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量子世界:原生动物、三体人和人体休眠之谜

时间:2023-09-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:原生动物中有一个类群叫纤毛虫,草履虫就是其代表动物之一。三体人随时可以将自己体内的水分完全排出,变成干燥的纤维状躯体,以躲过完全不适合生存的恶劣环境。这两点特质表现出了与原生动物纤毛虫的极高相似度。在原生动物学研究中,把包囊称为休眠细胞,把这一生理过程称为休眠和解脱休眠。这种应对生存危局的方式似乎也应归属于休眠。

量子世界:原生动物、三体人和人体休眠之谜

说起原生动物,人们可能感觉比较陌生,但是如果说起草履虫,很多人可能就耳熟能详了。所谓的原生动物,是一类由一个细胞构成的动物,但是这个细胞的复杂程度是多细胞动物的一个细胞所不能比拟的,它含有各种功能性的“小器官”,因此能进行相似于多细胞动物的运动、摄食、消化、生殖等全部生命活动。

光学显微镜下的草履虫 

虽然名为动物,但是原生动物体积非常微小,大多以微米计,肉眼是看不到的。原生动物中有一个类群叫纤毛虫,草履虫就是其代表动物之一。记得读大学时老师讲过一个事例,说是有中学教师见惯了硕大的草履虫教学挂图,从未见过实物,因此对其体积产生了误判,觉得至少应该有鲤鱼大小,于是提着水桶来实验室讨要标本:“老师,请送我两只草履虫。”

之所以想到原生动物,是因为近来再次研读科幻小说《三体》,貌似又有新的发现:刘慈欣先生构设的三体人,在一些生理特质上表现出了与原生动物极大的相似度,如果这种构设不是完全来自作者天马行空的想象,那么或许可以判定其在电力工程师、科幻作家、网络游戏玩家之外的另一个标签——原生动物学爱好者?

《三体》以距离太阳系最近的恒星——半人马座α星为故事背景,描述了居于该星系一颗行星上的“三体文明”所经历的生存窘境:受三颗无规则运行的恒星——“太阳”影响,三体行星时而面临严寒、时而经受酷热,时而化为焦土,无遮蔽的一切生命将灰飞烟灭。该文明就在“恒纪元”与“乱纪元”的交错中历经毁灭与重生的两百余次轮回。

根据小说描述,与生存危局相适应,三体人进化出了两点特质。其一,“脱水功能”。三体人随时可以将自己体内的水分完全排出,变成干燥的纤维状躯体,以躲过完全不适合生存的恶劣环境。并且此过程是可逆的,在环境改善之后,只要经过加水浸泡过程,纤维状躯体又会还原。其二,特殊的“生殖方式”。根据书中设定,三体人的寿命一般在七十万至八十万个“三体时”,衰老、失去工作能力者将被强制脱水,然后付之一炬。“逃脱这种命运的唯一途径是与一名异性组合。这时,构成他们身体的有机物质将融为一体,其中三分之二的物质将成为生化反应的能源,使剩下的三分之一细胞完成彻底的更新,生成一个全新的躯体;之后这个躯体将发生分裂,裂解为三至五个新的幼小生命,这就是他们的孩子,他们将继承父母的部分记忆,成为他们生命的延续,重新开始新的人生。”

这两点特质表现出了与原生动物纤毛虫的极高相似度。首先来说,一些种类的纤毛虫在生命活动受到阻碍的时候,往往发生形成包囊的过程(从外观上看是变成一个小球体)。在此过程中个体由活动状态变为静止,细胞团缩化并逐渐失去某些结构,尽可能地把细胞质内的水分排到体外,细胞质因此变得非常致密,同时分泌物质形成外壁——包囊壁。与三体人一样,纤毛虫形成包囊一般与栖息环境的变化,或与其本身生理状态的转变有关,环境温度的突然变化、食物不足是形成包囊的主要原因。在生存条件得到改善的情况下,比如获得了温度和pH适宜、氧气充足的液体环境等,一般会引起解脱包囊过程。在原生动物学研究中,把包囊称为休眠细胞,把这一生理过程称为休眠和解脱休眠。对照刘慈欣先生的摹想,可发现把这些名词迁移到三体人身上无疑也很合适。

其次,纤毛虫普遍发生称作“接合生殖”的有性生殖过程。在这一过程中,符合接合条件的两个个体以局部或全部身体结合在一起,成为接合对,并进行核的交配、受精、分裂以及细胞质融合等过程,然后接合对分开,成为两个全新的年青生命体。在这全部过程中,新个体是在消耗老个体的基础上产生的,而且不必经历类似高等动物的育雏、哺乳等阶段,甫一出生,其运动、摄食等能力就优于亲体。从小说来看,三体人幼小生命的诞生建立在父母死亡的基础上,无疑也不需要哺乳抚育,并且一出生就继承了父母的部分记忆,这种原始的生殖方式反而极大地提升了其应对生存危局的能力。(www.xing528.com)

与三体人相对应,关于地球上的最高等动物人类如何应对生存危局,小说中也给出了回答——同样是休眠,但是需要借助技术手段。患不治之症想去未来求医,或者想要跨越当前的生存危局而寄希望于未来,甚至想要应援未来者,都可以借助特殊的冷冻设备进入休眠,时间跨度至少可达数百年。

在我国古代神话小说中,也有关于人类如何应对生存危局的类似摹想,比如说《西游记》中提到了“定颜珠”。书中有两处涉及,分别是唐僧的生父陈光蕊和乌鸡国王,两者均因落水而亡,身体均由龙王用至宝“定颜珠”定住而不损坏,在机缘合适时获得了重生。这种应对生存危局的方式似乎也应归属于休眠。

科学角度讲,所谓的休眠,实质上是某些动物适应环境,以维持生存的一种独特生理过程。在自然界环境恶化,并由此而引起食物或水缺乏时,某些动物出现活动减弱、不食少动、处于昏睡状态的生理现象。处于休眠状态的动物呼吸和心率减慢、体温降低、反射活动和基础代谢率下降,总之一切生命活动都降至最低限度,仅仅依靠体内贮存的物质来维持生命。

近来许多媒体报道了关于中国首例冷冻人的新闻,并由此引发了众多关于法律伦理方面的争论。实质上这种争论有些为时过早,因为目前人体冷冻是可以做到的,在技术上是指在极短的时间内,将人体冷冻到零下196摄氏度,寄希望于在未来能通过先进的医疗科技将其解冻后复活。但是从当前的冷冻技术来看,当人体温度降到零下5摄氏度时,细胞内的水分就会冻结并形成冰晶,这些冰晶会穿透细胞膜,导致严重的组织损伤。就是说在冷冻过程中构成人体的基本单位就已经遭受了严重损伤,遑论将人体完好无损地唤醒并恢复正常功能。因此目前这种技术在很大程度上应归属于储藏范畴,尚不能说是休眠。

如果人体休眠技术成真,将会带来什么?我们可以对此展开无尽的想象。记得当时阅读《三体》中关于休眠的情节时,最触动心弦的是这样两句话:“人体休眠使人实现了时间上的直立行走。”“如果千秋功罪真有人评说,现在已经可以派一个人去解释岁月造成的误会。”从这个角度看,如果美梦成真,那么不仅解释历史造成的误会能延伸到现实世界,而且历史也会因此不再成谜,不再是任人妆扮的小姑娘,这无疑让人充满期待。

(本文发表于《中国科学报》2017年8月25日)

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