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2021年4月10-11日,香山科学会议(以“揭示生命领域三大科学问题,解析人体信息能量网络机制”为主题的第696次学术讨论会)在北京召开。为聚焦一些可能产生具有国际影响力的原创性课题,开辟一片由我国科学家领衔的研究蓝海,会议倡导发起以“数字生命和全息人体”为主旨的重大科学研究计划。来自国内高等院校、科研院所、医疗研究等20多个机构的40余位多学科跨领域专家学者与会。
会议认为,当今人类面临的核心科学问题是解析生命物质和非生命物质演变的四维空间运行规律,能量、信息在其中的网络传递机制。生命体活动的本质是蛋白质及其他生物大分子的同化和异化作用的协调运动过程,此过程同时也是机体内在的能量及稳态平衡的过程。生物机体以自我更新、自我复制、自我调节的方式维系生命体活动所表征的高智能、自组织、自稳态,新陈代谢、自我修复、自我繁衍的过程也是多系统协调运动的过程。传统科学范式难以进一步系统地揭示生命过程的演变规律,必须构建新的研究范式,揭示生命体物质、能量、信息的演变、转换、传递的四维空间运行规律,解析人体能量信息网络传递机制。这是促进生命科学和信息科学深度融合发展的前瞻性、战略性和系统性研究,以开启生命活动本质的基础性与系统性研究,为生命科学研究进入“数据密集型科学发现”时代提供新范式。
生命科学领域的研究并不局限于用先进的观测手段去揭示亚细胞或分子水平的微观结构,用先进技术所发现的这些静态结构不能全面表征生命的微观动态过程。细胞、亚细胞或分子水平的微观生命活动是基于一定的结构存在所表征的结构间系统互作,以这种互作行使一定功能的时空动态过程。因此,需要建立新的科学范式,研究生命领域的上述基本科学问题,解析人体能量信息网络传递机制,系统解密生命活动本质和全面认知人体生命系统。
由此看来,生命科学又来到了认识论的新区域。这似乎是对古代自然哲学的“回归”,却是以崭新的面貌、还原论的基础而演进。基于此,笔者撰写了《生物能:生命的动力引擎——从哲学思辨到分子革命》这部思想史著作,以呼应这场伟大变革的发生。
一、从“气”到生命网络:东方智慧与科学前沿的对话
在人类探索生命本质的漫长历程中,东西方形成了两种看似迥异,实则可能通往同一终极真相的思维范式。中医学以“气”为核心的本体论,提供了一个理解生命动态、整体与关系的宏大框架;而现代生命科学,凭借其精密的分析工具,正试图层层揭开从分子到整个有机体的奥秘。本文旨在架起一座桥梁,探讨中医“气”本体的深邃思想如何能为当代生命科学的三大前沿问题——复杂系统、能量代谢与信息调控——提供独特视角,并引向一个更为整合的认知模型:人体能量信息网络结构。
1. 本体之思:中医“气”的多维内涵与系统科学
中医理论中的“气”,绝非单一、静态的物质实体,而是一个集物质、能量、信息于一体的、具有多维层级和动态演化特性的哲学与科学概念。
(1)生命的基质与动力:“气者,人之根本也。”(《难经》)气是构成人体和维持生命活动的最基本元素,它推动一切生理功能(气化),抵御外邪(正气),其运动形式(升降出入)一旦停止,生命即告终结。
(2)信息的载体与网络:气的功能在体内并非均匀分布,而是通过经络系统这一主干信息通道,和脏腑之气(如心气、肝气)这一功能枢纽,形成一个精密、高效、全息的内联网。经络是“气”的循行路径,也是生命状态(健康或疾病)信息的传递与反映窗口。
(3)与复杂系统科学的共鸣:“气”的理念,本质上是一种原始而深刻的系统论、控制论和自组织理论。它将人体视为一个开放的、内部各子系统(脏腑)通过信息(气机)反馈相互联系的复杂巨系统,并以“阴阳平衡”、“五行生克”为模型,描述其动态平衡与调控规律。这与现代系统生物学将生命视为由无数分子相互作用构成的复杂网络,并寻求其稳态(Homeostasis)机制的核心目标不谋而合。
2. 前沿之问:从“气”观照生命科学三大方向
以“气”的整合性、动态性视角审视,当代生命科学的探索可被归纳为三个相互关联的前沿方向,它们共同指向对生命网络的全面解析。
(1)复杂系统科学——从“整体观”到“网络解析”:中医的“整体观”强调“见肝之病,知肝传脾,当先实脾”,这本质上是一种基于关系和网络预测的系统干预思想。现代生命科学正通过系统生物学、网络药理学和多组学(基因组、蛋白质组、代谢组等)整合分析,将这种哲学思想数据化、模型化。它旨在绘制出人体内所有分子(基因、蛋白、代谢物)的相互作用“地图”,从而在系统层面理解疾病的发生(如“气机紊乱”在分子网络上的体现)和药物的作用机制(如中药复方的多靶点协同效应)。
(2)能量代谢科学——从“气化”到“能量流”:“气化”是“气”运动产生各种变化的过程,涵盖了人体的新陈代谢。这直接对应着现代生命科学的能量代谢研究。从细胞层面的线粒体氧化磷酸化(ATP生成),到器官层面的肝脏代谢、肌肉耗能,再到整体层面的基础代谢率,科学正在量化生命的“能量流”。中医的“阳气”与基础能量代谢、“卫气”与免疫代谢的亢进等,都存在可供实证研究的潜在联系。
(3)信息调控科学——从“神机”到“信息流”:中医认为“气”承载并传递信息,所谓“气为信息之舟”。经络传感、脉象传递、情志致病(七情内伤)等现象,均是生命信息调控的表现。现代研究则聚焦于生物电信号(神经冲动、心脏起搏)、生物化学信号(激素、细胞因子、神经递质)以及近年来备受关注的生物光子、细胞微管量子效应等潜在的信息传递形式。这共同构成了一个远比神经-体液调节更复杂的“人体信息网络”。
3. 结构之合:人体能量信息网络假说
融合以上思考,我们可以提出一个更具整合性的“人体能量信息网络结构”假说。这一结构是“气”的现代科学意象的具体化,它包含三个相互嵌套、相互影响的层次:
(1)宏观功能网络——经络-脏腑系统:这是中医已清晰描绘的功能性拓扑结构。经络是主干光缆,脏腑是核心服务器,气血津液是其中流动的数据包与能量流。其功能状态(虚实、通滞)可通过脉诊、舌诊、红外热成像等技术进行部分显像和客观化评估。
(2)中观生理网络——神经-内分泌-免疫网络:这是现代医学已证实的三维一体调控网络(NEI网络)。它通过电信号和化学信号实现快速、精准的调控,可被视为人体能量信息网络的“快速响应与精准执行系统”,与中医“卫气”“营气”的部分功能高度相关。
(3)微观物质网络——细胞-分子交互网络:这是所有生命活动的物质基础。包括细胞间通过间隙连接、外泌体等进行的直接通讯,以及细胞内基于第二信使、基因表达调控的信号转导网络。这是能量(ATP)生成、储存和利用,以及遗传信息流(中心法则)发生的层面,是“气”的物质与能量基础的微观体现。
这三个层次的网络并非孤立,而是通过“全息对应”和“跨层级调控”紧密相连。例如,一次情绪应激(宏观“肝气郁结”),可通过神经内分泌(中观)影响免疫细胞功能,并最终表现为特定基因表达和代谢谱(微观)的改变。反之,微观的慢性炎症(如代谢综合征),也会逐步向上影响中观及宏观网络,表现为疲乏(气虚)、肥胖(痰湿)等证候。
4. 未来之路:融合视野下的健康新范式
将中医“气”的哲学智慧与现代生命科学前沿技术相结合,不仅具有理论价值,更将开启健康实践的革新:
(1)诊断智能化:结合可穿戴设备动态监测生理参数(能量信息流),与基因组、代谢组等静态数据融合,构建个人“数字气象图”,实现从辨“病”到辨“人”(体质、证候)的精准健康状态评估。
(2)干预系统化:基于网络药理学,理解中药复方或针灸如何作为“系统扰动器”,重新调整个体失衡的能量信息网络(纠偏补虚),而非仅针对单一靶点。
(3)医学整合化:推动真正意义上的整合医学,其中西医的精准靶向治疗(微观干预)与中医的整体状态调理(宏观调控)优势互补,共同服务于从疾病治疗向健康维护与促进的范式转变。
从中医的“气”本体出发,我们看到的不仅仅是一种古老的哲学观念,更是一把开启未来生命科学的概念钥匙。它引导我们将视线从孤立的“零件”转向互动的“网络”,从静态的“结构”转向动态的“流程”,从被动的“治疗”转向主动的“调适”。对人体能量信息网络结构的探索,正是东方整体思维与西方分析精神在科学深水区的伟大合流。这条道路虽漫长,但它预示着一个更加 holistic(整体)、personalized(个性化)和 predictive(可预测)的健康新时代的到来。这不仅是科学的进步,更是人类对自身存在奥秘的一次更深情的回归与叩问。
二、生命科学三大前沿与人体能量信息网络机制的新进展
(未完待续)
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