中醫(yī)陰陽的數(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，造成了被動挨打的局面?，F(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病，津津樂道地在“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”，一直被誤認(rèn)為是等同于矛盾對立統(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。如果我們換個思路考慮問題，打破定勢思維，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、氣化的科學(xué)涵義，在中醫(yī)的陰陽、氣化模型與現(xiàn)代科學(xué)數(shù)學(xué)表達(dá)符號的系統(tǒng)同構(gòu)性上重新認(rèn)識它們的科學(xué)性，許多問題則會不辯自明。

如“陰陽”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)家用它來說明宇宙大系統(tǒng)，中醫(yī)學(xué)則用它來模擬自然世界的氣化運(yùn)動。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這個符號模擬和表達(dá)什么樣的自然運(yùn)動現(xiàn)象，才能進(jìn)一步利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)說明它的科學(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，還可能有無數(shù)幾何學(xué)都同樣能給出完整的空間構(gòu)造一樣，對宇宙的描述也是如此，不包含我們熟知的時間與空間的對比也同樣有效，現(xiàn)代物理學(xué)的相對論觀點(diǎn)就是這類見解之一”，“常有這種情況，相同的原理被發(fā)現(xiàn)了好幾次，這是因為某個領(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。一般系統(tǒng)論對避免這種不必要的重復(fù)勞動將發(fā)揮很大作用”。這就是系統(tǒng)同構(gòu)性原理的重要性。

《素問·六節(jié)藏象論》“天以六六之節(jié)，以成一歲，人以九九制會，計人亦有三百六十五節(jié)，以為天地久矣”。“夫六六之節(jié)、九九制會者，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，地為陰；日為陽，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)動的數(shù)學(xué)表達(dá)法。

如果在夏至點(diǎn)的北回歸線，地磁場的磁力線方向正好與來自太陽方面的太陽整體磁場方向垂直，這樣就在這個“日-地空間”形成了一個“日-地磁共振場”的動態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；而與它共軛對稱的位于冬至點(diǎn)的南回歸線的板塊區(qū)域上，由于太陽整體磁場的投射方向為斜射，就不能構(gòu)成“日-地磁共振場”，這時地磁場的磁力線又正好與來自宇宙太空的宇宙太空場方向垂直。同時，在地球南回歸線所在的“宇-地空間”，則又會形成一個“宇-地磁共振場”的動態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。與此相似的天然磁共振場的結(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時的區(qū)域位置上，即當(dāng)?shù)氐胤綍r“子時”的時空相位上形成“宇-地磁共振場”的同時，在經(jīng)度180度的區(qū)域位置上正是12時，又會形成一個“日-地磁共振場”。這兩種天然存在的磁共振場，它們的共同特點(diǎn)都是一陰一陽、一正一負(fù)、一南一北、一東一西，同時存在而且運(yùn)動方向相反，但又同時都在同一個宇宙自然坐標(biāo)系中圍繞同一個軸心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

磁共振系統(tǒng)可以用一個磁力線方向相對恒定的靜磁場和另一個與其方向相互垂直的交變磁場之間相互作用的物理模型來描述表達(dá)。它就構(gòu)成一個在數(shù)學(xué)上用直角坐標(biāo)系表達(dá)的磁共振場模型。如果這個磁力線方向恒定的靜磁場又是自我旋轉(zhuǎn)的，好象一個自旋的陀螺或是被描述為一個有一定角動量和磁矩的放大了的量子系統(tǒng)，那么，處于這個靜磁場中的被觀測樣品（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)動變化規(guī)律性，就可以用一個數(shù)學(xué)上的旋轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)系的磁共振場模型來描述表達(dá)。如果我們再把這樣一個整體的由兩個相互垂直的磁場所組成的磁共振系統(tǒng)，放到一個更大范圍的由另一個直角坐標(biāo)系的磁共振場所組成的磁共振系統(tǒng)中進(jìn)行研究和觀察，這就構(gòu)成了一個典型的開放復(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穩(wěn)定的地球磁場以及它傾斜著在宇宙太空中運(yùn)動的形態(tài)，比擬為一個放大了的旋轉(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中遨游時，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)模型中的被觀測樣品一樣，其運(yùn)動規(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，萬物由之”。

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

Η（t）=-1/2лhyIxBxocosΦt

這個方程由簡諧振蕩通式演化而來。在磁共振系統(tǒng)中，哈密頓算符所描述的Η（t）這個物理量，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存在的客觀條件下，磁共振場量子完全可以作為一個單獨(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，其平靜磁場磁矩和角動量都可以視為一個變化不大的常數(shù)量，因而也是一個常數(shù)）；h為普朗克常數(shù)；Ix為恒定磁場的方向（如地球磁場的南北方向）；BxocosΦt為與恒定磁場相互垂直方向上投射過來的交變磁場（如太陽整體磁場以及宇宙太空場）；Φ為圓頻率（在磁共振系統(tǒng)中也稱拉莫爾旋進(jìn)頻率）；t為絕對時間（單位秒）。頻率為周期的倒數(shù)。這個方程如果取消人為規(guī)定的絕對時間單位秒，用時空統(tǒng)一的弧度來描述表達(dá)這個磁共振場的系統(tǒng)狀態(tài)和它對微觀量子的作用，則有

Η（0～2л）=-1/2л h y IxBxocos（0～2л）

對于這個公式，如果進(jìn)一步按照л/3弧度為一個獨(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、六位、六氣運(yùn)動變化的狀態(tài)與周期振蕩過程。

陰=-1/2h y IxBxocos（0～л）

陽=+1/2h y IxBxocos（0～л）

太極和陰陽，是中國古代系統(tǒng)科學(xué)所提出的數(shù)學(xué)物理符號模型。“易有太極，是生兩儀”；“一陰一陽之謂道”；“陰陽者，天地之道也”都是對這種符號模型所作的說明。

因為宇宙太空是一個能量輻射大系統(tǒng)，銀河系是一個能量輻射的次級系統(tǒng)，太陽系又是一個能量輻射的小系統(tǒng)，人和生物生存的地表空間則是一個更小范圍的子系統(tǒng)。這個子系統(tǒng)的能量活動必然要受到比它高層次、大范圍、大系統(tǒng)能量活動的制約。這是由系統(tǒng)層次性原理所決定的。即高層次系統(tǒng)對低層次系統(tǒng)起控制作用的向下因果關(guān)系和低層次對高層次產(chǎn)生影響的向上因果關(guān)系所決定的。如太陽風(fēng)和具有11年平均周期的太陽黑子活動周期，以及太陽活動極大年期間的太陽爆發(fā)事件，都對地球磁層、地球磁場和高層大氣產(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“陰陽者，天地之道也。萬物之綱紀(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，中醫(yī)基礎(chǔ)理論中的陰陽與現(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”及“日-地磁共振場”同型。這意味著中醫(yī)的陰陽模型在現(xiàn)代科學(xué)中同樣有著堅實(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)的量子場論基礎(chǔ)上完全可以與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)順利接軌。B16