我们如何通过冷冻把自己送给未来。

苏格物理

　　关于上次群里放的一条鱼被冻住很长时间以后，扔入常温水中居然可以起死回生，重新游泳的视频并非完全由物理知识能解释。

了解真正原因之前我们来先讲个故事，在欧洲人对北美洲的殖民初期，当时一些欧洲探险家在北美北部附近探险。冬季的美洲北部寒风肆虐，探险家们也被冻成了狗，正在此时他们忽然瞥了一眼冰封的小河，大家都乐了！原来啊，河边有几只青蛙比他们还惨，已经被彻底冻成冰坨了！嗨，瞅这熊样，肯定是妥妥冻死了。

可没想到第二年开春的时候大家都傻眼：这些小青蛙居然在冰块融化之后……伸展腿脚……活过来了……天寒地冻的居然没被冻死，这是什么妖孽啊？蛤真是高深莫测的可怕！

后来大家把这种神秘的蛙命名为雪蛙，或者阿拉斯加林蛙。经过反复的观察人们发现，每到冬季来临的时候这种林蛙就会被冻成冰块，第二年春季气温上升它就又解冻“复活”。这个发现在当时引起了不小的轰动，也给许多脑洞很大的人提供了新的素材。比如本杰明•富兰克林（就是拿着风筝找雷劈那位）就提出，能不能使用相似的技术把人也给冻起来，这样就可以穿越到未来啦！还有一些人认为，当今世界有许多疾病无法医治，能不能把人冻起来，等未来医学技术进步了再解冻治病？到了后来载人航天技术发展起来以后，又有许多人提出，可以把宇航员冻起来，然后就可以坐着飞船去非常遥远的、需要飞行几百年才能抵达的星球探险啦！



电影《星际穿越》里主人公离开地球前往虫洞的途中就使用了低温休眠技术

这事说起来容易，做起来可难了。首先要搞明白冷冻又复活的技术原理。人们后来慢慢发现，在超低温状态下，细胞的一切化学活动和新陈代谢（包括死亡）都会变得缓慢，甚至停滞，而随着温度的上升，细胞活动又会慢慢恢复活跃。上文中的林蛙就是通过这个原理，在零下16摄氏度的温度下进行了“休眠”。如此看来，冷冻细胞并解冻复苏在某种程度上是可以实现的。

但这中间存在着一个大问题。那就是——细胞内的水会结冰，而结冰的过程会产生冰晶，冰晶锋刃锐利，在水结冰体积膨胀的过程中会毫不留情的刺穿细胞膜，造成细胞的结构性破坏，这样的细胞即便解冻也不可能再存活，想要掌握冷冻休眠技术，首先要过冰晶这一关。



小小的冰晶看起洁白美丽，其实却是锐利无比

阿拉斯加林蛙是怎么克服这个困难的呢？原来，在每年秋季，林蛙就开始大量摄入淀粉，通过代谢作用把淀粉转化成大量的葡萄糖，同时体内的尿素含量也急剧提升，也就是说，林蛙的体液已经变成了一种富含葡萄糖和尿素的混合溶液，这种溶液的冰点比水低很多，使得冬季来临的时候体内许多器官并不会真正的结冰。

人们也学会了这种办法，人们首先使用了甘油来达到相似的目的。人们用甘油来渗透到细胞内部，置换游离的水，并与水分子通过氢键结合，干扰冰晶的形成。后来，科学家们又相继发现了二甲基亚砜、乙二醇（汽车防冻液）等也可以起到类似的作用，并把它们统称为——抗冻剂。此外，冰冻还需要考虑到微生物的侵袭，人们又学会了利用液氮营造零下-196℃的超低温环境，这个温度下微生物也无法存活，如此一来就达到了长期冰冻保存的目的。

至此，超低温保存技术有了一定的技术积累，就开始慢慢的走上实用了，既然单个细胞的超低温保存已经实现了，那冷冻整个人是不是也就没问题了呢？

当然不是。要知道，人可不是一个小小的细胞。对细胞的冷冻基本不需要考虑冷冻均匀的问题，但人不同，人是有厚度的，这个厚度会导致各个器官和组织之间的冷冻有先有后，而冷冻的不均匀就会导致冰晶的产生。此外，人体内细胞太多，不可能被抗冻剂完全置换掉所有水分，这也会导致冰晶的产生，所以，以现有的技术来看，人体的超低温冷冻不可避免的会造成一些细胞受损。此外，人体的解冻更是复杂，如果不能保证同步解冻，甚至会发生生物组织的脱离——也就是一些细胞会脱落。在1957年对一些大型动物进行了超低温保存技术的实验，实验证明，虽然有些动物可以复苏，但器官仍受到了严重的伤害，不久就一命呜呼了。

虽然我们还没有完全掌握对大型动物和人的超低温保存技术，但在一些国家，已经成立了几家人体超低温保存公司，比较著名的有美国的Alcor和Cryonice Institute，以及俄罗斯的KrioRus。这几家公司采用玻璃化保存技术——即先把血液完全抽干，再注入高浓度抗冻液，最后用液氮超低温保存50年。此外，他们把大脑和心脏摘除，单独冰冻保存。至于解冻，由于目前还无法做到无损伤的解冻，所以他们把希望寄托在未来，希望未来可以有技术突破可以完美的解冻。

2015年5月，重庆作家、《三体》的编审杜虹女士因病去世，在临终前她自愿选择美国Alcor为自己做人体超低温保存，这种咱们中国还是首例。