数学证明，战胜衰老是不可能的

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尽管衰老是生命不可分割的一部分，可是仍无法阻止人们努力停止这一过程的步伐。

不幸的是，这些尝试可能是徒劳无功的。亚利桑那大学的研究人员已经证明，从数学角度看，像人类这样的多细胞生物是不可能阻止衰老的。

“从数学角度看，衰老是不可避免的，也可以说是，非常难阻止的。不管从逻辑角度、理论角度还是数学角度来说都一样。”亚利桑那大学生态学和进化生物学教授乔安娜.马瑟尔（Joanna Masel）表示。

马瑟尔和亚利桑那大博士后研究员保罗·纳尔逊（Paul Nelson）于《美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）》上发表了《多细胞衰老的必然性与细胞间竞争（Intercellular Competition and Inevitability of Multicellular Aging）》该论文，就数学与衰老这两方面对他们的发现进行了概述。

按照当前人们对衰老其演化过程的理解看来，只要科学能找出办法从完美的生物体之间做出选择，衰老还是可以停止的。我们可能采用的一个方法就是利用细胞之间的竞争，消除与老化（aging）相关的功能减退（poorly functioning）的“行动迟缓”的细胞，并且保持其他细胞的完好无损。

然而，马尔斯和尼尔森表示，解决起问题来可没这么简单。

尼尔森解释道，在细胞水平（cellular level）上，随着人逐渐衰老，会出现两个问题。一个是细胞生长速度缓慢下来，并且开始丧失功能，比方说，你的头发细胞停止生成色素。另一个则是，有些细胞开始加快其生长速度，该现象可以导致肿瘤细胞的形成。研究人员表示，在一定程度上，随着我们年龄的增长，我们体内都会倾向于出现癌细胞，即便这些癌细胞并没引起什么症状。

马瑟尔和尼尔森发现，纵使自然选择十分完美，衰老依旧会发生，因为在细胞老老实实竞争的同时，癌细胞往往会作弊。

“随着你不断变老，你的大多数细胞会逐渐减少，它们会丧失功能，并且停止生长，”尼尔森（该研究的第一作者）表示，“但是你的某些细胞却以疯狂的速度生长。我们可以看到，这里形成了一个进退两难的局面。假如你摆脱了那些功能减退而行动缓慢的细胞，那么癌细胞也就可以扩散开来；但是假如你摆脱了癌细胞又或是放缓了癌细胞的生长速度，那么这些行动缓慢的细胞就又继续积聚起来。你在让这些行动缓慢的细胞继续积聚又或是允许癌细胞扩散之间左右为难，两者只能取其一，而且你也不能同时选择两者。

尼尔森表示，尽管死亡是人类生命中一个无可争议的事实，研究者还是用一个数学方程式解释了为什么衰老是“无可争议的真理”以及“多细胞的固有属性”。

“毫无疑问，我们都将死去。很多事情一目了然，因为它们于我们而言如此熟悉。但是说真的，为什么我们会衰老呢？我们试图给出理由。”马瑟尔说道（马瑟尔同样在亚利桑那大学的研究生跨学科项目教授应用数学）。

“人们已经从‘为什么自然选择没有停止衰老’的角度去思考人会发生衰老的原因。”他们问这个问题其实还有这么层意思，就是其实不老化（non-aging）是可能的，那么为什么我们还没进化到这个阶段呢？我们的说法是，这不是我们还有没有进化到这个阶段的问题；而是不老化能不能通过自然选择或别的其他方式达成的问题，而不老化是不会通过自然选择或别的方式达成的。”马瑟尔表示。

最后，随着时间的推移，万物终究归为尘土，从数学角度看——试图修复它们会让事情变得更糟。

“你可以延缓衰老，但你不能阻止它。”马瑟尔表示，“我们可以提供数学证明，证明为什么不可能解决这两个问题。你可以解决一个问题，但你同时会被另一个问题困住。随着时间的推移，事情会变得更糟（不管是只是其中一个问题还是两个问题）；要么你所有的细胞都会继续衰老，要么你就等着得癌症吧。而其根本原因是，万物终究会归为尘土。不管你有多努力试着阻止它们破灭，你都是做不到的。”

正如尼尔森所说：“（衰老）只是身为多细胞生物所必须经历的一件事罢了。”

 

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编辑：梁嘉祺  校审：黄珊

参考：

https://phys.org/news/2017-10-mathematically-impossible-aging-scientists.html

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