最前沿:人类正在研究的五大增寿技术;科学家预测2029年人类开始实现永生
采编:欣奇博士
永生是一个科学技术问题, 人类正在研究的五大增寿技术
为何说永生是一个技术问题而不是一个哲学问题呢?
一,人体硬件都是有原子跟分子组成的,人体的大脑跟身体无非是原子的排列跟能量及信息的流动。
可以把人类看作一台超级生化计算机。
二,腿坏了换假肢体,心脏衰老了换一个三D打印的心脏,甚至在未来,血管硬化堵塞了,派进去一队纳米机器人疏通血管,甚至大脑也老化了,克隆一个新身体,意识上传。
宇宙是由原子不同的排列组合形成的。
如果人是一台机器,那么永生=维持机器的运转肯定就是一个技术问题。
以上不是科学幻想,都是正在进行研究的技术。
可喜的是,巨量的资金正在进入这个领域。
根据人类的历史经验,足够的时间加上足够的资金投入再加上可以期待的回报,技术问题一定是可以解决的。
永远到底有多远,每一个人都期待没有终点。
进化的可能形态,半机器人。
长生不老是世界上每个人的基本渴求之一,人类有足够的耐心,也愿意投入巨量的资金跟时间。
只不过目前,没有人能够准确的预知永生在那一天到来。
也许三十年后,也许一百年后,也许五百年后.......
目前人类在六个方向朝着永生前进。
重新编辑DNA
一,基因编码-重写DNA .
地球上的生物生命记录是不同的,蛤蜊的生命值记录为160年。哺乳动物弓头鲸生命记录是211年,锦鲤达到了恐怖的226年。灯塔水母能够逆生长,也可以说是永生。
植物更是长寿的楷模,最长寿的树已经有9500岁。
DNA 是生命的密码,解码DNA一定可以让人类增寿。
永生水母
如果人能增寿到150岁-200岁,那是件很奇妙的事情。
斯大林生于1878年,如果斯大林活到现在,也不过是140岁,如果人能活200岁,斯大林正是年富力强的年纪。
开下脑洞是不是很奇怪。
二,纳米机器人。
在近几十年内,人类就可能有能力将数百万微型机器人——纳米机器人——送入体内,增强我们的免疫系统,从分子层面保持健 康的体魄。
三,万能细胞-干细胞
干细胞是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞,是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。
有科学家认为:“干细胞能够颠覆游戏规则,能够消除所有疾病,甚至有可能让我们永生。”
西部世界的克隆人美女
四,克隆人和克隆器官。
科学家已成功利用3D打印机打印出活肾脏和活肝脏。这种技术可能不可能导致人永生,却绝对能让人延寿。
五,意识上传。
意识上传技术目前只在理论上行得通,以目前的技术难度非常大,但是如果得到突破,人类真的是可以成神了,可以生存于网络的虚拟空间也可以借用克隆体生存在现实的物理空间。
仿生技术是极其超级的技术,毕竟地球创造生命化了几十亿年的时间。
借用人类飞行技术的发展就可以得到明证。
1903年12月17日,莱特兄弟制造的第一架飞机“飞行者1号” 在美国北卡莱纳州试飞成功。
仿生蝴蝶和仿生鸟可以煽动翅膀飞行。
但是直到2015年,德国科学家才制造出一种能飞行的“仿生鸟”
生存在当下时代的人类,是极其幸运的,因为我们有可能成为第一代永生之人。
也可能是极其悲哀的,你也可能是最后一代看着别人永生你却死去的人。
努力奋斗吧,为了生存的更久!
科学家预测:2029年人类开始实现永生,男女关系变得微妙!
长生不老,这是历代皇帝一直以来的心愿,
而科学家预言,这个伟大的愿望将会在我们这一代实现!
作家、发明家、计算机科学家、谷歌首席未来学家雷·库兹韦尔(Ray Kurzweil)去年在接受《花花公子》杂志专访时表示,在不远的将来,技术将让我们变得更聪明、更健康,血液中的纳米机器人将可以纠正DNA错误,人类将在2029年开始实现永生,远距离的性爱将发生。
谷歌的首席未来科学家Ray kurzweil,却发布了一个惊天消息:
2029年后,
人类将开始正式走上永生之旅,
到2045年,
人类将正式实现永生!
——谷歌首席工程师:Ray kurzweil
“在我看来,到了2029年左右,人类会来到一个临界点。每过一年,人类的寿命能够延长一年,这要得益于科学技术到那个时间的发展。
到了2029年左右,人类的寿命将不再是通过出生的日期到活着的时间来进行计算,那时,人类每年所延长的寿命会比已经走完的时间还要长。”
科学家Ray kurzweil,是美国硅谷的未来学研究者,发明家,作家,同时也是谷歌的首席工程师。
他被世界首富比尔盖茨称为“我所知道的人工智能预测领域最牛的人”,
他发明了盲人阅读机等多项重大发明,被誉为“爱因斯坦的接班者”,
即使包括他自己,都无法说自己有生之年的预测百发百中,但
惊人的正确率却令人震颤!
他曾预测到了上世纪90年代,全球互联网使用率会迎来暴增,到了21世纪初,无线网络会被大范围使用。
起初,根本没有多少人相信他的话,以为他疯了:
因为大多数人根本都不了解互联网是什么。
1990年,他曾预言“1998年,计算机将打败象棋冠军”,结果1997年,IBM的深蓝打败了加里·卡斯帕罗夫。
1999年,他预测十年后,人们将能通过语言对计算机下指令。
2005年,他预言到2010年代,虚拟解决方案将能够提供实时的语言翻译,外语能被实时翻译成你的母语,并用字幕的形式呈现在你的眼镜上。
如今,他的言论都一一成真了。
kurzweil的“永生理论”:
到了2020年左右,人类的免疫系统可将由纳米机器人(Nanorobot)进行接管。
再接着,到了2030年,纳米机器人可以把病原体,肿瘤等一系列免疫系统错误进行修正。
而目前,纳米技术已经被许多科学家认为是“人类在未来抗癌事业上的最强大武器”。
人体程序化:kurzweil称,目前的科技发展,已经实现了一些医药领域的惊人成就。比如3D生物器官打印机,可以成功实现组织器官复制等一系列任务。
基于此,kurzweil认为包括人类在内的生物,可以被视为人工智能软件来进行对待,即利用“编程理念”来重整人体的“组织编程”,对错误“程序”进行修整,比如心血管疾病,癌症等。
kurzweil还表示:生物技术可以对人体内无用的,陈旧的组织进行遗弃,就像计算机中的“回收站”编程,进一步实现生物体功能的先进与完好,并最终延长生物体的寿命。
非生物技术远优于人脑,借其优势实现永生?
kurzweil的“永生”预测,是建立在非生物智能技术之上展开的。
他表示,到了2045年,人类的非生物智能技术将彻底完善,并将超过目前人类智能总量10亿倍之多,到那时,
这些非生物智能技术强大的创造力,
将最终实现全人类的永生。
人类将能够对所有的身体组织,器官活性进行重新修正,不仅如此,还能够研发出直接应对于某类病症的药物,而且这一切的实现不再需要通过试探性治疗手段进行医治,因为这些药品直接应对于该疾病的整个盛衰过程。
这一天,很快就要到来了。
这些纳米机器人,将通过无创伤的方式,入住我们的身体,对人体内2.3万个基因进行修正,为人体添加缺少的基因,删除有问题的,或陈旧的基因。
一些患有绝症的病人,比如肺动脉高血压患者,可能是因为体内缺少了一个基因程序造成的患病,在这种生物技术下,可以通过添加一个基因程序来进行治疗。
不仅如此,生物科技还能让我们的智商和情商直线上飚,说的笑话变得更加有趣,创作的灵感更加丰富,撩妹的技能也得到极大提升。
一个更好的自己就这样诞生了。
再想象一下:随着生物体智能化,我们的大脑与云端技术相连接,再也不怕记忆力不好,忘记重要的事情了。
非生物智能技术的先进性带给人类的启示,却可能成为彻底颠覆人类历史,改写整个人类生存程序的关键!
kurzweil先生认为:
当下,人类只是在使用这种人工智能技术,而未来,
人类可以通过与人工智能技术相融合,
变成共依共存的存在
进而实现真正意义上的永生。
库兹韦尔说,我们的大脑容量有限,至少比计算电子慢100万倍。大脑控制思维的部分被称为大脑皮层。到2030年左右,我们将可利用纳米机器人通过毛细血管以无害的方式进入大脑,并将我们的大脑皮层与云端联系起来。届时,我们将创造出比今天所熟悉的、更深刻的沟通方式,更深刻的音乐和更有趣的笑话。我们将变得更有趣、更性感,更善于表达爱意。
库兹韦尔说:“我认为在2029年左右,我们将会达到一个临界点。届时医疗技术将使人均寿命每过一年就能延长一岁。那时寿命将不再根据你的出生日期计算,我们延长的寿命甚至将会超过已经度过的时间。”
技术帮助改变性爱未来:库兹韦尔称,将来人们不仅可在不同的地方进行远程性爱,你甚至可以改变自己和伴侣的身份。在虚拟现实空间中,你不必继续使用与现实世界同样的躯体。比如,夫妻可以互换身体,从对方的角度体验性爱。你还可以向伴侣展示更理想化的自己,他(她)也可能改编成你希望的样子。如果你厌倦了伴侣,可以将其变成其他人,当然也可以改变自己。
我们已经在某种程度上,将性爱的生物学功能,与其交流的、情欲的和娱乐的功能区分了开来。你完全可以发生关系而不生孩子,你甚至也可以生孩子而不发生关系。而在虚拟现实中,我们将拥有更多的探索空间。
22年后,无人幸免
22年后,人类命运将迎来史无前例的“奇点”,你我无从幸免。
这只是革命的开始,随着智能飞速进化,AI已杀入世界每一个角落。
全球数百位顶尖科学家,耗费漫长时间,搭建了一个复杂数学模型,通过类似摩尔定律的多重推演,得到一个最终结论。
人工智能或将在2040年,达到普通人智能水平,并引发智力爆炸。
到达节点后,人工智能或将实现瞬间飞跃。
人工智能专家普遍认同,人工智能不可能锁死在人类智力水平上。它将超越人类,变成我们无法理解的智慧物种。
科学家描述中,一个人工智能系统花了几十年时间到达了幼儿智力水平;在到达这个节点一小时后,电脑立刻推导出了爱因斯坦的相对论;而在这之后一个半小时,这个强人工智能变成了超人工智能,智能瞬间达到了普通人类的17万倍。
这就是改变人类种族的“奇点”。我们,极有可能是站在食物链顶端的最后一批人类。
一个超人工智能,一旦被创造出来,将是地球有史以来最强物种。所有生物,包括人类,都只能屈居其下。
甚至,我们可上传记忆,与AI神魂合一。
22年后,我们考虑的可能不再是逃离忧伤的北上广,而是逃离这个星球。
斯坦福教授卡普兰做了一项统计,美国注册在案的720个职业中,将有47%被人工智能取代。在中国,这个比例可能超过70%。
过去用几代人命运承担的大变革,我们要在20年内独自面对。失业大潮即将开始,并没给我们留太多适应的时间。
有学者分析,在接下来的几十年中,只有三类人,能勉强对抗AI的冲击,即资本家、明星和技术工人。
换而言之,面对步步逼近的人工智能,你要么积累财富,成为资本大鳄。要么积累名气,成为独特个体。要么积累知识,成为更高深技术的掌握者。
然而,财富堤坝、个性堤坝、技术堤坝,能在人工智能狂潮下坚持多久,无人可知。
22年后,我们擦亮灯壶,砸掉锁扣,放出的是阿拉丁,还是潘多拉,天知道。不过,“奇点”的到来究竟是好事还是坏事,最终还是取决于人类。若我们滥用它,它就是定时炸弹;若好好加以利用,它则是幸福未来的催化剂。
我们的未来会是怎么样的?
三维全息虚拟技术进入生活,人们可以面对面交流。
“空气动力”无翼电磁空中飞行器问世,它能够盘旋垂直起飞(其实也就是第1代飞碟)。只要在普通玻璃窗上加一层涂层就能采集太阳能并供能的“太阳能玻璃”进入千家。
量子效应集成电路制造术的突破将使量子计算机逐步进入实用阶段,计算机的使用会越来越简单。计算机存储器和处理器将集中在一个芯片内,使信息的采集、传输、存储、处理等功能集成在一起。
量子计算机将以无型性广泛存在于各种机器中。个人量子计算机将主要采用人体生物电作为能量供给,随身携带将更便捷。眼罩式显示器将成为个人计算机配置的主流模式。
氢燃料电池技术将给交通运输领域带来革命,氢燃料电池汽车将开始中批量生产。
人类登陆火星。量子发电机将应运而生。超越“量子效应障碍”的技术将达到实用化水平,采用纳米技术生产芯片,纳米计算机将投入批量生产。科学家们甚至将研制出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置。将在白令海峡建成海底隧道,连接世界五大洲100多个国家的环球高速公路将建成。
人类厌倦了每天的生活,上百万人用冷冻法让自己“移民”到未来以寻求刺激(国家法律将开始解禁活人人体冷冻)。将有存在器官损伤的人用上从自身体内克隆的器官,因此不会有任何排斥反应。
科学家在月球天然巨型火山洞内造直径为500米的液态光学望远镜。世界上第一个实验性正电子反应堆诞生,这标志着人类正式进入反物质能时代。
真空管道磁悬浮列车在全球范围内进行商业运行,将把北京和纽约纳入1小时交通圈。再过些时日,它将突破技术瓶颈,时速达18000公里。
预防恶性肿瘤的新技术——对人体细胞DNA复制的人工程序化控制:检测与修复,这是人类攻克癌症的一大胜利。成千上万的纳米机器人成为人体内第四种血细胞,负责清除血液中的油脂,清除血栓、疏通血管。
对神经病学的研究将能理解各种感官并且会直接运用这种成果,做出一种能够模拟人类所有感观信息的“大脑帽”。任何人戴上这顶帽子,都能进入虚拟现实空间,体验整个虚拟世界,这项技术的广泛发展将导致整个影视游戏娱乐业发生根本性质的革命。医生们戴上这顶帽子,可以体验病人的症状。游戏者通过它,可以组建另一个虚拟世界。【人机结合第一步】
天空母舰建成,外形雪茄状,长2公里,小型飞行器从“雪茄”的一端口飞进,从另一端口飞出,世界战争格局将完全改观。世界第一个太空城市将开始建造,将陆续有移民迁入。人与机器之间的交流将更便捷于人类之间的交流,机器可以读懂或理解人类的思想;人类也可以把脑电波转为电波信号,直接用意志操控电脑系统或任何机器,甚至演奏乐器也无需动手。【人机结合第二步】
人造智能将达到人脑的水平,人机智能对话成为可能,图灵测试则将在某些特定领域变为现实。人工智能将开始代替人类的大部分智力劳动,更多更优良的新型机器将由同样属于机器的人工智能设计并制造出来,从而实现机器的设计与制造的全自动化。
此外,人工智能将具备模糊思维、柔性思维能力。从此,地球上将有两种聪明的物种同时存在。等待人们将是一个机械化的天堂。智能机器人开始大规模地代替产业工人,同时机器人也将进入千家万户包揽繁琐的家务。难以想象的舒适生活将使人们过上富有的、游手好闲的日子。人类退休了,这是走向生物后社会的第一步。
人类史上第一座高度超过6000米的摩天巨塔竣工,将有200万人生活学习工作在其内。在大楼顶层氧气浓度将与地面上一样。之后,地球将进入超巨型建筑的时代。
大规模开发月球,将在月球上深达40公里的巨型火山洞中建筑新城市,用水将取自于贮存于月球南北两极的冰。火山洞内与外界将全封闭,内部充满与地球上一样的大气,人类在洞内可以不穿太空服自由活动。并且,用月球上储量丰富的氦-3来进行核聚变发电,再通过巨型红外线发射器用以大量供应地球。
在技术上解决了辐射反馈等艰巨困难之后,人类史上首个“虫洞”型时间机器诞生,首次短期时间旅行试验圆满成功。人类即将进入“大时空航行时代”。遨游于地球上各个不同历史时空,整个地球史将成为整体。同时让众多已绝种的物种再生,甚至包括恐龙。届时,真正意义上的“史前公园”出现。在普通餐馆里将有恐龙蛋供你品尝。
人类造出“真人体性爱机器人”,以满足人类的性需求。这种机器人除了大脑是生化机器外,全身其他部位均由真正的人体所组成。此外,还发明了“高仿真性爱机器人”,它的“皮肤”与“软组织”在视觉和触觉方面的仿真度将达到真人的99%。它们的出现不仅制造出大量的独身者,甚至造成一夫一妻制的逐渐瓦解,此外还将对传统娼妓业造成毁灭性打击。
对于人类大脑生理学方面的研究将突破临界点,继而创造出可让人类无需睡眠的机器,促使人类整个生命历程将发生极大改观。
记忆将能够移植——充分理解细胞的语言,科学家将制造出能够支持大脑记忆库的芯片,教育制度将发生本质性的转变,学位颁授制度将废除,所有学校将消失。
没有通过人工基因改造的人类将越来越少,地球上将形成以后人类为主的人类社会。后人类个个形象俊美,肤色黝黑,这是为了适应外太空强宇宙辐射的恶劣环镜。
人类甚至可以将自己的意识下载到超级电脑(或机器人)内,从而达到某种意义上的“永生”。【人机结合第三步】
有生之年我们能等到人类冬眠和长生不老实现吗?
王立铭,浙江大学生命科学研究院教授,生于1983年的神经生物学家。
宇宙的半径是四百六十亿光年,这和人类的寿命之间的鸿沟还是非常非常大,大概有八到九个数量级。但是至少在我们周围已经发生了一些科学进展和科学发现,能够一点一滴地但是坚定不移地帮助我们弥合这两个巨大的数量级的差异的鸿沟,最终有一天可以实现把人类送向星际远航,送向人类社会最后的远方。
今天我希望能够用半小时的时间,大概颠覆一下大家对生物学家的刻板印象。因为我今天要开一下脑洞,讲一个脑洞大到可以用脑残来形容的科学话题——星际远航中的生物学。我今天半个小时中要讲到的科学,严格意义上讲没有任何一点在今天的地球上存在。但我希望讲完之后你们中间有一部分人可以相信,在我们的有生之年,我们可以等到这些东西的实现。
首先要先讲我们话题的背景:星际远航。举几个非常简单的里程碑。大概在几十年前,我们已经把宇航员送到了离地球最近的星体——月球。月球离地球38万公里,先后有12个人类的英雄,把自己的脚步踏在了那颗星体上。
又过了20年,我们把人类仰望星空的边界提高了两个数量级,达到了差不多几千万公里。比如火星,我们在1996年把火星探路者号——一个航天器送到火星表面。这就是火星探路者号为我们送来的火星表面的照片。当然目前我们还没有技术水平把一个真正的宇航员送到火星去。
又过了差不多20年,我们人类又把仰望星空的距离扩大了两个数量级,达到了差不多几十亿公里这个尺度,这次是冥王星。我们现在还没有能力送一个航天器到冥王星的表面,但是我们可以送一个航天器从几万公里的高空帮我们送回冥王星表面的照片。
看到这几个里程碑,大家可能有一个非常乐观的感觉,就是如果我们真的能够每二十年都把人类的目光扩大两个数量级的距离,没过多久我们大概就可以把整个宇宙都探索遍了。我这样说是乐观不切实际的,至少从科学角度是这样的。我们知道,即便是几十亿公里这个尺度,对于一个人类个体已经很大,但是对于整个宇宙来说实在是太小太小了。在几十亿公里之外呢?说实话目前很大程度上是无能为力的。但是人类的想象力可以带我们去那些地方。我是一个特别资深的科幻迷,所以我就用科幻小说中的意境来带你们走到那个地方。
比如把我们目光的尺度放大到银河系之外,那大概我们谈论的就是百万光年了。比如说在我特别喜欢的另外一个科幻作家的《猎犬号宇宙飞船》这篇小说里,我们可以看到对三角座星系那里来的文明的讨论,那差不多就是几百万光年以外的事情。如果我们把这个逻辑继续地推演,我们可以看到大量的科幻小说的意境是设置在一个最广袤的背景上的,那就是整个宇宙。
我们整个可观测的宇宙的半径差不多有几百亿光年,当然你会问:如果按照刚才人类那种指数式地扩大自己的探索的边界的方法,460亿光年也没什么了不起的啊?但是我请大家想另外一个数字,那就是每个人的生命差不多只有70—80年。我们可以抛开光年和年这两个量纲的区别,仅仅看460亿这个数字和70—80两个数字,会马上意识到这中间有差不多八到九个数量级的差别。
我不知道看到这两个数字的差别大家会怎么想,但是我看到这个数字的时候,第一个想法就是《庄子》上一句特别有名的话:“吾生也有涯,而知也无涯,以有涯随无涯,殆已”——作为一个卑微的人类,我一个七八十年的寿命,怎么有可能有能力或者甚至是有时间探索460亿光年以外的宇宙?
今天我要讲的事情,就是在这个八到九个数量级差别的基础上,我们现代科学到底走到了哪一步。我们在座的所有观众的有生之年,能看到人类的文明走到哪一步。
我们有一个办法把无涯的知和有涯的人生弄得更近一点,那就是把有涯这件事变得更近。比如说下面是两个科幻小说和电影里特别容易出现的意境:一个叫近光速飞行。它基本上就是利用爱因斯坦的狭义相对论,把人类的航天器加速到非常接近光速的水平。依据狭义相对论的原理,飞船上的时间会流逝得比地球上的时间慢得多得多。这样我们就有可能在一个人类的寿命极限里,把一个飞船送到整个宇宙的边界里去。这是一个科幻小说里非常常用的意境。
另外一个非常常用的意境就是所谓的时空跃迁。这个概念可能很多人都听说过,这是利用人类已知的物理学,就是爱因斯坦提出的广义相对论。我们可以利用引力来扭曲时空,使得人类在三维时空里可以以一个难以计量的速度从A点达到B点。
当我想到这两个场景,或者说当我反复地在科幻小说、电影里看到这两个场景的时候,作为一个生物学家我会觉得有点自卑。同时作为一个资深的科幻迷,我又看到狭义相对论和广义相对论,或者说更广义的物理学在人类的想象力中发挥了如此重要的功能。所以我经常问自己一个问题就是,生物学在人类探索宇宙边界的过程中能起到任何作用吗?
直到后来,一方面我自己想通了,一方面我在更多的科幻作品里看到了类似的意境。所以我后来终于坚定了信心,可以骄傲地做一个生物学家了。我在这儿想讲的就是生物学到底有什么办法让有涯和无涯更贴近。
我先列举四个方法,其实也曾出现在科幻作品里。第一个就是人类冬眠。如果我们能够把人直接速冻起来,就可以把人的寿命延长到几乎无限的水平。因为人在冬眠的过程中其实是不进行新陈代谢,他的寿命是不算在内的。
第二个方法就是长生不老。如果有一个生物学的方法能让宇航员长生不老,或者说极大限度地延长他们的寿命,那么当然人类宇航员探索的宇宙的边界就会变得更大。
第三个是世代繁衍。抛开冬眠和长生不老,我们就把飞船变成一个小社会,让宇航员在上面世代繁衍,那么我们也有可能极大地扩展人类在宇宙中的疆界。
最后一个可能听起来最科幻,但反而是和我的研究最相近的,就是意识的存储和解读。既然我们认为人和动物的区别主要在我们这颗大脑,它能思考、能产生各种各样新奇的想法,制造出各种各样新奇的机器,那我们干脆就把人脑拿出来切成薄薄的片,然后用照相机拍照之后存在宇宙飞船的电脑里。电子信息存活的寿命肯定要比人长得多,等到飞船到了目的地之后,我们再根据这些信息还原出一个人类大脑来。这样是不是就可以扩展人类探索宇宙的尺度了呢?
当然,这四条中至少后两条在目前人类的伦理里是不可能的。我们不可能把人像猴子一样关在飞船上,让他们世代繁衍就为了探索宇宙。我们也不可能把一个活的宇航员脑袋拿出来切成片,就为了把他的意识发射到几光年几十光年之外的星体上去。今天我要讲的主要是前两条:冬眠和长生不老。
首先是冬眠。冬眠是很多科幻小说的场景。这个是阿凡达里的一张截图。大家可能都知道,为了把宇航员和工人都送到Pandora,所有的人是要在冬眠中度过整个航程的。
这里我要讲几个小故事,第一个故事是关于虫子的。这是一个非常小的虫子,它的名字叫秀丽隐杆线虫,它的尺度大概只有一毫米那么大。这段录像中有三条虫子。大家可以很明显地看到,中间这条虫子看起来最活跃,它的身体表面最光滑,运动能力也最强。左边的这条虫子有一些些微的动作,它的表面也还比较光滑。但是右边的这条虫子看起来就已经基本上丧失了生命力,它基本上没有任何运动,体壁也开始有萎缩和褶皱的痕迹。
其实就和大家想的一样。中间这条虫子是1天大的虫子,所以它特别活跃,像人的青春期一样;左边这条虫子是成年期的虫子,大概一个星期大;右边这条虫子是一个20天大的虫子,基本上濒临死亡,走到了它生命的末期。
大家可以很明显地看到,虫子也有一个很明显的衰老和死亡的过程。在这种虫子中有一个特殊有趣的现象是人类没有的——“冬眠”,这个吸引了很多动物学家的注意。因为这种虫子不是在冷的时候进入这种状态,反而是在特别热的时候进入这个状态。当它检测到热了之后,它会觉得这是一个不适宜生活的环境,就会立刻进入到一种“冬眠”的状态里。就是图片上右边放的这条虫子。它身体会变得非常细长,停止一切的进食活动和新陈代谢,就像死了一样。但是这条虫子可以在严酷的环境下生存大概四五个月,而正常时候它的生活史只有两个星期,最多三个星期。
大家可以看到,这么简单的一个虫子面对比较危险比较恶劣的环境的时候,也可以采取某种措施关停自己的新陈代谢和衰老,极大地延长寿命。所以大家就有一个幻想,如果我们真的能研究清楚这个虫子到底是怎么进入这种伪冬眠的状态,那么对我们人类的冬眠是不是有什么帮助呢?
下面大家可以看到一些英文的名词,这些箭头就像一个公司的汇报线或者说生产线:一个蛋白质控制另外一个蛋白质,又控制第三个蛋白质,最终使得虫子进入冬眠或者离开冬眠。我可以简单地解释一下:
大家都知道生物的性状、遗传信息都存在我们的DNA里。比如说人类大概有两到三万个基因在我们的基因组里,这个简单的虫子也差不多是有两三万个基因在它们的基因组里。我们可以很有信心地说,控制冬眠这件事的所有蛋白质,都是它的DNA中间的某一段所决定的。所以一个简单粗暴但是非常有效的方法是,我们随机地把基因组上几万个基因一个一个给破坏掉,然后再把这个虫子放到适合冬眠的环境里。如果这个时候虫子就失去了冬眠的能力,那我们立刻就可以知道被破坏掉的那个基因、那段DNA恰恰就和冬眠相关。理论上,利用这种方法是可以帮助我们把虫子冬眠的所有生物学信息都找出来的。这是我想讲的第一个故事。
当然了大家听了这个故事之后可能会立刻有一个反应:我相信你们生物学家可以把虫子冬眠搞清楚,但是这个事儿实在太简单了,而且它的冬眠和人类有非常大的区别,包括引发冬眠的温度都不一样。我们怎么知道你研究的虫子冬眠和人的冬眠会有关系呢?
所以这儿我要讲第二个故事。我们可以把目光从特别低等的虫子往上挪一挪,挪到至少是一个哺乳动物。这个动物叫北极地鼠,它差不多生活在北极圈附近,像阿拉斯加、西伯利亚这个地方。北极地鼠是一个特别善于冬眠的动物,它一年差不多有七个月的时间是在深达几米的地洞里冬眠。在北极圈里难得的夏天,它就会疯狂地吃东西、储存脂肪,疯狂地交配传递后代。直到有冬天的信号来临之后,它马上就会到地洞里去冬眠。
长久以来大家其实并不知道这个动物到底是怎么冬眠的,因为它冬眠的地方实在是太特别了。它要挖一个非常深的洞,那个洞人类科学家是进不去的。如果你真的挖一个洞到那个地方去,你就会破坏掉它冬眠的环境,我们也就不知道它到底是怎么冬眠的。直到几年前,大家想了一个其实技术含量也并不是特别高的方法:在北极地鼠的皮下植入一个很小的芯片,这个芯片可以监测它的各种生理指标,再把它放回到日常生活环境里看它是究竟是怎么冬眠的。
我们马上发现了一个特别有趣的现象,就是这张图上展示的。这张图的曲线展示的是北极地鼠的体温在一年中不同的月变化的轨迹。大家可以看到在这个线左边这一部分是北极圈内的夏天,也就是从每年五月到每年九月这段时间,北极地鼠的体温很好地维持在差不多四十度的幅度里。这基本上也是比较小型的哺乳动物维持的比较正常的体温。大家可以看到,当冬天的信号来临,差不多就在九月底十月初的时候,当北极地鼠进入冬眠之后,它的体温会马上从四十度降低到零度附近,只有三五度的样子。这个过程会一直持续到第二年的四月,这是整个北极地鼠的冬眠过程。
从这个体温的变化中我们马上就看到两件很有可能会对人类冬眠也非常有意义的事情。第一,北极地鼠甚至可以把自己的体温降到零度以下,就是在这条曲线的右边从一月到四月这部分。换句话说北极地鼠的体温已经降到冰点以下。那么我们马上就可以问一个问题:既然降到冰点以下为什么北极地鼠没有结冰。大家知道结冰对于生物体来说是一个非常严重的事情,因为水变成冰体积会膨胀,我们所有的细胞都会被体积增大的冰给撑破、刺破,这对于冬眠来说是一个致命的问题。北极地鼠为什么可以避免这件事情?我们现在对于这个事情已经有一点点了解。比如说我们知道为什么北极地鼠的血液降到零度以下还不结冰,是因为它的血液中含有非常高浓度的糖和盐,这样的话北极地鼠的血液也就不会结冰了。这个就像大家可能知道一个现象叫“过冷”:比如冬天的时候洒水车为什么在冰点以下还可以继续洒水、除地上的冰,是因为它把盐撒在了冰上,这个时候水的结冰的点就会明显降低。这是第一点可能对人类冬眠很有提示的地方。
第二,大家可以看到在整个冬眠的过程中,北极地鼠的体温并不是一直在零度附近的。大概每隔半个月左右,它的体温就有一个短暂的回升,升到差不多四十度。我们现在其实还不是完全理解为什么北极地鼠要做这样的事。但是我们相信它一定有这样做的道理。现在有很多假说来解释这件事,其中之一是说长时间的冷冻对任何生物体,哪怕是北极地鼠这种冬眠专家来说都是不好的,因此为了保证它的肌体在长时间的低温中不会被冻坏,它需要周期性地短暂地回复体温,修补它的身体的器官,制造一些新的蛋白质,保证它的新陈代谢是能够正常进行的。这一点对于未来我们想要开发人类冬眠的技术来说可能也是至关重要的,因为从这一点上我们就知道如果把人一直冻在低温里,很有可能是没法实现人类的、健康的、可逆转的冬眠的。
当然,听了这个故事你可能又会问:你把一个小老鼠的冬眠研究得那么清楚,对人类可能也没什么帮助啊,因为老鼠和人在进化史上的区别还是非常大的。所以我要讲的第三个小事情是一个冬眠的灵长类。
大家知道它和人同属于灵长目,亲缘关系要比小老鼠近得多。这种比较萌的动物叫肥尾倭狐猴,看起来当然和人没有任何相似之处,但是它的亲缘关系还是非常接近人的。它是目前人类唯一知道的一种在天然条件下能够冬眠的灵长类动物。比较有趣的是这种动物并不是生活在北极圈或者南极圈里,它是生活在靠近热带的地方——马达加斯加岛上,所以它的冬眠听起来也有点可疑。
但实际上下面张图希望能够证明它的冬眠是毋庸置疑的。当马达加斯加进入冬天之后——当然马达加斯加冬天的气温差不多也有20—30度的样子——这种倭狐猴就可以进入冬眠。在进入冬眠之后,它的体温就可以随着当地昼夜的温差变化而变化,就是这条红线演示的。中午的时候温度最高,差不多有三十四五度;晚上温度最低,差不多有二十度左右的样子。这个红色就是它体温变化的曲线,和灰色的环境温度变化的曲线是完美地吻合的。换句话说,这种动物在进入所谓的冬眠之后,是不消耗任何能量来维持体温进行新陈代谢的。所以这个结果就告诉我们一件事:也许把人类这种处于进化树顶端的灵长类的动物进入冬眠期,并不是一个理论上完全不可能的事情。因为至少我们有一个近亲肥尾倭狐猴是可以冬眠的。
另外还有一个特别有趣的发现,就是这种倭狐猴有很多亲缘关系比较近的猴子。在这几种动物之中,肥尾倭狐猴的寿命是最长的,可以活到三十几岁,其它动物只能活十几岁。大家觉得它之所以能特别长寿的原因,就是因为它一年中有半年时间是在这种所谓的冬眠中度过的。这也给了我们一些信心:如果我们真的能把人类放入冬眠,那确实是可以有效地延长人类有限的生命。
如果有质疑精神的观众可能会问这样一个问题:你从虫子讲到猴子,所有的故事讲的都是天然状态下它本身就已经会冬眠的例子。我们把这些东西研究得再清楚,难道就能用那些知识把人放到冬眠里吗?我们又不可能为了星际远航制造出一些能够冬眠的转基因人来做宇航员。所以在这儿我想讲两个很小的故事,希望能部分地解答这个疑惑。
第一, 是一个小白鼠的故事。我们知道小白鼠是不会冬眠的,从出现这个物种到今天就没有出现过任何一次冬眠。
但是在2005年的时候,科学家在实验室里第一次诱导出了类似于冬眠的状态。他们把小白鼠关在一个很小的塑料饭盒里,然后给它吞非常低浓度的硫化氢气体。这个气体大家可能有人知道,就是一种鸡蛋腐烂之后散发出那种臭鸡蛋的气味,如果浓度特别高是有毒的。但是这组科学家发现,把非常低浓度的硫化氢吞给这个小鼠之后,会看到下图U形曲线展示的那样:这个小老鼠的体温会瞬间从正常条件下的四十度,降低到只有十五度左右的范围,而且可以持续长达六到八个小时。同时这些小老鼠对二氧化碳的消耗——换句话说,就是它新陈代谢的水平也降到了只有原来百分之二十左右,也可以持续大概六到八个小时。
这段时间结束之后,我们做了一系列的工作来验证这些小老鼠的健康状况。没有发现出现任何明显的健康问题。换句话说,这个实验证明,也许我们可以想出一些外在的环境的刺激因素,使得那些本来压根就不能冬眠的东西进入某种条件下的冬眠。既然小老鼠能这么做,也许人也可以这样做。
因为伦理和技术手段的限制,我们现在没有任何办法把真的人拿来做刚才我说的所有实验,研究哪种方法可以让人进入冬眠。但是有这样一个故事,我想留在这儿告诉大家。图上这位帅哥叫打越三敬,他是日本神户人。有一年秋天,他和朋友们到神户附近的风景名胜六甲山去踏青。在踏青回来的路上他擅自脱队,从一个悬崖上摔了下来,摔伤了脊椎。所以他没法自己呼救,也没法走回出发的地方。
当然接下来这部分是他的自述,我们不能保证百分之百真实。他说在经过了一天的饥饿之后,太阳晒在他身上他觉得暖洋洋的,不知不觉之中他就睡过去了。22天之后,一组人类的救援队在同样的山谷里发现了他。那个时候他的体温已经降到22度,基本上没有任何呼吸和心跳。但是经过医院的护理之后,他没有出现任何健康问题顺利出院了。换句话说,我们有理由相信在过去那22天被困在山谷里的时候,这个叫打越三敬的日本中年人有可能进入了一种类似于冬眠的新陈代谢率极低、对营养和氧气消耗极低的这么一个类冬眠的状态。
说老实话,打越三敬的例子是我能从主流媒体上找到的唯一一个我自己比较相信的人类冬眠的例子。这个例子也给了我很多信心,使得我相信也许有一天,我们真的可以把刚才我说的那些不管是虫子、小老鼠或者是猴子实验中得到的关于冬眠的研究成果,最终放在人身上用,激发出人类身体里那种可能存在的能让人进入冬眠的潜能,利用冬眠来实现我们对时间和空间的跨越。这是我要讲的第一个故事。
长生不老是另外一个科幻意义上可以帮助我们跨越时空的方法。我们如果能让宇航员从不衰老,或者让宇航员从活七十岁八十岁,变得活两百岁三百岁、两千岁三千岁,那么宇航员驾驶的宇宙飞船当然就可以带领人类走到更远的宇宙边疆去了。不过首先我得泼一番冷水:长生不老这个话题,很有可能在人类已知的生物学理论框架上不可能像冬眠实现得那么彻底。因为如果我们仅仅看地球生物圈上生物的寿命,会发现有非常大的差别。
下面展示给大家的是两种生物,左边这个小虫子叫蜉蝣,大家可能听说。这种动物羽化成为成虫之后,一般只有几个小时到一两天的寿命。因为它的成虫既不能吃东西也不能消化东西,它生存的唯一目的就是繁殖后代。右边展示的是一种叫北美颤杨的植物。一棵北美颤杨可以通过地下根繁殖出整整一片森林来,目前推测这种颤杨最多可以活六到八万年。
这两种生物一对比大家会发现,就像一开始我们那个对比一样,仅仅是在地球生物圈里,不同生物的理论寿命之间的差别可以大到八到九个数量级。这个数量级的差别告诉我们一件事:寿命这个东西大概是生物的一个内在属性,它是漫长进化史形成的,我们不太可能通过改变环境、改变生活习惯或者吃两个药片就把它提高几个数量级。这个可能性应该是非常小的。但这也不意味着对于寿命,或者说对于长生不老我们不能做任何事情。有一个例子可以展示给大家看。
现在人类生物学的研究告诉我们,比较确凿无疑的可以显著延长寿命的方法可能只有这一个:少吃。这是一个从最简单的酵母,到比较复杂一点的虫子和果蝇,再到更复杂的小老鼠和猴子,甚至到人都有可能存在的一个延长寿命的机理。
这个图里展示的是2014年威斯康辛大学的一个研究成果。在这个图里关了两只猴子,大家可能很明显就看出来哪只猴子比较健康。左边正在爬来爬去的猴子,不管是从毛发的光泽度、脸上的褶皱甚至从它的眼神,大家都可能觉得它明显要年轻健壮得多。而右边这个猴子明显就是老态龙钟,可能已经进入老年期了。其实两个猴子年龄差不多。左边那个猴子是27岁,右边那个猴子29岁。它俩的区别是,和右边那个猴子比,左边这个猴子在生活史上一直仅仅吃到七分饱。当然作为一个生物学家我必须得强调,关于少吃是不是真能长命这个事情,在人类社会里还没有做最严格的那套实验,我们现在知道比较确凿的最高级的动物就是猴子。
如果我们确凿无疑地知道少吃能长命,就可以有这样一个假设:少吃之所以能长命,是因为它影响了我们身体里某些基因、某些蛋白质的功能,最终导致长命这件事;所以如果我们能够更好地理解少吃是通过什么样的生物学基础使得我们长命,我们就可以设计其他的方法绕开少吃这件事,直接实现长命了。
举两个简单的例子给大家。第一个例子还是跟虫子有关。在这个图里我们展示的是两种虫子,两种虫子都是差不多二十天。第一个图里虫子是正常的虫子,基本上没有任何挪动的痕迹,已经在等死的状态。第二张图中这个虫子,至少从运动轨迹上看应该还是生龙活虎的比较年轻比较高兴的状态。为什么是这样?因为它身上携带了一个基因的突变型,这个基因是和胰岛素的合成有关系的。这个事情为什么和少吃有关系?因为我们已经知道少吃之所以能够延长寿命,是和我们体内的胰岛素的蛋白质的功能和活性有关系的。所以这个例子就告诉我们,如果我们真的能够理解少吃为什么长寿,就可以有意识地改变动物甚至是人类的基因组,使得动物和人可以有效地延长寿命。
当然你可能说在人身上做遗传操作有悖伦理,那么还有一个可能更聪明一点的方法是,我们也许可以设计一些药物,改变这些能够和长寿相关的蛋白质和基因的功能和活性,在体内模拟出少吃的状态,使得我们能活得更长一点。这个还已经真的不是天方夜谭了。我所说的寻找“长寿仙丹”的任务,已经基本上在我们身边发生了。
下面这个图上说到的是两种小分子的药物。第一种,大家如果对糖尿病比较熟悉很有可能听说过它。它的名字叫二甲双胍,是目前全球糖尿病人的一线首选用药,可能全球每天都有几亿人在常规吃这个药物保持健康。因为它是治疗糖尿病的,它的作用机理显然是和胰岛素相关的。而我们已经知道,胰岛素是和少吃导致长寿的这个过程相关的,因此就有很多人猜测,如果给健康人吃这种治疗糖尿病的药物,是不是就可以有效地延长寿命。这个已经不是科幻,已经在现实中发生。目前已经有几个临床实验在招募健康人,让他们定期服用二甲双胍这种药物,看看是不是可以有效地延长他们的寿命。
第二种药物看起来结构要复杂很多,它的名字叫雷帕霉素,听起来也要比二甲双胍小众很多。它是一个用在器官移植的病人身上的一个免疫抑制剂,可以有效地抑制器官排斥。雷帕霉素是在真菌里发生的一种药物,人们发现它也可以影响另外一种能够响应少吃使动物多活一段时间的一个蛋白质。
以此类推,大家也会猜测如果我们吃了这种药物之后,是不是也可以活得更长一点。我们目前已经有足够的证据证明,在一些比较大的动物比如说大鼠身上,如果服用这种药物之后,确实可以让这种动物多活大概10%到20%。对于人来说,这已经是一个非常显著的提升了。而且更妙的是,这种药的一个好处是我们不需要从出生那天开始吃,从衰老的那天开始吃也许就可以实现寿命的提高。至少从大鼠的实验来看我们可以推导出这么一个结果。所以在可预见的将来,这个药也会进入人的临床试验。我们可以看到它在健康的人身上是不是也可以有效地帮助我们提高寿命。
我想讲的基本上就是这么两个小故事,一个和冬眠相关,一个和长生不老相关。我希望讲完这两个故事之后能告诉大家的信息是:宇宙的半径是四百六十亿光年,这和人类的寿命之间的鸿沟还是非常非常大,大概有八到九个数量级。但是至少在我们周围已经发生了一些科学进展和科学发现,能够一点一滴地但是坚定不移地帮助我们弥合这两个巨大的数量级的差异的鸿沟,最终有一天可以实现把人类送向星际远航,送向人类社会最后的远方。
最后我想用一句话灌点鸡汤来结束我的报告:虽然我们的生活不能没有苟且,但是科学可以带我们到远方。我也希望在座的所有人,可以和科学一起到最后的远方。