數學證明，戰勝衰老是不可能的

　　2017-11-03 13:35

　　儘管衰老是生命不可分割的一部分，可是仍無法阻止人們努力停止這一過程的步伐。

　　不幸的是，這些嘗試可能是徒勞無功的。亞利桑那大學的研究人員已經證明，從數學角度看，像人類這樣的多細胞生物是不可能阻止衰老的。

　　

　　「從數學角度看，衰老是不可避免的，也可以說是，非常難阻止的。不管從邏輯角度、理論角度還是數學角度來說都一樣。」亞利桑那大學生態學和進化生物學教授喬安娜.馬瑟爾（Joanna Masel）表示。

　　馬瑟爾和亞利桑那大博士后研究員保羅·納爾遜（Paul Nelson）於《美國國家科學院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）》上發表了《多細胞衰老的必然性與細胞間競爭（Intercellular Competition and Inevitability of Multicellular Aging）》該論文，就數學與衰老這兩方面對他們的發現進行了概述。

　　按照當前人們對衰老其演化過程的理解看來，只要科學能找出辦法從完美的生物體之間做出選擇，衰老還是可以停止的。我們可能採用的一個方法就是利用細胞之間的競爭，消除與老化（aging）相關的功能減退（poorly functioning）的「行動遲緩」的細胞，並且保持其他細胞的完好無損。

　　然而，馬爾斯和尼爾森表示，解決起問題來可沒這麼簡單。

　　尼爾森解釋道，在細胞水平（cellular level）上，隨著人逐漸衰老，會出現兩個問題。一個是細胞生長速度緩慢下來，並且開始喪失功能，比方說，你的頭髮細胞停止生成色素。另一個則是，有些細胞開始加快其生長速度，該現象可以導致腫瘤細胞的形成。研究人員表示，在一定程度上，隨著我們年齡的增長，我們體內都會傾向於出現癌細胞，即便這些癌細胞並沒引起什麼癥狀。

　　馬瑟爾和尼爾森發現，縱使自然選擇十分完美，衰老依舊會發生，因為在細胞老老實實競爭的同時，癌細胞往往會作弊。

　　「隨著你不斷變老，你的大多數細胞會逐漸減少，它們會喪失功能，並且停止生長，」尼爾森（該研究的第一作者）表示，「但是你的某些細胞卻以瘋狂的速度生長。我們可以看到，這裡形成了一個進退兩難的局面。假如你擺脫了那些功能減退而行動緩慢的細胞，那麼癌細胞也就可以擴散開來；但是假如你擺脫了癌細胞又或是放緩了癌細胞的生長速度，那麼這些行動緩慢的細胞就又繼續積聚起來。你在讓這些行動緩慢的細胞繼續積聚又或是允許癌細胞擴散之間左右為難，兩者只能取其一，而且你也不能同時選擇兩者。

　　尼爾森表示，儘管死亡是人類生命中一個無可爭議的事實，研究者還是用一個數學方程式解釋了為什麼衰老是「無可爭議的真理」以及「多細胞的固有屬性」。

　　「毫無疑問，我們都將死去。很多事情一目了然，因為它們於我們而言如此熟悉。但是說真的，為什麼我們會衰老呢？我們試圖給出理由。」馬瑟爾說道（馬瑟爾同樣在亞利桑那大學的研究生跨學科項目教授應用數學）。

　　「人們已經從『為什麼自然選擇沒有停止衰老』的角度去思考人會發生衰老的原因。」他們問這個問題其實還有這麼層意思，就是其實不老化（non-aging）是可能的，那麼為什麼我們還沒進化到這個階段呢？我們的說法是，這不是我們還有沒有進化到這個階段的問題；而是不老化能不能通過自然選擇或別的其他方式達成的問題，而不老化是不會通過自然選擇或別的方式達成的。」馬瑟爾表示。

　　最後，隨著時間的推移，萬物終究歸為塵土，從數學角度看——試圖修復它們會讓事情變得更糟。

　　「你可以延緩衰老，但你不能阻止它。」馬瑟爾表示，「我們可以提供數學證明，證明為什麼不可能解決這兩個問題。你可以解決一個問題，但你同時會被另一個問題困住。隨著時間的推移，事情會變得更糟（不管是只是其中一個問題還是兩個問題）；要麼你所有的細胞都會繼續衰老，要麼你就等著得癌症吧。而其根本原因是，萬物終究會歸為塵土。不管你有多努力試著阻止它們破滅，你都是做不到的。」

　　正如尼爾森所說：「（衰老）只是身為多細胞生物所必須經歷的一件事罷了。」