原子的流逝和更新会伴随你的一生

如果你首先注意到大量物质在你的身体进进出出，不妨用你的方式缩小观察范围，那么你可以通过这些显而易见的事实得出令人咋舌的结论。不过既然你思考的是无生命的元素与有生命的组织间存在的双向物质交换，那么请记住：理智的外界限就在这里。

当你抿下一口水时，它并不只是在为你解渴。从另一个意义上讲，它成了你的一部分。水顺着你的食道流下，用不了几分钟，也没有经过任何变化，就成了你血管与肉体中的主要液体。你血液中的大部分就如同是自来水，只不过其中漂着些细胞、盐分，还有一些有机分子。你耳垂中富有弹性的黏液，或许有一些不久前还在水壶中待着，而你眼睛中的很多水分，或许就来自刚刚下过的一场雨。

你的嘴通常是水分子进入身体的主要入口，但你却是十足的漏斗。《英国运动医学杂志》上一篇有关氢同位素的研究认为，一名久坐不动的成年人每天大约损失7品脱（3.3升）水，其中4品脱（1.9升）通过尿液排出，而剩下的2～3品脱（0.95～1.43升）则通过汗液或呼吸排出。剧烈运动会使非尿液损失达到每小时1～2品脱（0.47～0.95升）。

现在我们看看根据这些事实可以产生怎样的逻辑。你的体重里有接近2/3都来自于水，而你的身体是这股常见液体中的一个旋涡。当然，你从泉水中吮吸的液体并不是活着的，而当你跨过地板上的一摊水时，也不会觉得这是起谋杀案。所以，你大部分身体根本不是活着的，甚至其持久性和特异性都不值得起个专属姓名。

接下来我们考虑一下你的头发。这里正上演着一场“阵雨”的慢镜头画面，无生命的蛋白质从你的头上喷射出来，其速度大约是每个月半英寸（1.27厘米），或者说每年6英寸（15厘米）。每一根纤维都由碳原子、氧原子、超过氧原子数目两倍的氢原子缠结而成，其中洒落了些氮原子，还有少量的硫。发根的那些原子来自于你前几天的食物，还有一些饮料和代谢水，以及你自己回收循环的一些细胞。

你的指甲同样也都是角蛋白，平均每个月会向指尖外长出3～4毫米。脚指甲的生长速度只有手指甲的一半，当它们被剪去或磨损时，外边缘的原子也随之离开身体，并且每天你还会脱落数百万个死皮碎屑。如果你可以对着头发、指甲还有表皮的生长进行拍摄并快进，你可能会因为看着这些皮肤尘埃而崩溃——密林般的蛋白质从你的头部倾泻而出，而你的手指尖与脚指尖则射出一卷弯曲的角蛋白薄片。即便用正常速度播放，脱落的也是大量原子。如果你想长时间保持自己的模样，那么它们都必须被替换。

对自己这种不寻常的延时观察视角，总结起来可以这么说，你是一眼行走的喷泉，不断喷出含有碳酸的水蒸气、液态的水还有蛋白质。你身后的轨迹就是一团看不见的迷雾，其中充斥着呼出的废气和其他脱落物，最终也许会成为你床下的灰尘——或者当你做了什么坏事的时候，也许它们就会成为警犬追踪的对象。如果你真成了这样的逃犯，那么或许你应该试着在法庭宣判前通过原子证据自证清白。“那不是我，法官阁下！”你可以很坦然这么讲（最好语法规范一些），这还要归功于你身体里物质的快速代谢。

相比于还在子宫中的你来说，如今你身体中的原子已经多了很多，因此这一点很明显可以说明，你身体中的大部分都比你自己年轻。不过想象一下你自己不过就是细胞的临时组合，也可以让你身体瞬息万变的事实更加明显。

意大利学者伊娃·比安科妮（Eva Bianconi）及其同事最近研究发现，成人体内的细胞总数平均在37万亿个左右。它们大小形态各异，有大约8微米的红血球和22微米的肝细胞，也有大约100微米的成熟卵细胞（作为对比，盐粒直径约为500微米）。有些细胞在被循环或替代之前只会存活几天或几周，而其他一些则可能会伴随一生。所以，你如何能说清它们哪个是哪个？

估算人体细胞替换速度的其中一个方法是测量细胞内碳14的含量。“冷战”期间，热核武器的大气层试验造成空气中的氮元素转变成放射性的碳14，直到如今依旧污染着空气和海洋。这种不稳定的碳原子以二氧化碳形式进入到植物体内后，又通过食物链进入到地球上所有生物的体内，其中也包括你。随着1963年地面核武器试验被禁止以后，海洋沉积物中埋藏的富碳有机质，其放射性碳的浓度也有所降低，并且这种变化也在我们身体中得到了反映。如果说热核武器污染有任何一点好处，那也许就是放射性碳的浓度变化，给我们提供了测定细胞年龄的全球性同位素示踪剂。

斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院的细胞生物学家奥拉夫·伯格曼（Olaf Bergmann）近期在《科学》杂志上发表论文称，他采用了这一技术研究心肌中新生细胞的生长过程。他的发现终结了两派专家的长期争执：一派坚持认为一生之中，心脏细胞会更新四次；而另一派则相信，我们至死所拥有的心脏跟出生时是一样的。通过测量心肌细胞中的放射性碳含量，伯格曼的团队发现，比起那些出生年代早于核试验的老人，一生都笼罩在污染空气下相对年轻的人们，其心脏组织中放射性碳的含量要高得多。根据这些研究以及其他类似发现，可以看出你的一生中确实会持续生长出一些新的心脏组织，而且随着年龄变化，生长速度也有所不同。根据伯格曼的计算，20岁时，你的心肌细胞每年会更新1％左右，而到了75岁时，这一速度会下降至一半。尽管如此，大部分这样的细胞在你成年后一生之中都将会被保留。

类似的放射性碳示踪剂研究也说明，你身体中大多数细胞的更新速度平均在7到10年之间，不过有些细胞远在这个范围之外。比如说你的心脏，心肌细胞的更新速度就慢于充斥于其中的结缔组织、血管以及其他结构组织。这些部分平均每年的替换率为18％，也就是说你心脏中的大部分年龄都小于5岁。

伯格曼与生物学家乔纳斯·弗里森（Jonas Frisén）后来又在《科学》杂志上发表文章谈到，人类大脑中嗅球和海马体的神经细胞会不断再生。也就是说，如果有什么东西激发了你的回忆，比如烟雾缭绕的篝火或熟悉的香水味道，最初记录这种感觉的那些神经元或许早已离你而去，但那些未曾经历这一过程的细胞却已将记忆保留了下来。你大脑中其他大多数细胞都可以追溯到婴儿时期，但同位素追踪研究也说明，在你的大脑皮层内也会出现一些新的神经元，或许在更新着每一天的点滴经历。

消化道中的细胞没几天就会更新，而这并不让人意外，毕竟它们受着胃酸、胆汁的折磨，并被整个管道的食物与排泄物腐蚀着。生理学家贝恩德·林德曼（Bernd Lindemann）所做的工作中指出，口腔中的味觉细胞寿命大约是10天，而皮肤学家杰拉尔德·温斯坦（Gerald Weinstein）及其团队则估测，皮肤细胞的平均更新时间是39天，也就是只要两周的时间，你的最外层皮肤就会脱落上亿个细胞。这一持续脱落的过程会让你每一到两个月就能换上一层新的皮肤“包装”，同时也稳定地给房间里贡献着灰尘。

红细胞的一生则更为“污秽、野蛮而短暂”（英国政治家托马斯·霍布斯对人性的著名评语。——译注）。它们遍布于几百英里长的大动脉快速通道和只能缓慢挤过的毛细血管中，在你肾脏的渗透丛林中穿过几千条通道时不断被挤压或膨胀，因此大多数在4个月左右就被磨损殆尽，必须由脾脏和骨髓中的祖细胞再生。而科学记者尼古拉斯·韦德（Nicholas Wade）则表示，人体肝脏细胞的更新周期在300到500天之间，也就是说，每一到两年，你都会长出一副全新的肝脏。

瑞典生物学家克斯蒂·斯波尔丁（Kirsty Spalding）和其他一些科学家发现，你的脂肪细胞会维持10年左右，这对于想减肥的人来说是个好消息。过去曾有观点长期认为，饥饿只会使脂肪细胞变小而不能将它们剔掉，当节食者适应了饥饿感后，它们又会像杂货袋一样鼓起来。不过如果你能坚持健康生活足够长的时间，看起来是可以通过去除脂肪细胞帮助你稳定体重的。

你的骨骼与肌肉则会不断地被改造。每年，骨骼密实的最外层中有3％会被更新，而在你四肢关节的多孔骨骼中这个数字则会高达1/4，专家计算认为全部骨骼的平均替换时间为10年。根据尼古拉斯·韦德所说，肋骨间的肌肉细胞大约会维持15年；而当你快20岁停止发育时，跟腱中的胶原蛋白核心就彻底定型了。

最近，丹麦与瑞典的科学家通过同位素分析证明，身体中容易识别出的最年老的结构是眼睛中的晶状体蛋白和牙釉质。如果你的卵巢发育健康，那么当你还在母亲的子宫中时，你就已经携带了几千个到几百万个微型卵母细胞，这些原始细胞和你的年龄差不多大，将来也许还会发育成你的孩子。至于文身，由于墨水并非细胞质并且不会被代谢，因此虽说它们比你年轻，但也永远不会消失，如同玉米地里的鹅卵石一样，而皮肤就好比是一茬茬庄稼。

总的来说，你的身体组织就是由新生细胞、永生细胞和将死细胞构成的混合物，大多数还是比较年轻的。所以，无论你觉得自己做过的事该如何被赞同或责备，事实上都已经不是你的所作所为了，不是吗？在这个疯狂的世界观下，最有嫌疑的罪犯或许就是你的眼睛、牙齿和一些大脑组织，或许还有你未来孩子的“种子”。

如同你的身体比大多数细胞更老一样，你的细胞也比其中逗留的大多数分子更老。因此，你的表观年龄可以又降低一个数量级。

在史密森学会1954年发表的一篇高被引文献中，物理学家保罗·艾博索尔德（Paul Aebersold）讲到，我们身体中几乎所有的原子每年都会被替换一遍。在参考了一些人体生理学有关放射性同位素最早的研究数据后，艾博索尔德宣布：“每一到两周，我们身体中一半的钠原子都会被新的钠原子所替代，氢原子与磷原子的情况也类似。甚至有一半碳原子都会在一到两个月内被替换。”接着他又补充道，“一年内，我们身体中大约98％的原子都会被我们从空气、食物及饮料中获取的其他原子所更替。”在理查德·道金斯创作（Richard Dawkins）的《上帝错觉》（The God Delusion）以及比尔·布莱森（Bill Bryson）所著的《万物简史》（A Short History of Nearly Everything）中也反复提到，此刻你身体中的任何原子或分子，几年后都将不再属于你。这样的说法可以迅速激起人们对于世事无常的共鸣，可是到底有多准确呢？

仅仅是水的周转过程就可以让你身体的近2/3在两到三周内完成更替，实际的消失过程甚至更快。水分子之间会快速交换氢原子，也会和你骨骼及组织中更大的分子共享原子。最近在一次全国公共广播的谈话节目中，通讯记者大卫·凯斯特鲍姆（David Kestenbaum）与哲学家丹尼尔·丹尼特（Daniel Dennett）说了个关于斧头年代的笑话，和这种情况很类似。他解释道：“玻璃柜中陈列了一把斧头，（有人）说这是阿拉伯罕·林肯的斧头。然后我就问他，这真的是林肯的吗？然后他说，当然啦，只不过斧刃换了两次而斧柄换了三次而已。”

在消化的过程中，你的细胞也会把水分子拆开，把碎片接到食物的分子碎片上。当细胞随后将这些碎片重排成个人专属分子时，又会产生新的水分子，并将氧气转变为代谢水。因此可以肯定，你的下一次呼吸会让你自己的一些原子消失不见。

一名150磅（68千克）的成年人体内大约含有24磅（11千克）蛋白质，不仅是在肌肉和肌腱里，还有其他数千种形式。每天，有11到14盎司（312～397克）的肌肉会被分解并替代，不同蛋白质的寿命可以从几秒到数年不等。比如，肌肉蛋白中有近一半都是由肌凝蛋白纤维构成的，平均每天会有1％～2％被替换。血液中的血红蛋白更替速度与此接近，而线粒体中提供能量的细胞色素，每4到6天会有其中一半被循环。根据生理学家伊夫·舒茨（Yves Schutz）发表的论文，仅仅是对蛋白质不断的修饰和修复，就会占去你休息时20％的能量，你边看电视边吃的饼干，每五片里面就会有一片的热量因此被消耗。

那么前面对你元素更新的估算到底怎么样呢？你的牙齿与眼睛中含有你出生时就携带的原子，骨骼与跟腱中也含有幼年时期获取的原子，因此一些作者所说的彻底更新就夸大其词了。每年骨骼的更新率大约为1/10，但是骨骼中不含脂肪的干重大约占到总体重的7％，因此几乎与此等重的矿物质通常会维持一年以上。另一方面，尽管你的一些细胞会维持很久，但其中的分子和原子却会快速地来来去去：仅仅水和蛋白质的循环作用，就可以在几周的时间里替换超过3/4的原子。考虑牙齿、眼睛、跟腱与骨骼中的稳定成分，身体总的原子更新率大约会比艾博索尔德估计的每年98％低几个百分点。

至于最终精确的数字，你都可以展开辩论，但有一点是明确的：在你弄清楚这一切之前就已经死了。通常伴随死亡的原子消散过程，其实是我们的生命中正常而持续的一部分，自打出生后，我们就在不断地“融入”这颗星球的元素大池塘。

当然，反过来讲，如果你想活得更久一些，就必须在失去原子的同时，以相同的速度对其进行吸收。你的身体可以收集这些生命原料，加工、分类并最终利用它们，这是件多么了不起的事！对于周边环境而言，你就像一条河流那样，既是消费者也是源头，而且这种原子关系可以远远地延伸到你身体以外。你的原子，不仅与地球之间有着象征性和生理性的关联，同样也和地球居民还有太阳系之间存在着关系，甚至也连接着更广阔的银河系。