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癌癥背后的物理學(xué)基礎(chǔ)是什么?

來源:百家號(hào) 蛋殼花生 瀏覽 716 次 發(fā)布時(shí)間:2022-09-13

人為什么會(huì)得癌癥?宏觀層面的原因是細(xì)胞復(fù)制時(shí)有極小的概率會(huì)出錯(cuò),出錯(cuò)的新生細(xì)胞又有極小的概率逃過人體免疫系統(tǒng)的掃蕩活下來。

這些活下來的細(xì)胞各種各樣,你可以把它理解成一個(gè)國(guó)家里的革命者。


有的革命者雖然逃過了一開始的追殺,但是也活不了多久,最終會(huì)被消滅。


而有的革命者則一不小心再次變異,變聰明了,打入了當(dāng)?shù)卣畠?nèi)部,獲得了給養(yǎng),于是就成為了腫瘤。


但是這時(shí)候腫瘤依然是良性的,當(dāng)有一天給養(yǎng)出現(xiàn)問題,或者政府大軍回過神來,他們也會(huì)被澆滅。


他們現(xiàn)在只是暫時(shí)的和平。


直到有一天,革命者里再次出現(xiàn)變異,出現(xiàn)了更牛逼的人,正式打通了全國(guó)轉(zhuǎn)移的能力,這時(shí)候癌細(xì)胞也就意味著全身轉(zhuǎn)移了,也就是所謂的晚期。


從出生,也就是第一次變異出錯(cuò),到最后征戰(zhàn)全國(guó)最終滅掉人體,站在癌細(xì)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時(shí)地利人和,才能成為推翻政府,殺死人類的成功革命者。


那么反過來,站在人類的角度,我們需要做的就是在每一個(gè)環(huán)節(jié)去減少它成功的概率。


變異成功=成功率/突變次數(shù),很多習(xí)慣為什么可能致癌,就是因?yàn)樵谶@兩個(gè)環(huán)節(jié)里搞事情。


比如為什么喝燙的水,容易引發(fā)食管癌?因?yàn)槟闾焯齑碳な彻莛つ?,它就得天天修?fù),每一次修復(fù)都得復(fù)制千萬次的DNA,在概率不變的情況下,增加了次數(shù),自然概率也增加了。


不過增加突變次數(shù)的情況屬于正常操作,因?yàn)槊總€(gè)人隨著年齡增長(zhǎng),次數(shù)本身就在不斷積累,所以癌癥是時(shí)間的疾病。


我們需要注意的是概率,是那些增加突變概率的情況。


突變概率的原理,我們得從宏觀層面回到微觀層面,對(duì)于有機(jī)分子,比如基因,同分異構(gòu)體是一種常見現(xiàn)象。


什么是同分異構(gòu)體,就是組成它們的原子完全相同,但是連接的順序不一樣,這就會(huì)導(dǎo)致他們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也完全不一樣。


比如丙醇和異丙醇都是由3個(gè)碳原子,1個(gè)氧原子和8個(gè)氫原子組成,丙醇的氧原子連在碳鏈的一端,異丙醇的氧原子則連在碳鏈的中間。


大部分錯(cuò)誤的異變,本質(zhì)上就是這類連接順序的變化,畢竟不能無緣無故出現(xiàn)新的原子,也不可能丟失原子。


但是同分異構(gòu)體的總能量都很低,也很穩(wěn)定,這是生命出現(xiàn)的原因,畢竟第二熱力學(xué)定律在那里。


怎么使他們順序切換呢?這就需要一個(gè)更高的能量,比兩種結(jié)構(gòu)都高的特定閾值的能量。


這種能量哪里來,大部分都是無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的偶然波動(dòng)。


這些波動(dòng)對(duì)任何人都公平,全看運(yùn)氣,所以在時(shí)間的維度上,每個(gè)人突變概率都是平等的。


但是有一小部分可能來自于外界,比如某些具有放射性的化學(xué)物質(zhì),某些物理層面的放射性射線。


電離輻射為什么能致癌,其實(shí)就是因?yàn)樘峁┝诉@個(gè)超過閾值的能量,讓細(xì)胞里DNA分子的同分異構(gòu)體改變順序的概率直接增加了無數(shù)倍。


所以很多時(shí)候,我們的飲食習(xí)慣和做事習(xí)慣本質(zhì)上就是在增加這個(gè)概率。


防癌這件事,理論上和熱力學(xué)第二定律,甚至生命的本質(zhì)都有關(guān)系。


宇宙是熵增的,它的終極目的是混亂,而生命是有序的,雖然最終我們都將死去,都回歸到混亂。


至少我們活著本身就是負(fù)熵的過程,怎么去證明人生的意義?其實(shí)就是你的意義是否在物理學(xué)上符合負(fù)熵的定義。


這么看,生命本身的出現(xiàn)反而是宇宙的革命者,我們想要抵抗一下熵增這個(gè)大趨勢(shì),想要掙扎一下。


而癌癥,作為生命的革命者或者殺手的同時(shí),也是宇宙規(guī)則派過來給我們生命搗亂的,想要讓生命這違背宇宙規(guī)律的事情,回歸到正軌。


當(dāng)然,我們不能輸,不管是在身體健康——生命的負(fù)熵上,還是在靈魂與夢(mèng)想的追求——意義的負(fù)熵上,都去爭(zhēng)一爭(zhēng)。


再往大了看,宇宙的終極是一片寂靜,是走向死亡,我們其實(shí)也是在拯救它不是么?


雖然我們定義的死亡,可能對(duì)宇宙自身來說,可能是她的終極意義。