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生命之火——氧

方便的話,請你先吸一口氣……不過反正你也得這麼做,因為在過去的24小時裡,你已經呼吸了大概3萬次了。在你剛出生時,呼吸這項活動就已經自動開始了,每分鐘大概40次。現如今,你已經能夠用語言來描述這個過程,不過還是會不假思索地呼吸,只是頻率降到了初生時的一半。這是一項本能——即使在睡眠中你也在呼吸,如果呼吸停止的時間太久,人就會死亡。

好吧,現在是時候好好思量一下呼吸這件事兒了,請留心一下你是如何收緊膈膜並放鬆胸腔肌肉的。僅僅這麼一個動作消耗的能量大約相當於一個人靜息時基礎代謝能量的3%,只是為了把體積相當於一個葡萄柚大小的空氣吸到肺裡,在此過程中,數以萬億計的空氣分子就像群魚入網一樣被捕獲了。不過,如此巨量的空氣分子中,人類所依賴的氧氣只佔其中的一小部分。平均下來,一位成年人每天需要消耗大約兩磅氧氣(0.9千克),而單獨的一次呼吸完全可以確保延續你接下來幾分鐘的生命。而且,呼吸也是聯結你與地球本身以及這個星球上其他生物的神奇紐帶,我們將在後面慢慢聊。

有些人因為需要長時間屏住呼吸,經常會通過呼吸較為純淨的氧氣提高自身的氧氣儲備量。2010年,在瑞士的聖加侖,一位28歲的自由潛水員彼特·克拉特(Peter Colat)在一個水箱中待了長達19分21秒,成為新晉的憋氣世界冠軍。而就在下水前不久,克拉特吸了幾分鐘的純氧,不過這種使血液高度富集氧氣的方法只能獲得部分競爭優勢,因為一旦血紅蛋白所攜帶的氧已經飽和,便很難再將氣態的氧氣傳輸到血液中去了。對於克拉特而言,這麼做更大的優勢是沖洗出肺中的濁氣,在他的嘴和鼻子都不能呼吸時,騰空的胸腔便成了一個臨時的氧氣瓶。

不過,肺並不只是氧氣進入血液的唯一通道,你還有很小一部分「呼吸」是通過眼睛完成的。這些氧氣粒子極為重要,位於眼球透明的表面的細胞能夠直接從大氣中吸收它們,用於補償眼球血管載氧量的不足,你皮膚表面的很多細胞也在做著同樣的事情。而波士頓兒童醫院的研究者們最近還發現了一種更為直接的血液供氧方式。

有一個小女孩沒能及時接上心肺呼吸機,於是遭受了致命的腦損傷,心臟病專家約翰·科爾目睹這一切後,便開始尋求一種繞過肺部而將氧氣直接注射到血液中的治療方法。為了避免在這個過程中產生氣泡而形成致命的栓塞,科爾和他的團隊利用聲波將純氧和油脂攪成細膩的白色浮沫。這一方法將氣體包裹在柔軟而富有彈性的微膠囊中,從而可以在與紅血球細胞接觸時使其載氧;將這種浮沫注射到實驗兔體中時,它們可以停止呼吸15分鐘或更久,並不會感到明顯不適。「這是一種短期氧氣替代法,」科爾在2012年對《每日科學》(Science Daily)的採訪者如此說道,「一種能夠在關鍵的幾分鐘內安全地將氧氣注射到病人體內以維持生理機能的方法。」如果這一方法能夠完美地應用於人體,它將可能被裝備到急救室,當然也可用於憋氣大賽。

不過對於我們大多數人而言,呼吸是我們與空氣中的氧氣之間最基本的聯繫,而且這個動作如此普遍並連延不斷,以致我們渾然不覺——直到我們不能呼吸時才想起此事。到那時,呼吸也明顯變得更為珍貴,並成為生命本身的象徵。我們會將具有特殊含義的話順著最後的呼吸一起說出,甚至還會珍藏呼吸本身。亨利·福特(Henry Ford)在他家裡將一支充滿氣體的玻璃試管保存了很多年,據說其中裝的是他過世的朋友兼共同發明人托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)最後一次呼出的氣體。根據密歇根州迪爾伯恩市亨利·福特博物館的資料,在愛迪生臨終的床邊擺放了好幾個這樣的敞口試管——試管中的空氣與房間裡的空氣是相通的。愛迪生的兒子查理記錄此事時提到:「儘管他被人銘記的最主要成就是在電學領域,但他真正喜歡的卻是化學。有這些試管在他臨終時陪伴左右並不奇怪,而且具有象徵意義。」愛迪生逝世以後,查理將這些試管密封,並將其中一支作為紀念品贈給了福特。

但為什麼你要呼吸呢?為什麼你這麼極度地需要這些看不見的氧氣顆粒呢?它們從何處產生,在你體內又做了些什麼,離開之後又去了哪裡?在你的世界裡,空間看似什麼也沒有,你根本看不到氧氣,儘管它們已經在你周圍醒目地留下很多存在的證據,從沙沙作響的葉子與猛烈搖晃的船帆到生銹金屬與點點燭光。僅僅一兩個世紀以前,很多著名的科學家甚至還懷疑過它們的存在。