神奇的人工心脏

何小凡

12岁

调皮好动，好奇心强，麻烦制造者，所以大家都叫他“何小烦”。

宋大力

12 岁

何小凡与马飞飞的同学，平时总喜欢说自己是天才，其实是个萌萌的傻大个。

马飞飞

12 岁

何小凡的同桌兼好友。喜欢美食，零食常常不离手。“学霸”，遇到不懂的问题喜欢请教他人。胆小，但在危急时刻敢于挺身而出。

郝 布

X学院的老师，是何小凡、马飞飞和宋大力的班主任。关心学生，但很严肃，总在课堂上或考卷中出难题，大家都叫他“ 好恐怖”。

何小凡和宋大力一眨不眨地盯着电脑上不断更新的数据，马飞飞则跟着郝布观察全息影像中逐渐变大的目标。“翼龙号”飞船正在追踪的人造物是这一次科学实践课的观察对象——“ 旅行者1号”探测器。同学们在郝布的指导下，将近距离围观这位航空史上著名的老前辈的大型“手术”现场。

“旅行者1号”于1977年进入太空，已经在茫茫宇宙中飞行了几百年。幸好现在的新型引擎已全面应用于深空飞船，“翼龙号”自然也配备了，否则，不知道要花多久才能追上它。

眼看着，近了、更近了，飞船上的全息影像中，渐渐出现“旅行者1号”的身躯。马飞飞一边试着调整图像，一边忍不住感慨：“这位前辈的身体真是伤痕累累，遍布宇宙灰尘，好像还被小天体撞过……咦，那是什么？”

核心

全息影像中，一艘怪模怪样的飞船正从背后慢慢接近“旅行者1号”。它看上去像是古老的电灯泡，前端尖，后方圆润，两只机械手臂从它的“ 腰部”伸出，贴上了“ 旅行者1 号”的表面。

“那就是‘青鸟号’实验飞船。”郝布为大家解惑，“它是前去银河系的中心进行考察的。”郝布将全息投影调整到教学模式，“你们看，‘旅行者1号’的样子虽然与人体完全不同，结构上却有相似之处。比如摄像机就相当于我们的眼睛，负责观察和搜集信息；锅盖状的天线负责发送信号，相当于我们的嘴巴；中间的电池是为所有仪器提供能量的核心部件。”

眼前仿若实体的探测器层层展开，露出最中心的圆柱状电池。它通体漆黑，向外喷涌着代表能量的微小金色颗粒，那些颗粒流向探测器的各个组成部分，就像涓涓细流滋润着良田。

“电池老化会影响所有仪器的正常运转，实际上，‘旅行者1号’的电池已经超出使用寿命很久了。因为‘青鸟号’的行进路线恰好与‘旅行者1号’在此处交会，为这位前辈更换一颗新电池的任务就交给它了。”郝布进一步解释道。

“原来是这样。”何小凡和宋大力点点头。旁边的马飞飞盯着全息影像，狐疑地轻声道：“这幅画面有点儿眼熟……”

郝布点点头，“没错，你们可能在校医院或是生物实验课上见过类似的场景。”再次调整全息影像，“旅行者1号”渐渐淡去，一个淡蓝色的人体模型出现了，它的胸口处，一个红色器官通过无数清晰可辨的微细管道与人体各处相连。

“ 对，就是像心脏！”马飞飞恍然大悟。

“就像我刚才说的，人体和探测器在结构上有相似的地方。与探测器的电池对应的，就是我们的心脏。”郝布轻轻旋转模型，它再次变化，露出心脏的内里，“这就像一栋二层小楼，每一层都有两个房间，下层的大一些，叫心室；上层的小一些，是心房。它们都由肌肉组成，可以收缩、舒张。比如左心室收缩时，可以将富含能量的血液压进与之相连的血管，供人体各处的细胞使用。”

何小凡摸着胸口说：“这个‘怦怦’的声音就是心脏收缩、舒张带来的吗？”

“是的，”郝布将何小凡的左手食指搭在他的右手腕上，“你的食指感受到的这种波动就是医生们常说的‘脉搏’，同样跟心脏的运作有关……”

突然，飞船里响起的刺耳警报声打断了郝布的话。

求 助

“ 小龙，出了什么事？”郝布沉着地问道。

小龙是“翼龙号”的人工智能系统，它回答道：“收到‘青鸟号’飞船的求助信息——”伴着小龙清脆的声音，大家逐渐了解了“青鸟号”上发生的事：

“青鸟号”系列刚诞生时，人类对深空飞船搭载的引擎研究还不充分，当时的飞船预估需要至少百年时间才能追上“旅行者1号”。这样的航行速度让人类相形短暂的寿命无法进行宇宙探索任务。为了让有限的生命尽可能去往宇宙深处，有科学家将目光投向了冬眠技术。一些动物会在寒冷时节进入冬眠，呼吸、心跳都变得极慢，全身细胞也进入低能耗状态，类似的技术如果能应用在人类身上，漫长的宇宙航程就能大大“缩短”时长了。

因此，“ 青鸟号”系列飞船除了执行常规任务之外，还装载有数台实验性质的冬眠舱，用以验证冬眠技术的各项数据。没想到这艘“青鸟号”的一台冬眠舱出了问题——冬眠中的实验动物有心脏衰竭的迹象。

“小龙，通知‘青鸟号’，我们会立即展开救援，让它准备好对接；另外，立刻启用‘翼龙号’的医疗舱。大力、小凡、飞飞，你们去调试搬运气垫。”郝布略一沉吟，飞快做出了安排。

飞船内一下子变得忙碌起来。好在同学们都接受过相关训练，很快便完成了郝布布置的任务。

郝布带着学生们来到舱门前静静等待着。

舷窗外，墨黑的深空背景中逐渐出现了一艘飞船，那就是“青鸟号”了，它正缓慢旋转着调整自身的姿态。

两艘飞船的对接看样子还需要一些时间，宋大力忍不住问出了心中的疑惑：“郝老师，心脏衰竭是怎么形成的？”

“大力问得好，大家正好趁这个时间先了解。”郝布很是赞许宋大力这样认真思考的态度，他打开了腕表上的教学投影，学生们面前出现了刚才见过的蓝色人体模型，它的心跳越来越慢，血管里能量粒子的流动也随之变慢，“按照这样的情况发展下去，人体会出现什么问题？”

“没有能量，细胞会死吧？当细胞大量死亡时，病人大概也会……”何小凡皱着眉头。

郝布点点头，“在人类历史上，我们从未远离过疾病。二十世纪中叶以前，微生物感染是人类的头号威胁；之后，代谢性疾病越来越多；再后来，自然衰老的相关病症又成了人类最大的敌人。而这三类疾病，都可能影响到心脏，进而导致心脏衰竭。甚至有些小朋友，因为遗传缺陷，出生的时候便带有一颗残缺的心脏，最终都可能发展为心脏衰竭。”

看着人体模型捂着胸口倒在地上，何小凡虽然心里知道这只是模拟展示，还是忍不住有些难过。

郝布仿佛猜到了他在想什么，安慰道：“宇宙探索充满了不确定性，因此，每艘载人飞船都搭载了医疗舱，再加上医疗器械的智能化，我们可以进行各种必要的手术，包括治疗心脏衰竭。”

飞船突然微微震动起来，原来是自动交会对接已经开始了，郝布立刻招呼同学们准备进入“青鸟号”，“进入核心舱后，务必保持冷静，不要触碰任何物体。”

困局

最后的等待让人十分紧张，因为担心实验动物的情况，大家沉默着，直到“翼龙号”的震动慢慢停下来。

舱门打开后，小龙先进行环境检测，“青鸟号”内一切正常。得到结果的一刹那，郝布大步流星地穿过通道，走在最前方，搬运气垫底部的小型喷气装置快速启动，在追踪程序的指引下，紧紧跟在他身边。三位同学也排成列穿过通道，径直去往“ 青鸟号”的核心舱。

这里的空间比“翼龙号”的小许多，满是各式实验仪器。不过，最引人瞩目的，还是其中的冬眠舱——舱壁上的指示灯闪动着刺目的红光，冬眠舱里的黑猩猩就像睡着了一般，只是皱着眉头、不时扯动嘴角。

郝布在小龙的指导下，迅速拆下冬眠舱和“青鸟号”之间的管线，逐一连接到搬运气垫上，随后一路疾行，携着搬运气垫回到“翼龙号”的医疗舱。

进了医疗舱，大家发现这里已经大变样，墙壁上探出的各种设备——有做手术用的机械臂，有的带有摄像头，还有放着不知道做什么用的、不过硬币大的小玩意儿的托盘——迅速将搬运气垫和冬眠舱围了起来。

“好了，我们出去吧，手术需要无菌环境。”郝布带着学生们退出了医疗舱。

“舱门关闭倒计时，3——2——1，启动消毒程序！”小龙的声音通过扩音器传来，一直提着心的同学们这才稍稍缓了一口气。

马飞飞担心道：“什么样的手术才能救助那只心脏衰竭的黑猩猩呢？”

郝布没有直接回答马飞飞的问题，而是启发大家进行思考，“刚才我说过，心脏就像人体内的电池，当电池坏了，要怎么办呢？”

“ 送到售后服务中心换一颗新的？”宋大力试探地回答。

“ 那我们上哪儿去找一颗新的心脏？”郝布继续往下问。

“找人捐献。”何小凡不假思索地说，不过话一出口，连他自己也意识到了不妥——每个人都只有一颗心脏啊。

“其实，小凡说的也是一个办法。比如，一个人因为车祸伤及大脑，最终因此死亡，他的心脏却是健康的。如果他的亲属同意捐献，便可以把心脏移植给心衰患者。不过，这样的情况很少见，而心衰患者却极多。”郝布说。

“那可不可以用干细胞培育一颗新的心脏呢？”马飞飞想到科学实践课学过的知识。

“这也是一个可行的思路，只是培育心脏需要的时间很长。有些患者能等，也有一些，比如那只黑猩猩，已经没有太多时间等待了。”

“那到底怎么做才好，难道只能眼睁睁看着患者等死？”何小凡暴躁地薅乱了头发。

“当然不是。只要找到一种能够快速生产大量心脏的办法就可以了。”郝布用腕表的全息影像功能给大家展示了一台设备——它由两部分组成，一部分看上去像塑料做成的心脏，另一部分则像隆隆作响的冰箱，二者之间，以软管相连。

生 机

“ 这是最早的人工心脏。”郝布解释道，“ 这种设备叫作‘贾维克7型’，1982年投入应用。你们觉得它会有哪些缺点？”

何小凡睁大了眼，“它带了这么大的东西，怎么接到人身上？出门都不可能。”

马飞飞说：“它看起来制作工艺很复杂，再加上巨大的噪声，感觉很不可靠的样子……”

“贾维克7型的关键部件是一种塑料制成的气囊，通过软管与空气压缩机连接。在空气压缩机的驱动下，气囊可以模拟正常心脏的收缩、舒张，可当时的空气压缩机有一台冰箱那么大！整套设备的结构非常复杂，很容易出故障，还可能导致患者出血、感染。平均来说，当时接受手术的病人只能活9个月。”郝布介绍道。

宋大力难过地说：“所以，病人被限制活动的情况下也只能多活这么一点时间……”

“幸好，现在的人工心脏已经不是这样的了。”郝布调整了全息影像。

大家看到一个小小的圆东西，正面只比硬币大一些，厚度和手指相近；分为上下两层，每一层都伸出两个接口。

“ 这不是刚在手术室见过吗？”马飞飞立刻记起了这个东西。

宋大力一脸惊讶，“心脏？就这么个小玩意儿？它和心脏长得根本不像啊！”

“它和心脏发挥的作用完全一样。贾维克7型的出现是试图用机器模拟心脏的运行方式，但有医生想到，这么做真的有必要吗？或者说，心脏收缩和舒张是为了什么呢？”郝布问。

“为了让血液流动起来。”马飞飞毫不犹豫地答道。

“没错，人工心脏没有必要模拟真正的心脏，只要功能上一样就行。比如说，它可以利用水泵，让血液流动起来。”伴随着郝布的话语，全息影像中出现了一根血管。血管内部，血浆和血细胞向着心脏的方向流去。不过，心脏的位置已经被一台特殊的水泵取代了。它的核心部位是圆弧状的叶轮，看起来像玩具风车；而它的运行方式，宛如竹蜻蜓一般，迅疾无声地飘浮在半空之中。

在同学们眼里，血浆像是河水，血细胞如同小鱼，而那台水泵，像是一双温柔的手，将水和鱼抄起来，送到合适的地方。

何小凡觉得很不可思议，“这个硬币大小的玩意儿 里面有一台水泵？”

郝布笑着说：“普通水泵可没办法每天输送几千升的血液，这里面是用了磁悬浮泵；它还需要控制系统，因此里面有微型芯片；再者，叶轮可能伤害到血细胞，它的材料和形状也不同于普通水泵；还有电池和供电线路……数百年间，科学家们不断努力，将每一个部件的细节进行改进，再一一藏进这个小小的人工心脏里。”

尾 声

这时，小龙的声音响起：“人工心脏植入手术已经完成，病人的情况非常稳定。”

大家面前的全息投影中出现了手术舱内的情况：黑猩猩仍在沉睡中，表情明显和缓了些，它的胸膛上有一道几厘米长的伤口。伤口不大，又已经被小心地缝合上，看上去只像是被树枝划破了。

“ 希望它快点好起来。”马飞飞轻声说。

何小凡却想到了别的，“不知道‘旅行者1号’现在怎么样了……”

“‘青鸟号’即将开始‘手术’，‘旅行者1号’的最佳观察位置已锁定。”小龙立即回答道。

“小龙，快给我们看‘手术’现场！”宋大力激动起来。

郝布笑了，“虽然黑猩猩的手术我们不能现场看，但‘ 旅行者1 号’的可以近距离围观哦！”

欢呼雀跃的同学们赶忙奔去换舱外服，“回地球之后，一定要跟朋友们好好讲讲今天发生的事。”