中医药学理论的生物量子力学研究（一）：气作为宇间万物运动的统一能量

气究竟是什么？比较起来，这一问题多少有点像十九世纪物理学晴空上漂浮的两朵“乌云”，弥漫在传统中医药学（traditional Chinese medicine，TCM）或经典中医药学（classical Chinese medicine，CCM）向现代中医药学（modern Chinese medicine，MCM）的转变进程中，同时也在某种意义上决定着TCM向MCM的转变进程，因为全部的TCM理论和实践“大厦”几乎都是建立在关于气的理论根基之上的，而如果我们在现代自然科学的意义上回答了这个问题，我们自然就能够将TCM重建为一座MCM的理论和实践“大厦”。

TCM数千年的临床实践证明，气不仅是客观存在的，而且其关于气的理论也是一种十分有效的理论，关键是，我们需要用现代自然科学而非哲学的视野和语言回答这个问题，更需要在传统中医药学和现代自然科学之间建立起一个关于气的统一理论。

这有必要吗？有！因为在TCM理论中，气的理论是一个最具基本性的理论，气的产生、运行及其状态不仅决定着机体从生殖起始到衰老终结的正常生命过程（气的生理学，physiology of Qi），也决定着机体在内外致病因素影响下疾病的发生和演变（气的病理学，pathology ofQi），还决定着中药药性和方剂方性的发挥（气的药理学，pharmacology ofQi），甚至还决定着机体与天体的相互作用，所以，如果我们能在现代自然科学的意义上重新发现气，并且在两者之间建立起一个关于气的统一理论，那么，这不仅会催生一系列全新的生物医学理论、方法和技术，而且意味着我们就可以借助于TCM将这些理论、方法和技术全面引入临床医学，从而建立与以往所使用的临床诊断技术和药物大不相同的全新的临床诊断技术和药物。根据来自理论、中药和方剂以及临床的相关研究，我们相信，能够让我们有机会重新发现和回答“气究竟是什么”的现代自然科学将是那些处于多学科交叉边界和前沿的学科，而TCM的这一发展，将像十九世纪物理学驱散了飘在自己晴空上的那两朵“乌云”而导致相对论和量子力学的诞生那样，也将同现代物理学期望和正在寻求找到统一的力那样充满着无与伦比的科学和文化魅力及意义。

从这一期开始，我们将基于量子力学（quantum mechanics）和生物量子力学（bio-quantum mechanics）的理论及方法对这一问题进行一些有益的探索，虽为“抛砖”之举，但却期望能引出更深入的讨论来。

生物学与物理学规律的同一和统一性

在宇宙中的这个地球上，生命及其运动与地球运动以及地球上的物质运动是按照自相似、自适应和自组织（self-similarity、self-adaption and self-organizing）的机制起源和进化的，因此，地球以及地球上的物质运动规律会全息地映射在生命及其运动之中，从而使看起来似乎完全不同的生命运动与非生命物质运动之间在本质上呈现出高度的同一性和统一性，这决定了生命运动是按照物理学规律组织的，也决定了物理学规律在生命运动中的适用性。关于这一点，不仅是现代自然科学，而且也是传统中医药学的研究共识。

早期的物理学家伽利略揭示单摆周期的不变性，推导出周期与摆长之间的关系，并将这一原理用于测量时间和心率；法国医生泊肃叶研究心脏力与循环量之间的关系，建立血液在血管内流动的泊肃叶方程，奠定了血流动力学的基础；薛定谔从“薛定谔之猫”到《生命是什么——活细胞的物理学观》一书的出版，还有不断发展的物理诊断和治疗技术在临床医学中的成功应用以及生物化学、生物物理学、分子生物学直至晚近系统生物学和网络生物学的兴起和发展，所有这些知识和学科的不断分化及进步划出了一条生命按照物理学规律运动的轨迹，同时也正在实现科学家们寻求生物学与物理学统一的梦想。与此相比，特别令人惊奇的是，远在数千年以前的传统中医药学就认识到人体生命运动与天文地理运动的相似性，并由此建立了“阴阳应象”和“天人相应”、“天精地形气通于人”以及“人之肢节以应天地”的理论及临床实践体系。从这个意义上讲，传统中医药学就是一个建立在生物学与物理学统一思想基础上的医学体系，而认识到这一点是非常重要的，因为这一思想无疑会为我们研究传统中医药学开辟全新的视野和方向，也会为生物学与物理学统一理论的研究及其在生物医学中的应用提供一个有特殊意义的研究模板。

气是一种宇间万物运动的统一能量：生物能与物理能的统一

在古中国哲学和传统中医药学理论中，气是宇间万物生息变化的本原和动力，且对于宇间万物的运动是统一的，正如明代科学家宋应星在《论气》中所说，“天地间非形即气，非气即形，杂于形与气之间者，水火是也。由气而化形，形复返于气，百姓日见而不知也。气聚而不复化形者，日月是也。形成而不复化气者，土石是也。气从数万里而坠，经历埃垓奇候，融结而为形者，星陨为石是也。气从数百仞而坠，化为形而不能固者，雨雹是也。初由气化形人见之，卒由形化气人不见者，草木与生人、禽兽、虫鱼之类是也”。由此，气可以分为生发并运行于机体内的气和生发并运行于天地之间的气，基于气的统一性，机体之气与天地之气相互交感，从而把天人连接成一个统一的生命系统，这就是古中国哲学和传统中医药学的天人合一和天人相应理论，天人合一和天人相应即是天人之气的交互感应和作用。

早在1978年所写的一篇大学毕业论文中，根据传统中医药学的气及气化学说，讲气与生物能联系起来， 气是生物能（bioenergy）成为那时一个基本的研究假设。此间及以后，也出现了不少关于气与生物能的研究或讨论。从此出发，基于“气是生物能”的假设，我们之前还进一步提出了“能量医学（energy medicine）”的概念（1），且认为借助于传统中医药学向现代中医药学的转变，将有望能够推动现代医学体系从形态医学（morphology medicine）到能量医学的发展。与端源于解剖学和建立在形态思维根基上的现代医学不同，能量医学是一个基于生命的物质、能量和信息交互作用，在生命结构发生形态改变之前观察和认识生命运动的全新医学体系，而气与生物能相互联系的研究将能在这一进程和领域中发挥十分重要的作用。

根据气是生物能以及古中国哲学和传统中医学有关气在机体内和天地间相统一的学说，可以导出天地间气是物理能（physical energy）的推论，由此可以进一步导出自然界的物理能也存在一种统一的形式的推论。然特别令人感到惊奇的是，现代物理学的发展正在令物理学家们相信，自然界一定存在着一种统一的物理能形式，用以将宇间万物之中或之间不同的能量形式统一起来，以构成不同水平的物理网络和系统，就正如超弦理论（superstring theory）和能量弦线（energy string）的研究等，而这业已成为现代物理学最前沿的研究课题。

为了能够更方便地讨论这一问题，我们需要对物理学中的能量问题做一简要阐述。在物理学中，有多种不同的能量形式，例如热能、分子运动能（分子动能和分子势能等）、机械能（动能和势能）、原子能、辐射能、光能、电能、电磁场能等等，可以说，任何一种，或一种类型，或一种水平上的物质运动都和一种特定的能量形式相对应和相关联，且可以基于物质的运动参数用不同的方法进行测量或计算。在一个物理学系统中，不同的能量形式之间随时处于转换、转移和传输过程中，并且与系统的熵（entropy）和信息(information)紧密联系。在物理学中，对每一种能量形式，除了测量或计算能量的量值之外，还可以进一步分解和计算出其他与能量相关的物理参量，例如能量密度、平均能量密度、能流、平均能流和能流密度、势能面等，用以对能量的转换、转移和传输过程进行更加精细的分析。

物理能与物理系统运动的许多参数（例如动量、角动量、波长、频率速度以及空间坐标参数等）紧密相关，且是其运动状态的状态函数，能够反映一个物理系统的运动状态，当该系统的运动状态发生改变时，即可以通过系统能量变化的测量或计算对系统状态的改变做出诊断。物理能还是不同物质或物理系统相互作用的根据，不同物质或物理系统的特定运动在内部会形成特定的能级结构（energy level structure），而在物质或系统的表面（界面）都会形成一个特定的能量界面（energy interface），这些不同的物质或物理系统之间的相互作用就发生在这一能量界面上，归根到底，不同物质或物理系统之间相互作用的本质即是物理能量间的相互作用。

可见，我们既需要探究气在机体内作为统一的生物能的具体形式及其测量或计算方法，也需要探究气在天地间作为统一的物理能的具体形式及其测量或计算方法，并把存在于机体内统一的生物能与存在于自然界（主要是天体运动）中的统一物理能统一起来。

这无疑将是一个能够唤起物理学家、生物学家和中医药学家共同感兴趣的研究方向，也将是一个能够在物理学与生物学的交叉边界催生许多全新的生物物理学以及能量医学理论、技术和方法的研究领域，而这一领域的研究将改变许多物理学家、生物学家或中医药学家持有并引以为傲的观念和知识。