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阴阳平衡现代科学物质观

已有 5558 次阅读 2007-12-18 14:42 |个人分类:中医科学|系统分类:科研笔记

    阴阳平衡现代科学物质观

一、生命与熵

熵是描述系统混乱度的热力学物理量。生命是个热力学开放系统,若把人体这个生命系统的最佳有序状态(自稳态)等价于中医的阴阳平衡态,则中医看病调理人体的阴阳平衡,就是调理人体系统的有序度(消除混乱度)。阴阳平衡量好的状态,就是系统的最有序状态。根据开放系统热力学理论可以算出系统(人体)的熵变?S为:

?S=S-S0                1

式中:

S0  ── 生命系统在某一时刻的定态熵;

S  ── 生命系统在S0之后任意时刻的定态熵;

?Q ── 生命系统与外界环境交换的总热量;

?Q ──生命系统从外界吸收的热量;

?Q ──生命系统向外界放出的热量;

?e Nj──生命系统与外界交换的第j种组元物质的摩尔数;

?i Nj──生命系统内部各种生化反应所引起的第j种组元物质摩尔数的增加;

    μj── j种组元物质的化学势;

     T── 生命系统(人)的温度(绝对温度)。

熵描述系统的混乱度,是对正常有序偏离程度的量度。因此,对生命系统而言,如果其熵变?S0则说明生命系统偏离了正常状态,要么出现了病变,要么趋于衰老,在耗散结构理论中,体现为描述系统有序状态的序参量在时空中的变化。于是,生命系统或靠自身力量进行自我调节,或借外界因素(如食物、药物、理疗等)的帮助,设法增加负熵,抵消?S的增加,使系统的总熵不增或减少,以图生命系统恢复有序(正常)。按中医的理论就是达到阴阳平衡,以保证身体健康和正常的发育成长。

但是,自然规律及生物体内的过程却总是要使熵增加,在生命系统中,围绕熵增加和反抗熵增加的斗争总会不断地进行。用熵的理论来定量讨论生命问题涉及较多的近代生物化学及不可逆过程热力学,尤其是耗散结构等多方面的知识,本节只想就中医基础理论的需要,从熵的概念出发,对生命过程中的生、老、病、死作简要说明。

1.生长

从熵的角度看,生长是生命系统从一定的有序结构过渡到更高层次的有序结构,从一定的定态熵向更低水平的定态熵过渡。这是有序程度增加的过程。显然,这只有靠增大负熵流才能办到。由于人是恒温的,T为常量,在公式(1)中,不可能靠释放热量增大负熵流,只能靠生命系统与外界交换物质增大负熵流。增大负熵流-μj?Ν最有效的办法是增加食物的化学势力μ及数量?Ν。显然,前者指的是食物的质,它要求吃进去的食物有序性要高,易于为人所用,用通俗的话说,就是吃进去的东西要富于营养,易于消化吸收,促进人体有序的增加;而后者则是指食物的量,要吃饱。总起来看,就是既要吃好,又要吃饱,才能保证生命系统从一定层次的有序结构过渡到更高层次的有序结构。按中医的理论,就是通过饮食增加“水谷精微”产生的“营气”即本节后面说的生命能。

如果人体与外界交换物质不是增加负熵而是增加正熵,吃坏了东西,这就会降低系统的有序程度,无序的增加破坏了阴阳平衡,轻者生病,重者危及生命。

2.衰老

从物理学的观点看,衰老很可能是人体熵(无序)的一种长期、缓慢而不可抗拒的增加。当生命进行到一定的阶段以后,由于各种组织系统的“自然磨损”,从而便出现了功能退化,使之与外界因交换物质而获得的负熵流变小,而内部的熵产生成分──μj?iΝ却以正值不断增加,于是导致了熵变rS的长期缓慢地增加。这是自然规律,不可抗拒。要放慢衰老进程,人们只能尽可能地设法降低rS的增长速度。

达到上述目的可以有两种方法:一是增加μj?Ν,即吃多一些,吃好一些。但老年人的机体组织功能已经开始退化,吃多了不消化,反而要以废热的形式耗散掉,并以熵变rS的形式反映出来。如果此熵增不能及时排出体外,便会增加混乱度,而使身体偏离正常有序,造成阴阳失衡,身体不适。从熵的角度看,老年人的饮食宜以产热量低、有营养、易消化、清淡食物为好。这与中医保健理论一致。

延缓衰老进程的另一种办法是降低人的体温,以减缓新陈代谢的速度。熵主要来源于分子的热运动,温度越低,热运动的进行就越慢,此时,熵增?S就越小,新陈代谢的速度就越慢。新陈代谢放慢又可减少人体器官的“自然磨损”,衰老自然延缓而至。可见,降低体温是延缓衰老,延长人类寿命的一种好办法。国外有人对果蝇进行过试验,果蝇“体温”每降低8,其寿命延长一倍。

中医气功锻炼中主张“静”养,“入静”当然能使人体内的“热运动”减慢,热熵自然就会减少,这无疑是提高人体有序度的一种好办法。中医气功入静的锻炼方法与现代自然科学理论是相通的。

3.病态

生命是一个高度有序的系统。如果生命系统由于短时间的积熵没有排除,积累下来,系统的混乱度将会增大,致生命偏离正常的有序状态,这就是生病。人生病的生理原因很复杂,从有序和熵的角度看,“熵病”就是阴阳平衡的破坏,中医吃药调理阴阳的过程,就是“清熵”的过程。

人体是一个具有自我调节能力的生命体。人生病发烧就是一个试图自我消除无序,恢复有序的自动排熵过程。

热力学理论指出,人的排熵速度与人的体温的三次方成正比,体温越高,则其排熵速度越快。人生病是体内积熵过多,要消除疾病就得尽快排除积熵。发烧是增加体温,可以加快排熵速度。可见,发烧是人体自然行恢复常态的一种本能行为。对待生病发烧,宜从“治本”──铲除发烧根源入手(消除无序源),简单地来用“冷敷”降温只是权宜之计。吃药退烧,首要的在于查清发烧根源,消除无序(积熵)产生源头。

4.死亡

当疾病或衰老使人体的积熵达到最大时,整个机体便会呈现出高度混乱的无序状态,如果医治无力,就会使人体逐渐趋于热力学平衡态。这就是死亡状态。人的死亡状态一切有序消失。反映生命有序的序参量如心跳、血压、体温、脑神经知觉等等全都等于零。人的一生到此终结。所以《中医基础理论现代科学基础》将人的死亡状态,对应人体的热力学平衡态和中医的阴极、阳极状态。



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