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中医气的现代科学含义探寻
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中医气的现代科学含义探寻
赵 国 求
气是生命物质的活力,物质的活力是指对自组织系统达成自稳态（有序）有贡献的物质运动状态或构成成分。阴阳二气则是物质运动状态或构成成分对自组织系统最佳有序状态的正负偏离，但这种偏离不超过破坏系统有序的阈值。
1.阴阳二气
中国传统文化中的“气”，具有明显的哲学本体论意义，因为古人把“气”看成是万物协调运转的基础，具有我们今天所说的物质的属性。但它与西方人认识的原子、电子、夸克等物质实体不一样。“气”分阴阳，是阴阳二气的相互竞争、相互协同、相互转化决定了世间万事万物的发生、发展与演化，而原子、电子、夸克似乎不具备这些特性。就是西方哲学本体论中的物质定义，也与“阴阳二气”迥然不同，西方哲学本体论中的物质只承担构成“物体”的“真身”这一责任。所以我们的祖先所说的“气”这种物质，既不同于原子、电子、夸克之类具体的物资基元，也不同于西方哲学本论中抽象的物体的“真身”。
作者在《中医基础理论现代科学基础初探》（赵国求 王平等 科学出版社2005元）一书中，根据中医基础理论将“精”定为物质，“精”是“气”之母，有“精”才有“气”，“气”行通畅，人体健康，万物协调的论述，将“气”理解成物质的活力，对于生命机体则是生命的活力。我们的理由是，既然“气”依托于“精”，而“精”是物质，“气”当然是依托物质的。那么，物质的什么能使人体健康，万物协调呢？深入研究发现，人体健康也好，万物协调也好，都是对一个系统而言的。对一个自组织系统，物质的活力是指对自组织系统达成自稳定状态（有序）是否有贡献的物质运动状态或物质成分自身。具体就是指物质运动的快慢节奏与物质成分的多少。物质运动状态或物质成分，有些是对达成系统自稳定状态（有序）有贡献的，有些是起破坏作用的。因此，如果“气”定义为物质的活力，那么，“气”就有“好气”与“坏气”之分。“好气”就是对系统稳定协调、人体健康有贡献的“正气”，而“坏气”则是对系统稳定协调，人体健康有害的“邪气”。
一个自组织系统的状态，我们可以根据有序的程度分成最佳有序状态、有序状态、亚有序状态（病态）、有序的破坏等几种不同的状况。最佳有序状态也就是最协调的自稳态，物质运动的快慢节奏和成分结构处于最佳状态。按照我们对阴阳概念的理解，这就是阴阳平衡的最佳状态。如果物质的运动状态或物质的成分对最佳稳定态发生了偏离，偏快（或偏多）或偏慢（或偏少），但没有超过保持系统有序的阈值范围，系统在最佳态和有序态之间振荡，那么按前面的定义，这时的物质运动状态或构成成分就是物质的活力。相对于最佳稳定态，活力“偏盛”（物质运动节奏加快）时，则系统的自我控制能力迫使系统回到最佳状态，这就相当于阴气（物质运动的慢节奏）制约阳气{快节奏}，将系统拉回到最佳状态；当阴气偏盛（物质运动节奏减慢）时，则阳气（物质运动的快节奏）制约阴气{慢节奏}，还是将系统拉回到最佳态。系统处在一个相对稳定的自我调节（系统自身具有的功能）的机制之中，因此，这时的阴阳二气是保持系统平衡的“好气”。但是，如果物质的运动状态相对于系统最佳自稳态（最佳有序态）的偏离超过了维护系统稳定的阈值，则系统就处在一种亚稳定状态，超过了阈值的阴阳二气（也就是物质运动状态快慢或构成成分多少超阈值），是坏气，也就
是邪气，邪气能破坏系统的稳定性，使系统从有序向无序转化。一旦“邪气”太盛，物质的运动状态或成分的多少达到了“快极”或“慢极”，“多极”或“少极”（也就是阴极、阳极），系统的自稳态遭到彻底的破坏，原有的系统就瓦解了（对于生命体即是生命的终结—死亡，对于热力学系统则是热力学平衡态）。可见，所谓阴阳即是物质运动状态或成分的多少对系统最佳自稳态（最佳有序态）的正负偏离。如果站在对系统的稳定有利还是有害的视角看这种偏离，偏离在阈值范围内，则构成阴阳二气,是正气；若偏离超过了阈值，则构成邪气，邪气对系统有破坏作用；阴极、阳极则是系统的彻底破坏。阴阳分离，系统瓦解。这就是阴阳二气的相互竞争、相互协同、相互转化决定世间万事万物的发生、发展与演化的现代科学解释。
上述思想可以用图1来表示。
图1表明，一个相对稳定的系统，系统内物质的自我控制能力将使系统在图中AB之间振荡，以图达到最佳有序状态----阴阳平衡态。阴消阳长，阴长阳消是中国人的形象说法，是哲学抽提。如果系统内物质的运动状态或构成成分突破了警戒线A、B之外，过快----向右，则出现阳盛证；过慢-----向左，则出现阴盛证；系统处在亚有序------即“疾病”状态。这时通过外界条件的改变（对人是医疗），或内在调节机制的增强（免疫），有可能使系统拉回到“有序”以内，甚至回到“最佳状态”，达到阴阳平衡，但也可能不行，直至系统的崩溃。中医的补“气”，就是补生命物质的活力；调“气”，就是调整、调动生命物质的活力；运气、行气、得气、就是通过针灸或思维的物质作用（起码是电磁作用），让生命物质的活力得以传递，使生命物质处于对系统稳定有益的最佳运动状态。应该注意，生命物质活力与生命力是两个不同的概念，生命力是生命能、生命的驱动力，生命的潜力的总和，生命力决定生命物质的活力。生命物质的活力对系统有序或无序作出贡献。
当对“气”作了上述界定之后，很明显，说中国古代的“气”是“物质”，有科学道理，但不准确。准确地说应是自组织系统物质的活力。它不同于西方人理解的物质。西方人将眼睛盯在构成系统的物质基元上，将构成元素从系统中分离出来认识，而分离之前的元素与分离后的元素具有相同的结构和性质。离开系统的物质基元的运动状态及成份的多少，不存在物质的活力概念。活力是针对自组织系统的稳定性而言的，它与能量与动量有关。中国人实质上是将物质基元放在自组织系统之内来认识的，物质的运动状态或构成成分变成了自组织系统有序的活力。“气”是物质的活力，既有物质的运动状态，也有物质成分自身。中医中的“气”正是这种混杂成分。因此，东方人理解的“气”是运动观指导下的“活”物质，“物”亦或系统是通过相互作用生成的，而非简单的构成。对物质的分类也以“活性”作标准。如阳气、阴气（阴精）、正气、邪气等。东西方人所站的视角不同，认识物质的方法途径有异，西方人采用分解实证的方法，由结构观得出原子、电子、夸克等分立体；中国人采用宏观整体的综合分析方法，由运动观看到个体对整体的动态相互作用、得出阴气、阳气、正气、邪气等。不同的“物”则是系统从一种稳定状态，转移到另一种稳定状态。新系统不是原有系统元素的简单重新组合，而是发生了“生”的变化。由于东西方人思维方式的根本差异，对世界的认识所建立的理论体系的差别也是巨大的，但是可以对话并在一定条件下互相可通约的。
2生命力
与17——18世纪欧洲比利时的赫尔孟特等人提出的生物体内“非物质因素”的“活力论”不同，我们把中医中的“气”定义为生命物质的“活力”，而“活力”是相对生命这个大系统而言的物质运动状态和物质成分自身。这里，“活力”是物质运动状态和物质成分（浓度）的量度。凡是对生命系统稳定有利的运动状态和物质成分自身，就是“好气”，否则就是“坏气”。生命力则是生命物质“活力”的动力之源。
1）生命能
生命能是生命体内一切生命活动的能源。生命能由生命体与环境通过交换物质和能量来获取，有些获取是直接的，而有些则需要在生命体内通过化学反应进行转化。如糖、脂肪和蛋白质等就是生命代谢过程中所需要的物质储备和能量（热能）储备。它是生命细胞活动的能量源泉，既可以由生命体从外部（饮食）直接获取，也可以是生命体内化学反应的生成物（体现生物体内物质运动状态和成份、浓度的变化）。生命活动的能量储备充足，就可以保证生命机体的正常发育成长。精力充沛、生命力旺盛，是生命能充盈的重要体现。因此，生命能是生命力的一个重要判定指标，是中医“气”的重要的动力之源。
2）生命的驱动力
我们知道，在化学反应中，催化条件不同反映速度也不同。但是反映达到平衡时，吉布斯自由能为零；吉布斯自由能愈负，驱动反映的力量愈大；吉布斯自由能为正，该过程逆向进行。生命体是一个巨大的生化工厂，有各种生物化学反应在其中进行。对系统有益的化学反应，其驱动力将会产生对系统有利的物质运动和物质成分，促进系统的稳定，增加系统的有序度，系统获得了“正气”。反之，则反。对于生命系统而言，反应物和生成物增加系统的有序是为焓，反应物和生成物增加系统的无序（混乱度）是为熵。反应物和生成物的焓值和熵值反映它对系统稳定度的贡献。
显然，生命过程化学反应的驱动力，应来源于这一系列化学过程的吉布斯自由能。但生命过程是一个活的过程，她应该远离热平衡态{死亡状态}。化学反应的平衡与不平衡总是连续不断的进行着，高熵的物质被排出，高焓的物质被吸纳，只有这样，才能保持生命这个开放系统的相对稳定性，形成耗散结构状态。诚然，保持持续稳定的吉布斯自由能的驱动，是生命系统健康成长的重要保证。
刚好，生命体就是一个开放的体系，与环境时刻进行物质、能量和信息的交换。生命体就是通过持续稳定不断地从环境中吸收反应物，放出生成物，从而保证生命体内吉布斯自由能的相对稳定的。在吸收的反应物中，一般具有较高的焓和较低的熵（相对于系统的有序而言），而在生成物中可能有较低的焓和较高的熵。生命的本能在于将低焓高熵物质排出体外，保持生命的有序，这就是新陈代谢，就是“气”的自我调节。生命是一个稳定有序的物质体系，过量（或不足）的物质和能量交换及内部化学过程控制的失调，都可能破坏体系的稳定。因此，生命体长期过盛（或不足）的新成代谢都会产生疾病（或导致衰老）。按中医的话说，就是阴阳失衡。中医药不针对具体的病菌下药，很可能就是中药能整体上提高和调整吉布斯自由能的驱动力，保持和恢复稳定的化学反应过程，保证“气”的协调运转，让机体达到有序状态，也就是达到阴阳平衡状态。
由吉布斯自由能体现的化学反应驱动力的大小，是判别生命力强弱的第二个重要指标。吃中药能提高酶的活性，可能最终就体现为加快生命体内有利的化学反应速度，增加生命的驱动，为中医的“气”提供又一动力之源。
3）生命的潜力
生命能解决生命体活动需要的能源，相对稳定的吉布斯自由能又为维持生命的存在并远离热平衡态，提供了相应的驱动力，但生命还有更加重要的功能，这就是细胞复制。细胞复制有两种形式，一是用新生细胞取代死亡细胞；一是生殖，通过细胞复制形成新的个体。
生命体通过复制来延续自身的生命过程。细胞对自身的复制属低层次复制。在细胞层次，一个细胞有确定的寿命，最终难免死亡。但细胞通过分裂而复制，一方面使自己的生命功能和信息不断地通过新生细胞传承和延续，达到死而不亡；另一方面，在更高的生命层次上，低层次的生命体的复制可以通过量变而引起质变，从而产生新的生命功能模块。新的细胞代替死亡的细胞、质变引起的功能的完善，让生命得以延续并不断发育成熟。因此，生命体的寿命除了受生命能和生命驱动力的影响外，还受其内部低层次生命细胞复制能力的影响。一个小孩的生命力旺盛，并非说他的生命能强大，也不是指他的生命的驱动力强大，而是指他具有更大的细胞复制和功能器官、组织的完善、修复能力。这就是生命的潜在能力。它是先天的，与生俱来的，与亲代的遗传相关。由生命的潜力决定的一切物质运动状态、物质成份、浓度的变化、运动、信息的传递，就是中医的“先天之气”——“元气”。它是生命之本。
高层次复制是新生命的复制，它通过生殖来完成，从而实现生命种群的繁衍与延续。生殖复制出来的新生命在遗传基因的调控下，又重复细胞复制，一代新个体又成长起来了。所以生殖复制过程中各种遗传信息的保留，对新生命一生中的健康成长具有先天的决定意义。中医“元气”当然也包括授之于父母的遗传物质—基因的状态和结构，它是潜在的生命活动，所以我们也把它归于生命的潜力。
生命力由生命能、生命的驱动力、生命的潜力构成。它是中医“气”的现代科学物质观基础。中医通过调理“气流”来调理阴阳，就是通过对生命力的调动，使生命活动达到最佳有序状态------最佳阴阳平衡态。中医是通过修复系统稳定性，使系统达到最佳有序状态的医学。
(注：此文发表于2005年4月中国中医药报)
https://blog.sciencenet.cn/blog-315-3988.html
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