人體有趣小知識(shí)——制造一個(gè)人要花多少錢（轉(zhuǎn)載）

200074

“多像個(gè)天神!”
                   ——威廉·莎士比亞，《哈姆雷特》
      
          很久以前，還在美國念初中的時(shí)候，我記得生物老師教過，構(gòu)成人體的所有化學(xué)物質(zhì)，花上差不多5美元，就可以在五金店買到。我不記得實(shí)際的數(shù)目了，可能是2.97美元，也可能是13.5美元，反正即使是放在20世紀(jì)60年代，那也是筆小錢。我還記得當(dāng)時(shí)自己大吃一驚：居然只要花這幾個(gè)錢，就能造出一個(gè)像我這樣滿臉疙瘩的懶家伙？

            這件事讓人深感丟臉，以至于這么多年我一直難以忘懷。問題是：這是真的嗎？我們真的只值這么點(diǎn)錢嗎？
            
            許多權(quán)威人士(你或許可以把這里的“權(quán)威人士”解讀為“星期五都沒人可約會(huì)的科學(xué)系本科生”)嘗試過許多次(主要是為了好玩)，計(jì)算構(gòu)建一個(gè)人要花上多少材料費(fèi)。近年來最值得尊敬、最全面的一個(gè)嘗試，或許來自皇家化學(xué)學(xué)會(huì)。它在2013年的劍橋科學(xué)節(jié)上，計(jì)算了構(gòu)建演員本尼迪克特·康伯巴奇(Benedict Cumberbatch)必需的所有元素要花多少錢。(那一年，康伯巴奇是科學(xué)節(jié)的客座導(dǎo)演，用起來正趁手，而且他也算是個(gè)有著典型體格的人類。)

             總的來說，根據(jù)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的計(jì)算 ，構(gòu)建一個(gè)人需要59種元素。其中6種——碳、氧、氫、氮、鈣和磷——占了我們身體的99.1％，其余的大部分元素都有點(diǎn)出人意料。沒有體內(nèi)的鉬，或者釩、錳、錫和銅，誰會(huì)想到我們不完整呢？必須說的是，我們?nèi)祟悓?duì)部分元素的需求量其實(shí)非常少，只能以百萬分之幾，甚至十億分之幾來度量。例如，身體中每出現(xiàn)999,999,999又1/2個(gè)其他所有原子，其中就只有20個(gè)鈷原子
和30個(gè)鉻原子。

              人體里最多的成分是氧，占可用空間的61％。所以說，幾乎2/3的我們是由這種無味氣體組成的，這似乎有點(diǎn)違反我們的常識(shí)。我們之所以不像氣球那么輕盈有彈性，原因是氧大多跟氫相結(jié)合(氫占了你的另外10％)，構(gòu)成了水——而水，重得嚇人，如果你曾試過搬動(dòng)一個(gè)兒童戲水盆，或是穿著完全濕透的衣服走過路，你就一定會(huì)知道水有多沉。自然界中最輕的兩種東西——氧和氫——組合成了一種很重的東西，這個(gè)事實(shí)不免讓人覺得有些諷刺，但這就是你作為人的本質(zhì)。氧和氫也是你體內(nèi)較為廉價(jià)的兩種元素。假設(shè)你的體形跟本尼迪克特·康伯巴奇相當(dāng)，你體內(nèi)的氧價(jià)值8.90英鎊，氫價(jià)值16英鎊多一點(diǎn)。你里面的氮(占2.6％)單價(jià)更高，但按體內(nèi)的含量，僅值27便士。但之外的一切就相當(dāng)昂貴了。

              根據(jù)英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的數(shù)據(jù)，你需要大約30磅的碳，這將花費(fèi)44,300英鎊(對(duì)各種元素，他們只用純度最高的那種。英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)可是不會(huì)用便宜貨來造人的)。鈣、磷和鉀，雖然需要的量極少，但它們會(huì)讓你的價(jià)值再增加47,000英鎊。其余的大多數(shù)元素，每單位體積的價(jià)值更加昂貴，好在你只需要很微小的分量。釷的價(jià)格差不多是每克2000英鎊，但因?yàn)樗粯?gòu)成了你的0.0000001％，所以，按你的身體所需，你用21便士就能買到。你需要的所有錫，價(jià)值4便士，而鋯和鈮只花你2便士。0.000000007％的你是釤，但它顯然都不值得你花錢，在皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的賬本上，它的登記費(fèi)用是0.00英鎊!

              在我們體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的59種元素里，有24種傳統(tǒng)上被稱為“基本元素”，因?yàn)槲覀儧]了它們真的不行。其余的則好壞參半：有些顯然是有益的；有些興許有益，但我們說不準(zhǔn)是哪些方面有益；其他的既不有害也不有益，只是搭了個(gè)便車；只有極少的幾種是徹底的壞家伙。例如，鎘是體內(nèi)最常見的第23種元素，占你體重的0.1％，但毒性嚴(yán)重。我們擁有它不是因?yàn)樯眢w渴望它，而是因?yàn)樗ㄟ^土壤進(jìn)入了植物，而我們吃植物時(shí)也順便攝入了它。如果你住在北美，你可能每天會(huì)攝入大約80微克的鎘，它對(duì)你可沒有半點(diǎn)好處。

                 人體在元素水平上的絕大部分運(yùn)作方式，都是我們至今仍在研究的課題。把你體內(nèi)幾乎所有的細(xì)胞抽出來，它們還包含100多萬個(gè)硒原子，但不久之前，還沒有人知道硒原子的用途。我們現(xiàn)在知道，硒能制成兩種重要的酶 ，高血壓、關(guān)節(jié)炎、貧血、某些癌癥都與缺少硒有關(guān)，甚至還可能使精子數(shù)量減少。因此，為體內(nèi)加入一些硒(堅(jiān)果、全麥面包和魚類中的硒很豐富)是個(gè)好主意，但要是攝入過多，你的肝臟會(huì)受到無可挽回的毒害 。跟生活中的大部分事情一樣，找平衡是一樁微妙的活計(jì)。

                總的來說，按皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的說法，構(gòu)建一個(gè)全新人類的全部成本(以親切的本尼迪克特·康伯巴奇為樣板)是個(gè)非常精確的數(shù)字：96,546.79英鎊。當(dāng)然，勞動(dòng)力和增值稅會(huì)進(jìn)一步提高成本。用不到20萬英鎊換一個(gè)能帶回家的本尼迪克特·康伯巴奇，應(yīng)該是個(gè)很合理的價(jià)格——考慮到方方面面的情況，這不能算一筆大錢，但顯然比我初中老師說的區(qū)區(qū)幾美元要貴多了。據(jù)說，2012年，美國電視網(wǎng)PBS在老牌科學(xué)節(jié)目《新星》(Nova)里 播出了名為《尋找元素》(Hunting the Elements)的一集，做了一項(xiàng)和英國皇家化學(xué)學(xué)院完全相同的研究，計(jì)算出人身體內(nèi)基本組成要素的總價(jià)值是168美元。這說明了一個(gè)隨著本書的推進(jìn)會(huì)變得越發(fā)明顯的觀點(diǎn)：有關(guān)人類身體的各種細(xì)節(jié)，往往都十分不確定。

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當(dāng)然，這其實(shí)并不重要。無論你花多少錢，也不管你怎么精心地裝配材料，你都沒法用這些材料造出一個(gè)人來。你可以把現(xiàn)在在世或者已經(jīng)去世的所有最聰明的人都召集在一起，賦予他們?nèi)祟愔R(shí)的總和，他們也沒法制造出哪怕一個(gè)活體細(xì)胞，更別說復(fù)制出本尼迪克特·康伯巴奇了。

                 毫無疑問，最叫我們震驚的事情是：我們只是一堆惰性成分，就跟你在一堆泥土里找到的東西一樣。這里不妨再說一遍：構(gòu)成你的元素唯一特殊的地方，就在于它們構(gòu)成了你。這是生命的奇跡。


                在這顫悠悠的溫暖肉體里，我們延續(xù)著自己的存在，而且將之視為理所當(dāng)然。我們中有多少人知道脾臟在哪兒，它是干什么的？哪怕只知道個(gè)大概也行。肌腱和韌帶之間的區(qū)別是什么？我們的淋巴結(jié)是做什么的？你認(rèn)為自己一天里會(huì)眨多少次眼睛？500次？1000次？顯然，你一點(diǎn)兒概念也沒有。聽好了，你每天眨眼14,000次 ——相當(dāng)于你在清醒的一天里閉著眼長(zhǎng)達(dá)14分鐘。然而，你從來沒想過這件事，因?yàn)槊恳惶斓拿恳幻耄愕纳眢w都承受著次數(shù)幾乎無法量化的任務(wù)：1015 次、1030 次、1048 次、1063次(a quadrillion，a nonillion， a quindecillion，a vigintillion，這些都是真實(shí)存在的尺度)。在你根本來不及注意的一瞬間，發(fā)生了數(shù)量大得超乎你想象的事情。

                   在一秒之間，或者說，就在你開始讀這句話之后，你的身體已經(jīng)制造了100萬個(gè)紅細(xì)胞。它們?cè)谀阒苌盹w馳，在血管里穿梭，維持你的生命。每一個(gè)紅細(xì)胞都會(huì)在你身體里游蕩差不多150,000次，不停地向你的細(xì)胞輸送氧氣，接著磨損毀壞，把自己交給其他的細(xì)胞，為了你的更大利益，它們靜悄悄地被殺死。

            要制造出一個(gè)你，總共需要7000億億億(7,000,000,000,000,000,000,000,000,000或7×1027  )個(gè)原子。沒有人能說出為什么這7000億億億個(gè)原子這么迫切地渴望成為你。說到底，它們是無意識(shí)的粒子，它們自己沒有任何想法或概念。然而，不管怎么說，在你存在的時(shí)間長(zhǎng)度里，它們將建造、維護(hù)數(shù)不清的必要系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，讓你哼哼作響，讓你成為你，賦予你形狀和相貌，讓你享受到一種稀罕而又極為愉悅的狀態(tài)，而這種狀態(tài)就叫作“生命”。

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這是一份你根本意識(shí)不到的龐大的任務(wù)。倘若把你拆解開來，你無比巨大。把你的肺攤開，能覆蓋一座網(wǎng)球場(chǎng)，肺里的呼吸道能從倫敦延伸到莫斯科。把你所有血管的長(zhǎng)度加起來 ，可繞地球兩圈半。意義最深遠(yuǎn)的部分是你的DNA。你的每一個(gè)細(xì)胞中包含著1米多長(zhǎng)的DNA，如果你把體內(nèi)所有的DNA搓成 一根細(xì)細(xì)的線，它能延伸100億英里，比從地球到冥王星的距離還遠(yuǎn)。想一想這件事吧，光靠你自己就足夠離開太陽系了。從字面意義來看，你就是宇宙。

            但你的原子僅僅是積木塊，它們本身并不是活的。生命是從什么地方開始的，這不大容易說明白。生命的基本單位是細(xì)胞——人人都同意這一點(diǎn)。細(xì)胞里充滿了各種忙忙碌碌的東西：核糖體和蛋白質(zhì)、DNA、RNA、線粒體，還有其他大量微觀層面上的神秘東西——但它們本身無一是活的。細(xì)胞本身僅僅是一個(gè)隔間，一個(gè)容納上述種種的小房間 ，它本身沒有生命，就跟其他所有的房間一樣。然而，天知道怎么回事，所有這些東西聚攏到一起，你就擁有了生命。這是科學(xué)無法解釋的部分。我有點(diǎn)兒希望它永遠(yuǎn)保持這種神秘狀態(tài)。
            
            最值得注意的地方是，細(xì)胞中的任何東西都不行使掌控之責(zé)。細(xì)胞的每一個(gè)組成部分都響應(yīng)著來自其他部分的信號(hào)，這些信號(hào)就像許多輛碰碰車一樣碰撞反彈，但不知道怎么的，當(dāng)細(xì)胞與你個(gè)體宇宙不同部位的其他細(xì)胞進(jìn)行溝通時(shí)，在細(xì)胞之間，也在人的整個(gè)身體之間，這些隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了平穩(wěn)、協(xié)調(diào)的動(dòng)作。

            細(xì)胞的核心是細(xì)胞核。它包含了細(xì)胞的DNA——我們已經(jīng)提到過，一米長(zhǎng)的DNA，蜷縮進(jìn)了一個(gè)可以合理地稱之為“無窮小”的空間。這么多DNA能縮在細(xì)胞核里的原因是，它非常細(xì)。200億股DNA并排起來 ，才頂?shù)蒙先祟愖罴?xì)的頭發(fā)那么粗。你身體里的每個(gè)細(xì)胞(嚴(yán)格來說，每個(gè)帶有細(xì)胞核的細(xì)胞)都有兩份DNA拷貝。這就是為什么光靠一個(gè)你，就足夠擴(kuò)展到冥王星甚至更遠(yuǎn)的太空去。

               
           DNA只為了一個(gè)目的而存在——?jiǎng)?chuàng)造更多的DNA。簡(jiǎn)單地說，你的DNA就是一本制造你的指導(dǎo)手冊(cè)。就算沒學(xué)過生物學(xué)，你也肯定從無數(shù)個(gè)電視節(jié)目里聽說過，DNA分子由兩條梯級(jí)相連、呈著名雙螺旋形狀的長(zhǎng)鏈構(gòu)成。一段DNA可分為名叫染色體的片段及名為基因的較短單位。你所有基因的總和就是基因組。

              DNA非常穩(wěn)定，可以延續(xù)數(shù)萬年。如今，靠著DNA的穩(wěn)定特點(diǎn)，科學(xué)家們得以演算出遙遠(yuǎn)過去的人類學(xué)。你現(xiàn)在擁有的東西，大概沒有哪一件——不管是信件、珠寶，還是珍貴的傳家寶——到了1000年之后還存在，但只要有人肯費(fèi)心尋找，你的DNA幾乎肯定存在，而且可以恢復(fù)。DNA以非凡的保真度傳遞信息。它每復(fù)制10億個(gè)字母只產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤。即便按照這樣的精確度運(yùn)行，每次細(xì)胞分裂大概也會(huì)出現(xiàn)三個(gè)錯(cuò)誤或突變。身體可以忽略大多數(shù)的突變，但偶爾，突變也會(huì)帶來持久的影響。這就是演變(evolution)。

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點(diǎn)開前可激動(dòng)以為真的可以造一個(gè)人幫我寫作業(yè).....

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