用數學推算死亡，以統計演繹壽命

得獎者：蔡維東

【閱讀書籍】壽命天註定？——揭開生命週期、老化與死亡的關鍵機制

【作者】強納森．席佛頓（Jonathan Silvertown）

【譯者】鍾沛君

【書目大意】

　　《壽命天註定？》一書中，作者用馬賽克拼貼的方式，帶出一個個環環相扣的謎團，來揭開生命週期、老化與死亡的關鍵機制。壽命的答案需要透過不同物種間來比較，因為每一個物種，乃至於同物種間不同遺傳基因，都是一場獨立的演化實驗，下至短命的微生物、上至長壽的植物，生物有不同壽命長短的原因，有想要依此達成的目的。在偏好生存與繁殖的生物天擇下，老化與死亡為何而存在？要是消除老化之後，我們可以活到多久？死亡會不會才是適應的結果？

　　最終面臨最難解的謎團，也就是分子的老化是如何發生。在身體老化的過程中，有很多事會出差錯，就連挑選一個對的問題來問都變得很困難，但是透過本書會了解到，這樣的瘋狂自有其意義。

【閱讀心得】

　　現在是元素週期表第 14 族——矽的時代，半導體產業的蓬勃發展和搭載於其中的 AI 人工智慧，建構了現今社會的科技，相關主題受到無數討論，讓人容易忘記不起眼的碳也是屬於這個家族的元素，並且以它為基底構成了地球上所有的生物。《解決原點問題的原則方法》說明唯有碳具有複雜性和穩定性，可以製造生命所必須的大分子和聚合物，但即便如此，碳基生物還是過不了老化與死亡這個關卡，壽命好似天註定一樣。

　　人類因此對於這個必不可免的終焉寫下了過多的詩詠，美國詩人艾蜜莉·狄更森：「夜晚是早晨的畫布／竊盜而來的遺產／死亡，但我們全神貫注／於永生。」犧牲壽命換取力量用以打倒敵人，也成為少年漫畫裡增加劇情張力的經典橋段，時下最流行的《鬼滅之刃》裡就有提到，劍士力量覺醒後會出現斑紋，力量和速度都會增強，然而劇情也特別提及，代價是斑紋劍士活不過二十五歲。這就讓我思考，到底什麼是死亡，死亡是否為能統計的東西，而故事裡頭的減壽設定，又如何可以用數學的方式來計算出來。

用數學量化壽命

　　電影《鐘點戰》裡，把壽命與金錢的關係直白地簡化成手腕上的一個計時器，倒數至零，就會因「超時」而「老死」，時間成為了貨幣。虛構的故事充滿想像力，但現實中壽命與金錢也是密不可分，隨著世界上大部分人生活水準的改善，男女壽命均大幅度增加，特別是富裕國家又更顯著，一九九〇年代的蘇聯解體事件，也反向證明繁榮發展對於平均預期壽命的重要性，經濟上的不穩定，讓俄國男性壽命在一九九四年開始出現每年下滑一歲的現象，甚至達到五十七歲之低；相對而言，其他國家則是每年增加三個月，相當於每小時增加十五分鐘。

　　資本主義也促進壽命的研究，過去有所謂「生存年金」，在合約開始的時候付一筆錢給生存年金提供者，接下來每年就能拿到一筆年金，活到老、領到老，越老越賺錢。當然提供年金的人也不是傻瓜，他們藉由英國天才精算師岡珀茨用年齡資料算出的「岡珀茨定律」來收費。死亡率會隨著年齡呈現指數增加，也就是死亡率是以一致的速率加倍，這就是所謂死亡率倍增時間，可以直接地被視為衰老的速度，而不同物種間有相同的現象，只不過速率不一樣罷了，以人類來說，大約是每八年死亡率就會倍增。

　　然而這個速率從以前到現在並沒有明顯改變，所以預期壽命的增加是來自於「岡珀茨定律」裡，影響死亡率的第二個變數──最初死亡率，除了最直觀的嬰兒死亡率下降外，我們性成熟後的死亡率也有顯著的下降。我們成功把衰老延後，但是衰老本身並沒有減速，死神仍是用相同速度的步伐而來到。

「錯誤」的百花爭鳴

　　壽命是一個變因太多、交互作用過於複雜的議題，在研究的過程中，也不免遇到很多互相矛盾的觀點與錯誤的假設，最有名的誤會是德國生理學家魯伯納提出的「生命速度假說」，生命的總量是固定的，所以新陳代謝越快的動物會死得早。此想法還衍生出著名的「十億心跳理論」：所有哺乳類動物一生中的總心跳數都是在十億左右，所以小鼠每分鐘心跳五百下，只能活五年；大象每分鐘心跳二十八下，就能活到七十歲，運動的人心跳會越快，所以越易早逝，然而要長壽就要懶惰不運動？這個結論很明顯是有問題的。

　　生命速度假說能形成邏輯閉環，依靠的是美國哈曼醫生的「自由基老化理論」，自由基這個會隨著每次呼吸產生，有一個未配對電子的氧原子，會破壞所有生物體內重要的分子，累積傷害的結果下，就足以讓人一生中的生命總量有其上限，補上了原本生命速度假說不足的最後一塊拼圖。

　　要推翻這個一加一似乎大於二的假說，還是要靠數學與統計，哈佛的馬加良斯蒐集各種動物資料，整理出一個名為「年齡紀」的資料庫，全面分析下終於能知道，與新陳代謝有關的因素是體型，與壽命有關的因素也是體型，新陳代謝與壽命的關係只是美麗的誤會而已。

演化為何不給我們更長的壽命？

　　在這之中，天擇的角色呢？這個最終塑造世間萬物諸果的因，為什麼不曾為壽命添磚加瓦，讓生命能活到與天齊。威廉斯在其著作《適應與自然選擇》的論點，天擇會偏好留下最多後代的生物，因此壽命與生物的世代輪替速度息息相關，畢竟以天擇來說，重點還是用繁衍讓群體存續，而不是少數個體的永恆。

　　書中用了一個很好的比喻，壽命就像由數個車廂組成的火車，每一節車廂代表一段年歲，目標是運送最多的乘客——也就是後代——前往下一個車站。最前方的火車頭代表的是生命中青少年時期，這裡面不會有乘客搭乘，後面的車廂間用脆弱的鐵鍊相連，任何一個連結的斷裂就會讓之後所有的乘客消失不見，這時候你身為天擇，也就是安排火車乘客位置的角色，肯定恨不得把全部的乘客塞到第一節車廂，但可惜每節車廂座位有限，要怎麼分配才能有最多乘客成功到達下一個車站？這就成為了一個機率問題。

　　願意冒險把後代放到第幾個車廂為止，而答案則取決於車廂連結斷裂的可能性，要是機率很高，這個火車基本上可以被視為一輛短火車，那就只能在最前頭的幾個車廂有乘客，與之相對，要是連結斷裂的風險很低，火車能安全載客的車廂數量閥值就高上許多。

　　從比喻回到現實，這裡的連結斷裂是成人所遇到控制之外的死亡風險，成年個體的高死亡率，會使天擇偏好較短的壽命，甚至讓生物選擇單次繁殖的方式，雖然在繁殖時，可能會用盡能量，走向生命的終點，但這不是白白犧牲，這樣像大爆炸一樣的大量後代，論其中任何一個能夠活到再次繁殖的機率，都比起自己本身活到下一個繁殖週期的機會要大得多。至於更長壽的個體，當到達不能產生後代的年齡時，就已經不在天擇的考慮範圍裡，可以安心赴死。上述就是生物學家梅達華於《一個未解決的生物學問題》中所推論的衰老理論。

從求仙到科學：人類對長生的渴望

　　《史記．秦始皇本紀》記載：齊人徐市等上書，言海中有三神山，名曰蓬萊、方丈、瀛洲，僊人居之。請得齋戒，與童男女求之。於是遣徐市發童男女數千人，入海求僊人。帝王因身居高位而享盡榮華富貴，比起一般平民對成為枯骨一堆更加恐懼，所以不計一切代價去求仙。現代的我們知道死亡是演化結果，也逐步去揭開壽命的神祕面紗，或許有一天，我們能夠真正的「萬壽無疆」，讓此詞彙不再是帝王獨享的敬辭。

　　死亡至今仍是一視同仁，不分貧富，這是連最尖端的科學研究也無法改變的現實；但壽命卻不同，從古至今都深受貧富差距牽制。慶幸的是，這並不是完全無力的議題，每個人都能在其中發揮些微作用，這大概是我讀完此書後，感到最欣慰之處。

【評審評語】

撰文評審：陳昭珍

　　這篇閱讀心得展現了成熟的科普閱讀能力，能將《壽命天註定？》中跨越生物學、演化論與精算學的多重概念，轉化成一條自己的理解脈絡。參賽者不只重述內容，而是能以「死亡是否可量化」為核心問題，串連科學史、數學模型、經濟制度，甚至流行文化（如《鬼滅之刃》、《鐘點戰》）等材料，使反思更具深度與可讀性——這樣的跨文本連結方式，正是成人科普閱讀心得中非常珍貴的寫作能力。文章也能清楚辨識科學假說的局限，例如對「生命速度假說」與「自由基老化理論」的反思，並善用科學反證和統計方法來澄清常見迷思，展現了良好的批判性閱讀。結尾將科學知識連結到人類文化史及「求仙」的永恆渴求，使理性分析與人文思考自然交織，更提高文字的情感厚度。