不断地重塑，所以生命才得以存续下来。通过将生命视为一种动态平衡，我们也可以解释为什么生命能够延续如此长的时间。

对此，距今100多年的法国生命哲学家亨利·柏格森在自己的著作《创造进化论》中进行了这样的解释：“生命努力在物质的斜坡上向上攀登。”换个更好理解的说法，就是“努力想要在斜坡上攀爬的正是生命”。

（《最后的讲义：为何生命如此可贵》[日]福冈伸一/著，曹倩/译，未读·海峡书局2022年6月版）

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