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科幻影片中冷冻人体的场景。资料图片

美国阿尔科生命延续基金会的冷冻人体设备。资料图片

  这是一个常见的、也是最令人震惊的实验:将活的金鱼迅速放入液氮中,金鱼被冻僵,一动不动,宛如死了一般。然后,再将金鱼迅速放入水中,几秒钟后,金鱼又“复活”了,在鱼缸中游弋。

  人类是恒温动物,低温是生命的大敌;但在低温的世界里,很多我们熟悉的东西发生了不可思议的变化,这让人们产生了无限遐想。就如液氮中“死而复生”的金鱼,人类能否也利用液氮冷冻自身,待医学极度发展时再解冻“重生”,甚至,获得永生?

  金鱼为何“死而复生”

  我们生活的温度,称之为室温;从室温到-120℃,我们称之为普冷,从-120℃到-272.15℃为低温,低于-272.15℃,也就是低于1K,被称为极低温。我们常见的低温环境主要是由液氮、液氦等低温液体来保持的。液氮是将空气中的氮气液化得到的;液氦是将天然气中的氦气液化获得的。液氮的在标准大气压下的沸点是77.3K(-195.8℃);液氦的在标准大气压下的沸点是4.2K(-268.9℃)。

  随着温度的降低,一些化学反应会减缓,甚至停止。最典型的、且最和我们相关的,就是生命的新陈代谢的反应。金鱼的试验就是这个道理。

  这是为什么呢?原来,当水缓慢降温时,会发生相变,变成晶体冰,体积会膨胀。但是,当水迅速降温时,液体水会变成固体的冰,我们称之为非晶冰。非晶冰的体积与水的体积没有变化。

  我们知道生命体的主要物质是水。所以,生命体若是缓慢降温,其体内细胞内的、血管内的水变成晶体冰后,体积膨胀,从而胀破细胞或血管,进而造成生命体的伤害或者死亡;若是迅速降温,水成为非晶冰,体积没有变化,则不会造成伤害,只是让生命体的新陈代谢停止,生命被暂停、保存。当生命体迅速回到室温时,在温度激发下,各个反应又开始进行,也就是又开始了新陈代谢。

  冷冻能不能成功,这就涉及低温保持生命的成功的关键——降温速度了。要想得到非晶冰,降温速度要非常快,甚至要到100万K/S。对于微小的生物,如细菌、精子、卵子等大小的生物,相对容易满足这个要求(当然,实际操作还要复杂些)。因而,生命得以保存。这在医学上和生物学上,已经很普遍使用了。