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癌症背后的物理学基础是什么?

来源:百家号 蛋壳花生 浏览 709 次 发布时间:2022-09-13

人为什么会得癌症?宏观层面的原因是细胞复制时有极小的概率会出错,出错的新生细胞又有极小的概率逃过人体免疫系统的扫荡活下来。

这些活下来的细胞各种各样,你可以把它理解成一个国家里的革命者。


有的革命者虽然逃过了一开始的追杀,但是也活不了多久,最终会被消灭。


而有的革命者则一不小心再次变异,变聪明了,打入了当地政府内部,获得了给养,于是就成为了肿瘤。


但是这时候肿瘤依然是良性的,当有一天给养出现问题,或者政府大军回过神来,他们也会被浇灭。


他们现在只是暂时的和平。


直到有一天,革命者里再次出现变异,出现了更牛逼的人,正式打通了全国转移的能力,这时候癌细胞也就意味着全身转移了,也就是所谓的晚期。


从出生,也就是第一次变异出错,到最后征战全国最终灭掉人体,站在癌细胞的角度需要很多次的偶然,每一次概率都很小。


它需要一次又一次的天时地利人和,才能成为推翻政府,杀死人类的成功革命者。


那么反过来,站在人类的角度,我们需要做的就是在每一个环节去减少它成功的概率。


变异成功=成功率/突变次数,很多习惯为什么可能致癌,就是因为在这两个环节里搞事情。


比如为什么喝烫的水,容易引发食管癌?因为你天天刺激食管黏膜,它就得天天修复,每一次修复都得复制千万次的DNA,在概率不变的情况下,增加了次数,自然概率也增加了。


不过增加突变次数的情况属于正常操作,因为每个人随着年龄增长,次数本身就在不断积累,所以癌症是时间的疾病。


我们需要注意的是概率,是那些增加突变概率的情况。


突变概率的原理,我们得从宏观层面回到微观层面,对于有机分子,比如基因,同分异构体是一种常见现象。


什么是同分异构体,就是组成它们的原子完全相同,但是连接的顺序不一样,这就会导致他们的结构和性质也完全不一样。


比如丙醇和异丙醇都是由3个碳原子,1个氧原子和8个氢原子组成,丙醇的氧原子连在碳链的一端,异丙醇的氧原子则连在碳链的中间。


大部分错误的异变,本质上就是这类连接顺序的变化,毕竟不能无缘无故出现新的原子,也不可能丢失原子。


但是同分异构体的总能量都很低,也很稳定,这是生命出现的原因,毕竟第二热力学定律在那里。


怎么使他们顺序切换呢?这就需要一个更高的能量,比两种结构都高的特定阈值的能量。


这种能量哪里来,大部分都是无规则热运动的偶然波动。


这些波动对任何人都公平,全看运气,所以在时间的维度上,每个人突变概率都是平等的。


但是有一小部分可能来自于外界,比如某些具有放射性的化学物质,某些物理层面的放射性射线。


电离辐射为什么能致癌,其实就是因为提供了这个超过阈值的能量,让细胞里DNA分子的同分异构体改变顺序的概率直接增加了无数倍。


所以很多时候,我们的饮食习惯和做事习惯本质上就是在增加这个概率。


防癌这件事,理论上和热力学第二定律,甚至生命的本质都有关系。


宇宙是熵增的,它的终极目的是混乱,而生命是有序的,虽然最终我们都将死去,都回归到混乱。


至少我们活着本身就是负熵的过程,怎么去证明人生的意义?其实就是你的意义是否在物理学上符合负熵的定义。


这么看,生命本身的出现反而是宇宙的革命者,我们想要抵抗一下熵增这个大趋势,想要挣扎一下。


而癌症,作为生命的革命者或者杀手的同时,也是宇宙规则派过来给我们生命捣乱的,想要让生命这违背宇宙规律的事情,回归到正轨。


当然,我们不能输,不管是在身体健康——生命的负熵上,还是在灵魂与梦想的追求——意义的负熵上,都去争一争。


再往大了看,宇宙的终极是一片寂静,是走向死亡,我们其实也是在拯救它不是么?


虽然我们定义的死亡,可能对宇宙自身来说,可能是她的终极意义。