中醫(yī)陰陽(yáng)的數(shù)學(xué)物理模型

梁福成 梁恬 白麗君 梁惜從歷史上看，中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)曾領(lǐng)先于世，而近幾百年落后的原因，則在于閉關(guān)自守，自我封閉在理想的挑花源中，缺乏與外界的溝通交流，造成了被動(dòng)挨打的局面。現(xiàn)今的中醫(yī)界，如果躺在政策優(yōu)惠的溫床上吃老本，僅僅滿足于還能治好幾個(gè)病，津津樂(lè)道地在“哲學(xué)思辯”中兜圈子，置現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)于不顧，我行我素，不思改革開(kāi)放，不吸收和接納現(xiàn)代科學(xué)，只能重韜覆轍。

自20世紀(jì)50年代起，中醫(yī)基礎(chǔ)理論中的“陰陽(yáng)”，一直被誤認(rèn)為是等同于矛盾對(duì)立統(tǒng)一的哲學(xué)概念，步入了“中醫(yī)理論是哲學(xué)”的誤區(qū)，嚴(yán)重制約了中醫(yī)現(xiàn)代化的進(jìn)程。如果我們換個(gè)思路考慮問(wèn)題，打破定勢(shì)思維，從現(xiàn)代數(shù)學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)等多學(xué)科交叉的亮點(diǎn)上分析中醫(yī)陰陽(yáng)、氣化的科學(xué)涵義，在中醫(yī)的陰陽(yáng)、氣化模型與現(xiàn)代科學(xué)數(shù)學(xué)表達(dá)符號(hào)的系統(tǒng)同構(gòu)性上重新認(rèn)識(shí)它們的科學(xué)性，許多問(wèn)題則會(huì)不辯自明。

如“陰陽(yáng)”與“太極”在古代既是哲學(xué)的抽象，又是科學(xué)的模型。哲學(xué)家用它來(lái)說(shuō)明宇宙大系統(tǒng)，中醫(yī)學(xué)則用它來(lái)模擬自然世界的氣化運(yùn)動(dòng)。這正是中醫(yī)藥學(xué)的科學(xué)本質(zhì)和特色所在。實(shí)事求是地從客觀實(shí)際出發(fā)，首先弄清楚古人要用陰陽(yáng)這個(gè)符號(hào)模擬和表達(dá)什么樣的自然運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，才能進(jìn)一步利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)說(shuō)明它的科學(xué)內(nèi)涵。

《一般系統(tǒng)論》指出：“正如在歐幾里德幾何學(xué)之外，還可能有無(wú)數(shù)幾何學(xué)都同樣能給出完整的空間構(gòu)造一樣，對(duì)宇宙的描述也是如此，不包含我們熟知的時(shí)間與空間的對(duì)比也同樣有效，現(xiàn)代物理學(xué)的相對(duì)論觀點(diǎn)就是這類見(jiàn)解之一”，“常有這種情況，相同的原理被發(fā)現(xiàn)了好幾次，這是因?yàn)槟硞€(gè)領(lǐng)域的人不知道他需要的理論結(jié)構(gòu)已經(jīng)早在其他領(lǐng)域研究出來(lái)。一般系統(tǒng)論對(duì)避免這種不必要的重復(fù)勞動(dòng)將發(fā)揮很大作用”。這就是系統(tǒng)同構(gòu)性原理的重要性。

《素問(wèn)·六節(jié)藏象論》“天以六六之節(jié)，以成一歲，人以九九制會(huì)，計(jì)人亦有三百六十五節(jié)，以為天地久矣”?！胺蛄?jié)、九九制會(huì)者，所以正天之度、氣之?dāng)?shù)也。天度者，所以制日月之行也；氣數(shù)者，所以紀(jì)化生之用也。天為陽(yáng)，地為陰；日為陽(yáng)，月為陰。行有分紀(jì)，周有道理。日行一度，月行十三度而有奇焉。故大小月三百六十五日而成歲，積氣余而盈閏矣。立端于始，表正于中，推余于終，而天度畢矣”給出了自然氣化運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)法。

如果在夏至點(diǎn)的北回歸線，地磁場(chǎng)的磁力線方向正好與來(lái)自太陽(yáng)方面的太陽(yáng)整體磁場(chǎng)方向垂直，這樣就在這個(gè)“日-地空間”形成了一個(gè)“日-地磁共振場(chǎng)”的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；而與它共軛對(duì)稱的位于冬至點(diǎn)的南回歸線的板塊區(qū)域上，由于太陽(yáng)整體磁場(chǎng)的投射方向?yàn)樾鄙?，就不能?gòu)成“日-地磁共振場(chǎng)”，這時(shí)地磁場(chǎng)的磁力線又正好與來(lái)自宇宙太空的宇宙太空?qǐng)龇较虼怪?。同時(shí)，在地球南回歸線所在的“宇-地空間”，則又會(huì)形成一個(gè)“宇-地磁共振場(chǎng)”的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。與此相似的天然磁共振場(chǎng)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，也同樣可以出現(xiàn)在地面南北緯度和東西經(jīng)度相對(duì)的地理坐標(biāo)位置板塊區(qū)域所在的地球空間。如以經(jīng)度0度為0時(shí)的區(qū)域位置上，即當(dāng)?shù)氐胤綍r(shí)“子時(shí)”的時(shí)空相位上形成“宇-地磁共振場(chǎng)”的同時(shí)，在經(jīng)度180度的區(qū)域位置上正是12時(shí)，又會(huì)形成一個(gè)“日-地磁共振場(chǎng)”。這兩種天然存在的磁共振場(chǎng)，它們的共同特點(diǎn)都是一陰一陽(yáng)、一正一負(fù)、一南一北、一東一西，同時(shí)存在而且運(yùn)動(dòng)方向相反，但又同時(shí)都在同一個(gè)宇宙自然坐標(biāo)系中圍繞同一個(gè)軸心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

磁共振系統(tǒng)可以用一個(gè)磁力線方向相對(duì)恒定的靜磁場(chǎng)和另一個(gè)與其方向相互垂直的交變磁場(chǎng)之間相互作用的物理模型來(lái)描述表達(dá)。它就構(gòu)成一個(gè)在數(shù)學(xué)上用直角坐標(biāo)系表達(dá)的磁共振場(chǎng)模型。如果這個(gè)磁力線方向恒定的靜磁場(chǎng)又是自我旋轉(zhuǎn)的，好象一個(gè)自旋的陀螺或是被描述為一個(gè)有一定角動(dòng)量和磁矩的放大了的量子系統(tǒng)，那么，處于這個(gè)靜磁場(chǎng)中的被觀測(cè)樣品（生命體、細(xì)胞、分子、原子、質(zhì)子、電子等微觀粒子）在量子水平上的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律性，就可以用一個(gè)數(shù)學(xué)上的旋轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)系的磁共振場(chǎng)模型來(lái)描述表達(dá)。如果我們?cè)侔堰@樣一個(gè)整體的由兩個(gè)相互垂直的磁場(chǎng)所組成的磁共振系統(tǒng)，放到一個(gè)更大范圍的由另一個(gè)直角坐標(biāo)系的磁共振場(chǎng)所組成的磁共振系統(tǒng)中進(jìn)行研究和觀察，這就構(gòu)成了一個(gè)典型的開(kāi)放復(fù)雜磁共振巨系統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理模型。

如果我們把地球本身及其南北極相對(duì)穩(wěn)定的地球磁場(chǎng)以及它傾斜著在宇宙太空中運(yùn)動(dòng)的形態(tài)，比擬為一個(gè)放大了的旋轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)系，當(dāng)?shù)厍蛏系囊磺形镔|(zhì)隨同地球在恒星際磁場(chǎng)中遨游時(shí)，一切非生命體與生命體中的原子核及電子，就如同處于磁共振系統(tǒng)模型中的被觀測(cè)樣品一樣，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的表現(xiàn)，如系統(tǒng)同型性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性以及系統(tǒng)的層次性原理在這里表現(xiàn)的十分清楚。即“氣交之分，人氣從之，萬(wàn)物由之”。

地球空間客觀存在的天然磁共振場(chǎng)，在數(shù)學(xué)上則可以用磁共振系統(tǒng)的哈密頓算符來(lái)進(jìn)行表達(dá)，即：

Η（t）=-1/2лhyIxBxocosΦt

這個(gè)方程由簡(jiǎn)諧振蕩通式演化而來(lái)。在磁共振系統(tǒng)中，哈密頓算符所描述的Η（t）這個(gè)物理量，在一定的條件下，就是與ΔE=E2-E1=h?自的普朗克公式具有系統(tǒng)同構(gòu)性的相似表達(dá)方式。這意味著在天然磁共振場(chǎng)存在的客觀條件下，磁共振場(chǎng)量子完全可以作為一個(gè)單獨(dú)存在的物理量而表現(xiàn)出自己的能力。

上式中，Η（t）為按時(shí)間周期而變化的哈密頓量；y為旋磁比（在地球自轉(zhuǎn)的條件下，其平靜磁場(chǎng)磁矩和角動(dòng)量都可以視為一個(gè)變化不大的常數(shù)量，因而也是一個(gè)常數(shù)）；h為普朗克常數(shù)；Ix為恒定磁場(chǎng)的方向（如地球磁場(chǎng)的南北方向）；BxocosΦt為與恒定磁場(chǎng)相互垂直方向上投射過(guò)來(lái)的交變磁場(chǎng)（如太陽(yáng)整體磁場(chǎng)以及宇宙太空?qǐng)觯?；Φ為圓頻率（在磁共振系統(tǒng)中也稱拉莫爾旋進(jìn)頻率）；t為絕對(duì)時(shí)間（單位秒）。頻率為周期的倒數(shù)。這個(gè)方程如果取消人為規(guī)定的絕對(duì)時(shí)間單位秒，用時(shí)空統(tǒng)一的弧度來(lái)描述表達(dá)這個(gè)磁共振場(chǎng)的系統(tǒng)狀態(tài)和它對(duì)微觀量子的作用，則有

Η（0～2л）=-1/2л h y IxBxocos（0～2л）

對(duì)于這個(gè)公式，如果進(jìn)一步按照л/3弧度為一個(gè)獨(dú)立單位，則л/3、2л/3、л與（-л/3）、（-2л/3）、（-л）分別可以代表三陰、三陽(yáng)、六位、六氣運(yùn)動(dòng)變化的狀態(tài)與周期振蕩過(guò)程。

陰=-1/2h y IxBxocos（0～л）

陽(yáng)=+1/2h y IxBxocos（0～л）

太極和陰陽(yáng)，是中國(guó)古代系統(tǒng)科學(xué)所提出的數(shù)學(xué)物理符號(hào)模型?！耙子刑珮O，是生兩儀”；“一陰一陽(yáng)之謂道”；“陰陽(yáng)者，天地之道也”都是對(duì)這種符號(hào)模型所作的說(shuō)明。

因?yàn)橛钪嫣帐且粋€(gè)能量輻射大系統(tǒng)，銀河系是一個(gè)能量輻射的次級(jí)系統(tǒng)，太陽(yáng)系又是一個(gè)能量輻射的小系統(tǒng)，人和生物生存的地表空間則是一個(gè)更小范圍的子系統(tǒng)。這個(gè)子系統(tǒng)的能量活動(dòng)必然要受到比它高層次、大范圍、大系統(tǒng)能量活動(dòng)的制約。這是由系統(tǒng)層次性原理所決定的。即高層次系統(tǒng)對(duì)低層次系統(tǒng)起控制作用的向下因果關(guān)系和低層次對(duì)高層次產(chǎn)生影響的向上因果關(guān)系所決定的。如太陽(yáng)風(fēng)和具有11年平均周期的太陽(yáng)黑子活動(dòng)周期，以及太陽(yáng)活動(dòng)極大年期間的太陽(yáng)爆發(fā)事件，都對(duì)地球磁層、地球磁場(chǎng)和高層大氣產(chǎn)生明顯的影響，從而在氣候和生物變化方面引發(fā)相應(yīng)的表現(xiàn)。這就是“陰陽(yáng)者，天地之道也。萬(wàn)物之綱紀(jì)，變化之父母，生殺之本始，神明之府也”的現(xiàn)代科學(xué)依據(jù)。這就是說(shuō)，中醫(yī)基礎(chǔ)理論中的陰陽(yáng)與現(xiàn)代科學(xué)磁共振理論以及地球科學(xué)與空間科學(xué)中的“宇-地磁共振場(chǎng)”及“日-地磁共振場(chǎng)”同型。這意味著中醫(yī)的陰陽(yáng)模型在現(xiàn)代科學(xué)中同樣有著堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，中醫(yī)藥學(xué)基礎(chǔ)理論在現(xiàn)代科學(xué)的量子場(chǎng)論基礎(chǔ)上完全可以與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)順利接軌。B16