中医阴阳的数学物理模型

梁福成 梁恬 白丽君 梁惜从历史上看，中国古代科学技术曾领先于世，而近几百年落后的原因，则在于闭关自守，自我封闭在理想的挑花源中，缺乏与外界的沟通交流，造成了被动挨打的局面。现今的中医界，如果躺在政策优惠的温床上吃老本，仅仅满足于还能治好几个病，津津乐道地在“哲学思辩”中兜圈子，置现代科学技术于不顾，我行我素，不思改革开放，不吸收和接纳现代科学，只能重韬覆辙。

自20世纪50年代起，中医基础理论中的“阴阳”，一直被误认为是等同于矛盾对立统一的哲学概念，步入了“中医理论是哲学”的误区，严重制约了中医现代化的进程。如果我们换个思路考虑问题，打破定势思维，从现代数学与现代物理学等多学科交叉的亮点上分析中医阴阳、气化的科学涵义，在中医的阴阳、气化模型与现代科学数学表达符号的系统同构性上重新认识它们的科学性，许多问题则会不辩自明。

如“阴阳”与“太极”在古代既是哲学的抽象，又是科学的模型。哲学家用它来说明宇宙大系统，中医学则用它来模拟自然世界的气化运动。这正是中医药学的科学本质和特色所在。实事求是地从客观实际出发，首先弄清楚古人要用阴阳这个符号模拟和表达什么样的自然运动现象，才能进一步利用现代科学技术说明它的科学内涵。

《一般系统论》指出：“正如在欧几里德几何学之外，还可能有无数几何学都同样能给出完整的空间构造一样，对宇宙的描述也是如此，不包含我们熟知的时间与空间的对比也同样有效，现代物理学的相对论观点就是这类见解之一”，“常有这种情况，相同的原理被发现了好几次，这是因为某个领域的人不知道他需要的理论结构已经早在其他领域研究出来。一般系统论对避免这种不必要的重复劳动将发挥很大作用”。这就是系统同构性原理的重要性。

《素问·六节藏象论》“天以六六之节，以成一岁，人以九九制会，计人亦有三百六十五节，以为天地久矣”。“夫六六之节、九九制会者，所以正天之度、气之数也。天度者，所以制日月之行也；气数者，所以纪化生之用也。天为阳，地为阴；日为阳，月为阴。行有分纪，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岁，积气余而盈闰矣。立端于始，表正于中，推余于终，而天度毕矣”给出了自然气化运动的数学表达法。

如果在夏至点的北回归线，地磁场的磁力线方向正好与来自太阳方面的太阳整体磁场方向垂直，这样就在这个“日-地空间”形成了一个“日-地磁共振场”的动态结构系统；而与它共轭对称的位于冬至点的南回归线的板块区域上，由于太阳整体磁场的投射方向为斜射，就不能构成“日-地磁共振场”，这时地磁场的磁力线又正好与来自宇宙太空的宇宙太空场方向垂直。同时，在地球南回归线所在的“宇-地空间”，则又会形成一个“宇-地磁共振场”的动态结构系统。与此相似的天然磁共振场的结构状态，也同样可以出现在地面南北纬度和东西经度相对的地理坐标位置板块区域所在的地球空间。如以经度0度为0时的区域位置上，即当地地方时“子时”的时空相位上形成“宇-地磁共振场”的同时，在经度180度的区域位置上正是12时，又会形成一个“日-地磁共振场”。这两种天然存在的磁共振场，它们的共同特点都是一阴一阳、一正一负、一南一北、一东一西，同时存在而且运动方向相反，但又同时都在同一个宇宙自然坐标系中围绕同一个轴心旋转运动。

磁共振系统可以用一个磁力线方向相对恒定的静磁场和另一个与其方向相互垂直的交变磁场之间相互作用的物理模型来描述表达。它就构成一个在数学上用直角坐标系表达的磁共振场模型。如果这个磁力线方向恒定的静磁场又是自我旋转的，好象一个自旋的陀螺或是被描述为一个有一定角动量和磁矩的放大了的量子系统，那么，处于这个静磁场中的被观测样品（生命体、细胞、分子、原子、质子、电子等微观粒子）在量子水平上的运动变化规律性，就可以用一个数学上的旋转直角坐标系的磁共振场模型来描述表达。如果我们再把这样一个整体的由两个相互垂直的磁场所组成的磁共振系统，放到一个更大范围的由另一个直角坐标系的磁共振场所组成的磁共振系统中进行研究和观察，这就构成了一个典型的开放复杂磁共振巨系统的数学物理模型。

如果我们把地球本身及其南北极相对稳定的地球磁场以及它倾斜着在宇宙太空中运动的形态，比拟为一个放大了的旋转直角坐标系，当地球上的一切物质随同地球在恒星际磁场中遨游时，一切非生命体与生命体中的原子核及电子，就如同处于磁共振系统模型中的被观测样品一样，其运动规律性的表现，如系统同型性、系统结构性以及系统的层次性原理在这里表现的十分清楚。即“气交之分，人气从之，万物由之”。

地球空间客观存在的天然磁共振场，在数学上则可以用磁共振系统的哈密顿算符来进行表达，即：

Η（t）=-1/2лhyIxBxocosΦt

这个方程由简谐振荡通式演化而来。在磁共振系统中，哈密顿算符所描述的Η（t）这个物理量，在一定的条件下，就是与ΔE=E2-E1=h?自的普朗克公式具有系统同构性的相似表达方式。这意味着在天然磁共振场存在的客观条件下，磁共振场量子完全可以作为一个单独存在的物理量而表现出自己的能力。

上式中，Η（t）为按时间周期而变化的哈密顿量；y为旋磁比（在地球自转的条件下，其平静磁场磁矩和角动量都可以视为一个变化不大的常数量，因而也是一个常数）；h为普朗克常数；Ix为恒定磁场的方向（如地球磁场的南北方向）；BxocosΦt为与恒定磁场相互垂直方向上投射过来的交变磁场（如太阳整体磁场以及宇宙太空场）；Φ为圆频率（在磁共振系统中也称拉莫尔旋进频率）；t为绝对时间（单位秒）。频率为周期的倒数。这个方程如果取消人为规定的绝对时间单位秒，用时空统一的弧度来描述表达这个磁共振场的系统状态和它对微观量子的作用，则有

Η（0～2л）=-1/2л h y IxBxocos（0～2л）

对于这个公式，如果进一步按照л/3弧度为一个独立单位，则л/3、2л/3、л与（-л/3）、（-2л/3）、（-л）分别可以代表三阴、三阳、六位、六气运动变化的状态与周期振荡过程。

阴=-1/2h y IxBxocos（0～л）

阳=+1/2h y IxBxocos（0～л）

太极和阴阳，是中国古代系统科学所提出的数学物理符号模型。“易有太极，是生两仪”；“一阴一阳之谓道”；“阴阳者，天地之道也”都是对这种符号模型所作的说明。

因为宇宙太空是一个能量辐射大系统，银河系是一个能量辐射的次级系统，太阳系又是一个能量辐射的小系统，人和生物生存的地表空间则是一个更小范围的子系统。这个子系统的能量活动必然要受到比它高层次、大范围、大系统能量活动的制约。这是由系统层次性原理所决定的。即高层次系统对低层次系统起控制作用的向下因果关系和低层次对高层次产生影响的向上因果关系所决定的。如太阳风和具有11年平均周期的太阳黑子活动周期，以及太阳活动极大年期间的太阳爆发事件，都对地球磁层、地球磁场和高层大气产生明显的影响，从而在气候和生物变化方面引发相应的表现。这就是“阴阳者，天地之道也。万物之纲纪，变化之父母，生杀之本始，神明之府也”的现代科学依据。这就是说，中医基础理论中的阴阳与现代科学磁共振理论以及地球科学与空间科学中的“宇-地磁共振场”及“日-地磁共振场”同型。这意味着中医的阴阳模型在现代科学中同样有着坚实的物质基础，中医药学基础理论在现代科学的量子场论基础上完全可以与现代科学技术顺利接轨。B16

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