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发表于 2003-8-3 17:45
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超光速研究:打“相对论”的主意
气的现代科学本质与气集,气元,量子气
96年中医最大古迷之一的古典气(经络)的本质已被我们初步揭示,并给出了现代整体-还原统一的气的定义:构成和维持机体生命活动流动着的最基本的东西(THINGS),即"物质(MATERIALS)-能量-信息-功能-空时"等的多元统一体,广义波.且提出了气集合,气元素的新概念,找出了气的实验对象,阴阳二气,阴阳五行的分维,并与现代科学接上了轨.使中医,气向现代化,科学化,精细化迈出了革命性的一步.
祖先在企图揭示气实质时,给出了沿用至今,且有几千年历史的古典气概念,即把哲学的气定义为:是构成世界的最基本物质(MATERIALS);中医的气被定义为:是构成和维持人体生命活动,流动着的最基本物质和功能.前人在提出这个经典气概念,暨试图解释,或似乎解决(阐释),气本质,这个最大古迷的同时,又给后人--我们留下(设下)了一个更大的迷团,迷雾和难题,气是什么(气问题还是没有解决)?古典的气定义还是没能解开气的奥秘!搞清气的本质!现代学人不甘寂寞,力图在气的实质上有所突破,建功.也曾尝试做过许多不楔的努力和奋斗,比如提出了气功之气是能量或能源物质,或是信息等.受西方现代分析还原科学的影响,这些分解,还原,单一的,物质、能量、信息三者分离,分裂,独立的准新诠释也没能从根本上解决,突破和逾越古典气本质的千年古迷之障,总差一点点--一层薄窗纸没有捅破.其未能突破的根源,就是这类分解,还原法的解释失去了祖宗--中医的精髓"整体观"的本源.而气的内在本质,恰恰应该是始终不离的中医"整体观"的大法与根基.依此,1996年,我们正式,明确,概括性地提出了气(Qis-THINGS)的现代新观念,新思维,气应该是整体,动态,多变化,非线性,一元化的"物质-能量-信息-功能-空时"等的多元统一体,广义波.整体,笼统,粗糙,概括的古典气概念应该修正为是"气集合(气集)",其下还应有子气如"子气集",及更深层次的组成"气集"和"子气集"的"气元素(气元)"等.此等较多的气新概念的构建,创造,为古老气学说的现代化,科学化与革新,以及气的物质基础和研究对象的确定,阴阳,经络实质等奥秘的揭秘奠定了理论基础和实验的根基.
一.气的现代科学本质:新的思维,新的统一,霍隆气
包括中医整体气的新统一,整体-局部,整体-还原,综合与分析的统一,宏观-微观的统一,静态-动态的统一(静指有形,"软"固态,结构;动态偏向流体,无形,运动).霍隆气的出现.
1.气的现代科学内涵:从气的古典内涵看,它是一个宏观化的整体概念,而不是微观精细现代化-科学化的概念,是古老粗放,对宇宙奥秘了解不清,不深,表面化的心得,想象,就象西方古代的”四元”.它充分体现或反映了古代国人对宇宙的粗糙,朴素,模糊,笼统,宏观,哲学化不精细的认识,他们认为气应该是宇宙万物的总括,全集.而当时人类(包括西方)对自然的认识也只限于世界是物质(+精神.木,水,气,火,以太五元)的,且精神(信息)与物质(能量)是分离的,即宇宙世界万物都是物质(隐含着能量,信息等)的.故把气笼统地看成是(无形的)"物质",而其本意应该还包含着其背后更多更深微观-还原的内涵和内容,即物质背后所潜含的运动(能量)和信息的构成世界的第二,第三要素.近代气的研究者恐也混淆和忽略了古典宏观的"物质(=物质+能量+信息.三要素的和)"观与现代宏观-微观统合的物质观(世界三要素之一)的差别.这是造成气实质的奥秘一直没能真正揭开的重要关键性的原因之一.
现代的气(Qis)概念,应该是将被西方分析还原微观化,科学分解了的世界三要素"物质,能量,信息"等与整体-宏观的古老气的重新创造整合,宏观-微观,整体-还原的合并与统一,还整体一元气之本来面目.气是"信息-能量-物质-结构-功能-空间-时间",物质-场,物质-属性等的多元统一体,广义波.即宏观无形,微观有形的"东西THINGS(MATERIALS-ENERGY-INFORMATION)".广义波显示了中医的恒动性,包括物理波,化学波,生物波,社会波和宇宙波等,或物质波,能量波,信息波等.物理波-广义物质波:是古典机械波(媒介波.如声波,水波等)+电磁波(光,电,磁波)+量子载体波(量子论(力学),量子鬼波,德布罗意物质波的新诠释:载波粒子(阴阳合体)=波动粒子=粒子(量子.阴)平动与振动(阳.三维)的矢量和)的综合;化学波:是物质在化学反应中含量,浓度等的波动,振荡与变化;生物波:生物特征,指标,量值的波动变化,如细菌,细胞,生物种群,生化物质,反应,生命循环等的数量多少,含量的涨落波动等;宇宙波:宇宙环境诸因子的波动变化,如时令,宇宙线,太阳黑子等的波动变化等.
2.气的现代科学化外延:既然气是"信-能-物-场-属性-功能-结构-空时"等的统一体,广义波,宏观气与微观气,整体气与还原气的统一,它与西医,现代,甚至未来科技挂上了勾,接上了轨(铺轨奠基),那么中医气的外延即应是一组,一类,一群宏观上西方已经发现和尚未发现的生命(活性)物质-能量-信息等的总和与概括.即是由西医组成生命有机自组织体的物质流,能量流,信息流(物质流-能量流-信息流)等在空间-时间中的微观基本组成元素(气元)的集合,组合群体.如糖,蛋白质,脂,核酸,矿物质,维生素,激素等.可以分为气混合物,气化合物,气分子,气原子,气基本粒子等;气粒子,气波,气量子,气场等.
3."气"与生命之"气体":中医生命体的本源之"气"恰是气体之气"CO2(和O2)",与能量之光量子等相互作用生发而成.植物通过吸收空气中无序的CO2气,再经太阳光能的照射,土壤中的肥料,经光合作用生长成为有序,有生命的生物:植物-碳水化合物-蛋白质-脂肪,维生素,微量元素等,有序的化学能量,物质和信息的集合体,并呼出另一气体(无序)"O2"-中医之气.植物又成为食草动物的生命食粮,吸入O2气排出CO2废气;食草动物又成为食肉动物的盘中餐,为食肉动物提供物质-能量-信息来源.植物生命体之气的"物能信"来自CO2-太阳光子和基因等,动物之气"信能物"来源于基因-植物或肉和氧气O2.是生命物与非生命物,有序与无序"双气大循环"宇宙图景的体现.
4.气的现代定义:气是构成和维持人体生命活动的,流动,变化着的,一组一群,多元最基本的生物活性物质(THING)-能量-信息-结构-场-属性-功能-空时-意识等的组合,集合统一体,广义波.在生物体,"气"主要是以液体(液态),液气混合,化合的微观统一体(离体提取,纯化,处理后可成固态)或适量气体状态存在,是生命体新陈代谢,信息调控的动态微观的基础"东西(THING.物-能-信-场-属性-意识-智能等)",是生命体软,硬"活结构"发生,生长,发育,修复,构建,调控的"基本,基础物质,材料(MATERIALS-THING.基材)"和能量,信息的来源,载体.是宏观不可见-无形,微观有形,无形(物质+状态(能量+信息)),可见,可测;物质,非物质的生物物质,能量,秩序(信息),结构,功能,心理,智能,社会人文等的综合,组合,混合体,多种"东西"的集合.复数。
5.一元,统一,整体-还原,一体化的气的新概念,其意义是强调和体现古老中医的整体观与现代科学的整体-还原统一的,构成世界的三种基本要素还原论的"物质-能量-信息"的"统一不分性"的还原的整体性, 或整体的还原观:整体观-还原观,宏观-微观的统一.在现代科学的物理,化学,生物学等中,所有实际的自然变化与反应都是三者共同作用,共同变化的.只是在不同的时间,场合(地点,空间)三者所起的作用,功能等的重要程度的不同,有时偏向"物质性",有时倾向"能量性",有时表现"信息性".但通常三性是混在一起不分不离的,如化学反应中,即有物质的变化转换,又有能量的交换参与,还有信息的识别等三者缺一不可.而西方分析,分解的科学,其物质,能量,信息分解,分离的描述研究,是理想化,简单化等的产物,不是实际的情况.其三性的重要程度可以评价,可通过类似热力学第一定律(U=Q+W)的E=EP+Eq,物-能,能-信,物-信关系,其中,P+q=1(状态,秩序,信息不灭关系,信息守恒定律〕.F(T)=F(M)+F(E)+F(I),物质性的功效指数=F(M)/F(T),能量性的份额指数=F(E)/F(T),信息性的重要度指标=F(I)/F(T).显然,F(M)/F(T)+F(E)/F(T)+F(I)/F(T)=1或100%.通常, 0—结构-功能(_智能)学.
6."空间-时间的气",气-空时,信能物-空时:就是气在三维空间,一维时间,四维时空上的坐标或运动变化的规律,如气机等.
二.气集合,气元素,阴阳二气集,群:气的物质基础,理论基础,气的(实验)对象
1.气集合-宏观气:气概念的科学化,实在化
宏观-整体或广义中医药的气是气集Q,气(集)Q是构成和维持人体生命活动的宏观广义的最基本的物质-能量-信息-功能-结构-空时(-场-属性)等许多"东西"—狭义微观-还原的气元素的总和,整合,集合体.包括内气集,外气集(外来气集,外出气集);子气集;气元集.内气集:是人体内部维持,构建机体生命活动,新陈代谢的物理,化学,生物,生化,信息等(细胞,组织,器官,系统)变化着的相关物-能-信-结构-功能-场-属性等的总和,集合体.如,糖,蛋白质,脂,激素,神经递质,免疫物质等;外气集:是机体的外环境,参与(帮助,支持,维持,破坏.吐故纳新)生命体(自组织系统外环境)构建,维持生命活动的相关物-能-信-场-属性,因子等的总和,集合.进入的气集叫外来气集(氧,食物,社会精神,物质,经济,心理因素等),释出的气集称外出气集(二氧化碳,代谢废物,热,气功外气?等),二者统称外气集.还可有内,外气混合物集,气化合物集,气分子集,气原子集,气基本粒子集等;气粒子集,气波集,气量子集,气场集等.营气,卫气等就是子气集Qj.
2.气元素-微观还原的气:气的物质,理论基础,(理论,实验)对象
中医药的微观-还原狭义,精细,具体,实在的气--气元q,是构成或组成中医人体--大小宇宙的气集合,及子气集的基本单位,单体,元素(要素).气元是构成和维持中医人体大小宇宙生命活动的最基本的物质-能量-信息-功能-结构-空时(-场-属性)等的相对独立的(基本)单元,基本单位,基本体,单体,因子.也有内气元,外气元(外来气元,外出气元)之分.气元可以是气混合物,气化合物,气分子,气原子,气基本粒子等;气粒子,气量子,气场等.即气混合物元,气化合物元,气分子元,气原子元,气基本粒子元等,气粒子元,气量子元,气场元等.如西医的酶,免疫球蛋白,基因,荷尔蒙,多肽(氨基酸),维生素,电解质等.即气的物质基础或实验对象气元,它与西方生物(活性)物质单体相对应.相应的就可以有气元的含量,浓度,反应速度,气化,气机--气元的变化,反应,转换机制等现代科学概念与科学实验的介入.
气集合与气元素间的关系:气集Q是气元q的上位属概念,气元是气集的下位种概念,两者是种属关系,不在同一层次.气元q∈Q,子气集营气,卫气,元气等之气元qj∈Qj.子气集Qj≤Q(符号”≤”表示”包含于”),子气集并和集(总并集)∩Qj=Q,子气集的交集∩Qj≠0.澄清了传统气的概念,即气集与气元的含混混淆关系,使气成为精细的科学.
3.阴阳二气群:阴阳,表里,寒热,虚实八纲实际是一群.阴阳二气也是,都有群,分形的特征.
三.气本质异构表述的差异:"信-能-物..."之气与"物质、能量、信息(物质、功能、信息)"之气?表述的差别
近来, 受我们新观念,新思维(或新发现)的影响,逐渐见到少许气实质="信息-能量-物质-功能-空时等"表述的变形,变换,变构的异构使用,如把气直接,明显或隐含,暗示地释作"物质、能量、信息","物质、功能、信息"等.此等分离的表述,粗看与整体化的"气=物-能-信-功能-空时等"的记述一样(近似,类似),无什差异,而实则确是有异.(气≈)"物质、能量、信息"的表述实际上还是简单,表面化地沿袭了西方分解,还原,局部,非整体的旧观念.严格说还劫留了"还原论"的旧烙印,对中医整体观及新的还原-整体(整体-还原)观缺些深入的认识,理解和感悟.最起码的是偏离了中医整体观,统一化,气一元化的主旨,"还原-整体观"就更不用说了.严格讲:气≠"物质、能量、信息(物质、功能、信息)",“ 物质、功能、信息”≠"物-能-信-功能-空时等",整体化的气应该是:气≡"物-能-信--结构-功能-空时-..."--宇宙,人体总体,还原与整体的全括,全集.对不同的气,其排列次序会有些许变化,但统一整体化的主旨本源不能变.
在自然界存在的许多物理变化,化学变化和生物学变化等过程中,世界三要素物,能,信是"混合"在一起"共同"变化的,而不是象经典物理或化学中所分别描述物质,与能量的独立,单独的变化.分离,独立的物质,能量,信息的变化描述是科学研究的艺术手法,是一种理想化,简单化,理论,分析,讲述,讲课,描述的需要.混起来描述复杂显乱,不易讲清,还原分解开来清晰易辨.比如物理学中,物质,质点的实际运动,不单是运动速度(能量),加速度等的变化,肯定还有物质,质量的变化(被忽略);在动力学中,能量(运动)的变化影响到质量(物质)的改变,这是爱因斯坦的狭义,广义相对论所揭示的物质,运动(能量),空间,时间的整体大统一(还没包括信息),以及质能关系.分子运动论或热力学中,信息要素开始登场.热力学熵和统计熵等.在化学反应,和生物学变化中更是明显.在化学反应过程中,随着物质交换的进行,能量交换也参与其始终"不能分割",信息的识别,转换,也从头贯尾,并不落后,并不孤立,化学中也有专门的学科.故气的"物-能-信-..."的整体联合统一的记述,记号,符号法是必须明确的,不能含糊(模糊黑箱.差一点就差好些—“蝴蝶效应”).记号"物质,能量,信息,..."还算不上是气!还只是还原的三要素,而不是(严格的)气!
气的还原-整体,宏观-微观统一化的两种描述"信息-能量-物质-结构-功能-空时等"与"物-能-信-结构-功能-空时等",有些小区别.但是,鉴于此两种表示的整体化(格式)特征,两者都是最贴近"气实质"的较严密,较完备的表述形式,当然,还可以有其它的排列组合方式.式中组员的排列次序,反映了该因子在整体中的重要程度,和含(金)量(内涵)份额,是偏重信息,还是倚重物质等.在自然界,或生物的生命活动(物理,化学,生物变化,反应)中,物质性-能量性-信息性不是分离,彼此不相关的.比如化学(生物)反应中,得先有(信息)识别,随之才有物质和能量的变换(或三者同时作用,变化,有小的或无时间差),三者是相互依存,不可分离的,这正是中医整体观气的优势体现.在生命活动中,世界三要素"物-能-信流"的整体性就更不用说了.生物学,细胞生物学,细胞社会学(群),神经生物学,分子生物学,结构生物学等以略有体现.在物理,或物理化学,热力学中已经推出了"信-能-物"三者变换关系的数理公式.以及阴阳二气的二分,三分分形集的分维(分形维数)为1,即道一生二(阴阳),二生四(三生万物),....五行集的分维是1.4650,阴阳五行集的分维2.0959,五脏六腑集的分维2.1827,十二经脉(六经)集的分维2.2619等.
古典气定义没能完全表述清楚气的本质与内涵(外延),造成了气的概念不清,对象不知,更没法量化(定量,数理化,科学化),虚渺神玄,是导致"气"千古迷团的重要原因之一.古典气概念是不完备的.以往(近代)对气本质的探索,其基本概念表面化继承太多,实质性的破,立太少.而中医,气(阴阳,经络),只有破(继承一点,破一部分),才能立(创新).古典气是物质,是功能的阐释有些缺欠,是引发许多问题不能解释,非科学的东西太多的根源.气="物-能-信-功能-空时-...",气集,气元的诠释,在许多层面解开了中医的千古迷团.正如今年世针联大会上王雪苔教授所报告的"气的理论突破"恐就在于此.
四.气与血
人体是自组织巨系统,其中的信息,能量和物质流,就组成了生命或自组织系统的物质和功能基础.而中医或气功中的"气和血"也是与西方科学中的信息,能量,物质流密切相关的,她们也脱离不开信息,能量和物质,这个自然规律的基本范畴.中国传统生命学的"气和血",就是"信息-能量-物质"的三元统一体,虽然,西方科学中还没有这种称呼.并且,它们是以"媒介波"或"载体波"的"广义物质波"的形式变换,传输的.它是对生命体或自组织系统的一种新认识.
从宏观(广义)看,同样都是由"信-能-物"统一体组成的广义物质波集:气和血,在组成和功能上是有所不同的.气集偏重于信息功能方面,它是以能量(信-能)或物质(信-物),或能量-物质(信-能-物)复合体作为信息的载体,即信息流来转运,传输,处理信息的.其信息方面(信息流)的作用就占据了主体地位,而能量或物质方面的功能就退居其次了.
"血"与"气"不同.血的集合体是以能量或物质功能为主体的.信息只是伴随在能量或物质功能之外的附带的特性,以便用以在自组织系统中或生命活动中,作为物理变化,化学或生化反应,及生物学效应中的特性识别信息(物理识别,化学识别,生物识别等).中医的"血"是生命体中物质代谢,能量代谢或物质-能量代谢的物质基础,是"物质-能量-信息"流的统一体.比西医的"血(液)"内涵要深得多.
中医或气功中的"气血",可以以"媒介波"或"载体波"的方式转换和传输.媒介波就是经典机械波,是以媒介作为波的传输媒体的,连续介质的扰动.用"媒介波"称呼更能体现经典机械波不能缺少媒介的特点.
"载体波"就是粒子波或物质波,即纯物质的物质波.它是以物质粒子为波的载体传送波动的.它是平动(运动)粒子的扰动,是物质粒子的平动与振动的矢量和,即平动粒子+振动=粒子波.其波动方程与古典机械波波动方程一样
y=Acos(2π/λ)(x-ut) 1
y=y0e-i2π(υt- x/λ) 2
э2ξ/эx2=(1/u2)(э2ξ/эt2) 3
他们是"波粒两性统一"的,定域性与连续性互容的"粒-波统一体",是量子论新诠释的基础.波动方程1(2),3式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ,故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u=(υh)(λ/h)
=E/p
广义物质波是媒介波和载体波等的总和.可以是物理波或化学波.其波动方程也是统一化的1,2,3式.由广义物质波方程2式,还能演绎出薛定谔方程.他是解开量子"鬼波"奥秘的金钥匙.
信息-能量-物质流统一的广义物质波,是气血概念的基础.他使传统生命学与现代科学建立了明确的联系,使中医或气功由定性向定量,由传统向现代(科学)迈出了革命性的一大步.同时又有望促进世界科学的发展和进步,这些都是传统与现代结合,所迸发出的最璀璨的火花.
(一).中医针灸气化与气血间的科学联系:信息-能量,信息-物质转换关系
中医的气和血实际是指一大类或两类东西(物质等),即西医或西方科学中所指的,一些已发现和尚未发现的生物体内的生物活性物质或场(属性.信息,能量等).中医的气血还可以再分为一些小类,如营气,卫气等.气和血概念的两头或两个极端比较容易划分,靠近中间部分气和血的划分会有些复杂,两者有些交叉重合,边界模糊或相混合,即在功能上等有许多相同或重叠的地方.若想把气血概念从中医的概括性,模糊性,混沌性和抽象性中解脱出来,方便的方法是在西方现有科学或未来科学中寻找对应体或类似物.前些时我们提出的,科学化的由"信息-物质-能量"三者组成的,或一元,或二元,或三元统一体的广义物质波(媒介波和载体波的集合)的气血概念,已做过论述.其中一些概念,象二元,三元统一体,介质波,载体波,广义物质波和量子论的新诠释等,西方科学中还未见类似的提法.有了科学化的气血概念,就可用科学化的方法,如热力学来描述和探索中医针灸中气血间的调控,运行,转换,转化关系.
通常中医的"气"更偏重于"信息"方面(当然,还有能量和物质方面的功用),多起调节作用.而"血"则在"物质和能量"方面的功用更大.由热力学第一定律推出的,dU=dQ+dW=TdS+NRdQ/dS,可以反映信息量的热学熵dS与无序能"热Q"和有序能"功W"间分别呈正比dQ=TdS和反比关系dW=NRdQ/dS(隐含着信能转换关系).即信息I(气)指标熵S,无序度p(I)和有序度q(I)与物理学的能量E,热和功,及物质M(血)之间,存在有定量关系.总能量Et,与有序能Eo=q(I)Et,无序能Eno=p(I)Et间有关系式,Et=Eo+Eno=q(I)Et+p(I)Et,其中,q(I)和p(I)是信息函数,可以是统计熵S=klnW或热熵dS=dQ/T及有序度指标[4]等变换而来,且q(I)+p(I)=1.则信息和能量间存在有转换关系,或"信-能转换律":q(I)=Eo/Et,p(I)=Eno/Et.也可有量子化的公式.
类似的,仿"信能关系(转换律)"可以得到"信息-物质关系(转换律)".由自组织系统(或子系统)的总物质量Mt,及有序物质Mo=q(Im)Mt:指能生成和参与(生命有机体)有序自组织结构和功能的物质的量,无序物(废物)Mno=p(Im)Mt,得Mt=Mo+Mno=q(Im)Mt+p(Im)Mt是开系统(闭系统也成).则"信息-物质转换关系"为,q(Im)=Mo/Mt,p(Im)=Mno/Mt."质-能转换律"早已被爱因斯坦发现,"信能","质信"转换关系同"质能转换律"一道,加深和丰富了人类对自然的了解和认识,揭示了自然界普遍存在的物质,能量,信息三大流,以及气血概念的内在本质,相互关系和奥秘,意义深远."气血"调控转换关系都被包含在上述三关系中,并且也是气化,气功机制诠释的基础.而传统生命学:中医将成为联古今,系未来的巨大纽带,携古提今通向未来科学.
(二).科学化的气血新概念: "信息-能量-物质-功能"多元统一体的广义物质波
中医针灸中的"气血"概念,与西方科学中自组织系统的信息,能量,物质流概念是相互对应,密切相关,难以分离的.并且有所超前,近似等价.气血是"信息-能量-物质-功能"统一的,或一元,或二元,或三元的广义物质波(物理波,化学波,生物波)的统一体.
从宏观(广义)看,同样都是由"信-能-物-功能"统一体组成的广义物质波:气和血,在组成和功能上是有所不同的.气偏重于信息功能方面,虽然也有能量和物质方面的功能.它是以能量(信-能)或物质(信-物)二元统一体,或能量-物质(信-能-物)三元复合体作为信息的载体,即信息流来转运,传输,处理信息的.其信息方面(信息流)的作用占主导地位,虽然也有能量或物质方面的功用,但已退居次席.
"血"与"气"不同.血是以物质或能量功能为主体的.信息(生理信息+意识信息)只是伴随在能量或物质功能之外的附带的特性,以便用以在自组织系统中或生命活动中,作为物理识别,化学识别,生物识别等的识别信息.中医的"血"是生命体中物质代谢,能量代谢或物质-能量代谢转换的基础,是"物质-能量-信息-功能"流的统一体.比西医的"血(液)"内涵还要深广些.
中医针灸中的"气血",可以以"媒介波"或"载体波"的方式转换和传输.媒介波就是类似经典机械波的"介质波",它是以媒介作为波的传输媒体的,连续介质的扰动.其连续或非定域性也是相对的,在某些尺度他是连续非定域的,而在更小的尺度其"介质元(媒介元)"也是离散,非连续的"小粒子",其间也有空隙,间断,也具有定域性.
"粒子载体波"就是粒子波或物质波,即纯物质的物质波.它是以物质粒子为波的载体传送波动的.它是平动(运动)粒子的扰动,是物质粒子的平动与振动的矢量和,即平动粒子+振动=粒子波.其波动方程与古典机械波波动方程一样,即广义物质波波动方程y=Acos(2π/λ)(x-ut),
y=y0e-i2π(υt- x/λ),
э2ξ/эx2=(1/u2)(э2ξ/эt2)
他们是"波粒两性统一"的,定域性与连续性互容的"粒-波统一体",是量子论新诠释的基础.上述波动方程式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,即u=υλ=hυλ/h=E/p.
广义物质波是媒介波和载体波等的总和.可以是物理波或化学波.其波动方程也是统一化的方程式.由广义物质波方程2式,还能演绎出薛定谔方程.他是解开量子"鬼波"奥秘的金钥匙.并使中医与针灸由定性向定量,由传统向现代(科学)迈出了革命性的一大步.同时有望促进世界其它科学领域的发展和进步.
五.中医基础的物质性
(一).波粒统一的广义物质波,广义粒子
中医中的"物质",如气血津液等实际上蕴含着西方科技中的"物质和场",是"信息-能量-物质"的统一体.物质的概念好理解.场比较复杂,又涉及到量子论中的"量子鬼波".量子波(物质波)的本质与诠释一直是一个迷.只有一些含混,模糊的不能令人满意的解释.传统观点认为:物质波不是什么东西(纯物质)的波动,是一会儿是波,一会儿是粒子的"东西?".这"东西?"到底是什么也一直没能搞清楚.量子波实际应该是一种"载体粒子波",他是平动的载体粒子的扰动,是平动粒子与振动的矢量和(平动粒子+振动=量子波),它与古典连续介质的机械波(媒介波)的定义:连续介质的扰动类似.此处的"粒子"不同于经典的,特指物质的粒子.它是"广义粒子",即物质粒子和场粒子的总称."场粒子"常是近0(零)质量,甚至是近0体积的能量粒子(能量子或量子),它是能量不是"物质"(物能一体化),但是,它又通过爱因斯坦的质能关系与物质粒子产生密切联系,也可以说成是物质的另一种表现形式.爱因斯坦的"质能关系",表明了物质与能量间联系与内在定量关系,它是联结物质与场的桥梁,是物质与能量与场间相互转化的纽带,隐含着物质与场,与能量的统一.物质粒子,就是人们通常所认定的实体物质,一般是指质量不为零的,又占有一定空间尺度的物体.量子波就是以能量粒子为载体的波动运动的"粒子"(就象抛出的摇摆晃动的石子,不是连续介质的扰动,而是平动(石子)粒子的扰动).因此,这个载体粒子波,即具有粒子的定域性,又具有波的波动性(干涉,衍射),是波性与粒子性的统一体,它比传统互补的"波粒二象性"更深入了一步,是量子鬼波的新诠释.广义物质波是经典物理的媒介波与现代量子力学的载体波的统一体,可以包括物理波,化学波,生物波,生态波,社会波,经济波和宇宙波等等,可以说是宇宙或世界上所有"波"的全体.电子,光子等就是能量值或"能量密度"不同的能量子"低密度的物质粒子",广义粒子.中医中对于气血等的物质性的认识,实际上也涵概了"物质与场",并且还预示着"物-能-信"等的全能物性的概念,一是组成的概念,二是变化与转换的观念.中医的"物质"观,是物质与场,物与能与信息,物质与精神,粒子与波,量子与场的大统一体.
(二).中医气血的物(质)性与宇宙广义波的关系:多种波的统一
生物体中各种物质和属性的变化,常常不是简单,线性和静止的.它们往往是多涨落,多振荡,多飘移,多跃迁的,复杂非线性,混沌分形,动态的,多种波的组合体.它们的物质流,能量流,信息流,及结构,功能等的变化也都是这样.中医理论及中医诊治原则与方法的模糊多变性,也正是生物复杂性,多样性和波动性在中医医理上的真实反映和体现,它也恰好是中医的精髓和本质,以及中医有别于西医及某些高于西医部分的关键和奥妙之所在.生物界有多种波,包罗万象,如物理波(电磁,声波等),化学波,(生化波),生物波,生态波,这之外还有(数学波),社会波,经济波,宇宙波(天体波)等等.即有简单波,还有复杂波;即有规则波,又有混沌波;还有物质波(物理,化学的波),能量波,信息波,功能波,结构波(空时波)等.所有波的全体可以统归于广义波.广义波之间是相互联系,相互影响,相互作用的.各种波之间往往还存在有交叉,重叠或迭加.如化学波中可能包含着生化波,生态波中可以包含生物波等等.各种波的区别是由于组成波的波的主体,即波的组成成份,元素或波动子的不同.物理波常指粒子在空间中位置的波动变化或位移,或其它物理性能指标的波动变化,如电和磁等.化学波是指物质含量即浓度的随时间的振荡,涨落;生化波也类似.生物波是生物体中各种波的综合,特指生物体一些性能指标的波动变化.生态波是指生态环境中,种群,数量等的兴衰涨落的波动性质.社会波是社会因素,指标的变迁兴衰,循环,它对生物体也有直接的影响,就象现代的"生物心理医学模式"所体现的.经济波是有形与无形的金钱,货币,商品货物等经济指标的周期波动.宇宙波.后述的几种波都对影响人们的生活及生命活动,如信息方面的意识流波,物质方面的营养波流和能量波流,即精神与物质的双向作用,被包含和影响着中医的整体医学和黑箱医学的始终.是"生物(生理)-心理-社会医学模式"的原本(版).
(三).中医气血的物(质)性与现代科技的物质和场的关系:物质与场,物质非物质的统一 中医的物性实体,应分为流动物相(物体),和固定物相(体).流动相包括"(宏观无形的)气血津液"等,(相对)固定相是脏腑肌肤等.固定相和流动相中的一部分属物质(+信息),另一部分属能量或场(+信息).由爱因斯坦的"质能关系"(核能与质量)和化学反应的非弹性碰撞(化学能与质量转换关系)知道,物质与能量之间是可以以物理化学的方式相互转换的.物质是能量或场的密度增高,能量与场高度集中,收缩,收敛,能量被束缚并转化为实体粒子"物质"的产物(核或分子聚变).而能量或场是能量或物质密度降低,物质(能量)发散,"爆炸",能量被释放的结果(核或分子裂变).物质与能量是两种不同性态事物的统一体.物质可以生成能量,是能量的载体.它以物理能(动能+势能,电磁能)和化学能或生物化学能(键能),或生物能的方式,完成这些变换.能量或场(气)又促进了物质流的转换.生物体中包含有生命物质实体和生物场.中医整体统一的气血津液是"信-能-物"统一体的高度概括,更是"物质与场的统一体",比西医的生物活性物质的内涵要丰富,深广的多,并隐含有未来科技的内容:信息-能量-物质统一化的未来物理学,未来化学,未来生物学,信息学等.中医的"气"更偏重于"无形的场(信息+能量)"的方面,但也包含有"物(生化物质)"的内容,是"场-物"统一体.中医的"血津液"更偏重于有形的"物(+能量)"的方面,但也少不了"场(能量+信息)"内涵的与参与.这是中医物质流动相部分.其固定相部分.则可以按由"物质到场"的次序论轻重.中医的内气能量密度较外气为高.虽然,甚至也有物质密度较高的物质的成份,但还是以场(信息+能量)为主,以物为辅,场与物有交叉.外气的能量密度较低难以成物,固多以场(能量子)的方式扩散,发散,放送,释放能量(有序),其物质密度够低,甚至趋向0.血与脏腑肌肤的能量,场的密度最高,物质性最强,津液次之,气最低.能量和场被束缚,以化学键能等方式储存,转化在物质中.脏腑肌肤是物质,结构及机体功能活动的场所,是物与场变换的工厂.气血津液是物质与场(+信息)的输运者,即是物质流,能量流,信息流的输运统一体.场是物质的特殊状态.中医的物性及其它特性与西医的物质不同,有些属于不同的类别,故不能完全划等号.
六.气-"信息-能量-物质"有序-无序间的"双大循环":中医小宇宙所蕴含的自然大法则
中医的气血等就是"信息-能量-物质"统一的广义物质波(媒介波和粒子载体波,纯物质(粒子)波与能量(粒子)波(场)----广义粒子波).中医的气血津液,内与外间可相互辅助,相互转化.中医物质(实物+场)间的相互转换实际就是"信-能-物"间的相互转化,暨有序与无序间的相互转换.物理学中(E=(1/2)mv2+Ep,(Ep,势能)),以及爱因斯坦早已给出了著名的"质能转换关系(E=mc2)",即质量可以转换成能量(核能).我们也曾给出过"化学反应中非弹性碰撞的机制:动能与势能,能量与质量间的束缚储存,开启释放","信息与能量间的转换关系"和"信息与物质间的转换调控关系",及"有序能与无序能","有序物与无序物"间的转化规律.使自组织系统及组成宇宙,世界的三大基本组元:信息,能量,物质建立了本质的联系,揭示了"信-能-物"三者间的调控"转换关系"及三者间的"循环往复规律",发现了自然界的一大循环"信-能-物大循环".对于开放的系统,"信-能-物"间可以产生循环,"有序与无序"间也可以相互转化,有序可以产生无序,无序能生成有序.有序的"信-能-物"系统可以组成一个"有序的信-能-物大循环",无序的"信-能-物"也能形成另一个"无序的信-能-物大循环".也就是说自然界中存在着一套包罗万象的"自然大法则:有序-无序'信-能-物'两大循环".且信-能-物的有序大循环,与信-能-物的无序大循环之间也能进行交换,变换,交叉,交叠,循环之中套循环的"双大循环".这双大循环的世界,有两个吸引子,一个是混乱(无序)发散吸引子;另一个是有序收敛吸引子.一个是熵增,混乱度增加的过程,使世界趋向无序发散大循环;另一个是熵减(负熵增加),混乱度降低,有序度提高的倾向,把宇宙拉向有序收敛大循环.世界总是在有序与无序两大循环中往复振荡,叠叠不休.有序循环在里,被有序吸引子吸引,向内,向心集中收敛;无序循环居外,被混乱吸引子,拉扯向外,发散扩散.双大循环概念是中医对现代科技界的贡献,是世界未来科技的跃进.是有序的图景与无序景观的统一,是信息与能量与物质宇宙三大基本元素的统一.中医的哲学不只潜含在中医理论中,他还涵概了中医以外的世界和宇宙的总哲理与大规则:双气大循环(有序气,无序气).
状态秩序信息不灭(守恒): 与道和阴阳
对于世界三要素物质,能量,信息曾经出现过两个守恒定律,一个是爱因斯坦发现“质能关系以前的“质量(物质)守恒律”,另一个是“能量守恒律”,但“信息守恒?”还未出台!而物理化学,热力学中最常用的”归一化条件”
∑Pi=1 1
就隐含着”状态,秩序,信息守恒关系”.1式中, Pi是状态概率, Pi=ωi/Ω.实际上就是”总状态,秩序,信息守恒或不灭”的变换式.若将1式复原(还原),或正向推理易得
∑ni=N
或 2
Ω=∑ωi
Ωi=∑ωij, Ω=∑Ωi=∑∑ωij 2’
Ni或ωi是第i个条件下的分状态数,N或Ω是系统的总状态数, ωij是第j分(子)条件下ωi的状态数; Ωi是在i条件下的子状态数.显然,系统的总状态数是分状态数的和,2式,2’式就是新的”状态守恒,秩序,信息不灭律的关系式”,与”能量守恒:E=∑Ei”或老的”质量守恒”关系式一样.若将2式两边除以N就得到1式—热力学中的”归一化条件”.
若对2式取对数得
lgΩ=lg∑ωi
整理得
lgΩ=a∑lgωi
如果或使a=1,则我们能得到
klgΩ=∑klgωi
由热力学或统计物理中的熵Si=klgωi知
S=∑Si 3
“熵守恒或总熵不灭(不变)”.
热力学”总熵也不灭”
dS=∑dSi
信息量或信息熵
I=∑Ii=-∑PilgPi
与能量守恒式E=∑Ei一样.
由热力学第一定律
dU=TdS+dW
知热dQ=TdS是微观无序的热, dW是由微观无序粒子的(热)运动变成宏观准有序做功.如果P=ω/Ω是无序度, q=1-P=(Ω-ω)/Ω是有序度,则
1=P+q 4
我们将得到热力学第一定律或能量守恒的另一种表达式
E=PE+qE 5
其中,热Q∝PE, Q∝dS, TdS∝PdE; 功W∝qE, W∝1/dS.即在热力学第一定律和能量守恒定律中,在功和热两个(因子)方面都引入了信息(状态,秩序)变量,使5式成为包含有两种”守恒律”的能量-信息一体化的统一公式:能量-信息守恒式.其中的PE无序产热属阳, qE有序做功属阴. 5式的E=PE+qE蕴含着”道”的数理机制,5式中包含了现今为止人类对自然和社会认识理解的一定程度,它包含了已知的世界三要素”物质-能量-信息”的全部,及三者间的相互”关系,规律”的大成.如能量守恒,(“物质-质量守恒!”),信息-状态-秩序守恒,质能关系,信息-能量关系,信息-物质关系(有序生命物-生物,无序非生命物质-物理化学物质,及无生命物与有生命物间的关系--宇宙,世界图景“物-能-信有序无序间的双大循环”)等.物理学中的”大爆炸”理论是非生命界物理性的宇宙,世界图景,不包含生物界,不是全面的包容了生物界与非生物界全体的宇宙图景,而”双大循环说”即包容了非生命的物质-能量-信息无序(有序)物理化学世界的图景,更包含有信-能-物有序生命界的宇宙图景,及无序有序非生命的物理化学世界与有序有生命的生物世界的三个层面宇宙观的自然平滑的联系和规律,5式也是”双大循环律”的关系式. 显然,5式中的能量E若做量子化的替换,即可得到量子化的热力学第一定律或能量守恒式
E=P∑niεi+q∑niεi 6
dE=P(∑nidεi+∑εidni)+q(∑nidεi+∑εidni) 6’
这里,dQ∝P(∑nidεi+∑εidni),dW∝q(∑nidεi+∑εidni).新量子化的热力学第一定律6式与原教科书的dE=dU=∑εidni+∑nidεi,dQ=∑εidni?,dW=∑nidεi?有实质性的区别.比较dQ∝P(∑nidεi+∑εidni)和dQ=∑εidni?,及dW∝q(∑nidεi+∑εidni)与dW=∑nidεi就可以看出新旧量子化热力学第一定律两者间的差别.老式子dE=dU=∑εidni+∑nidεi,dQ=∑εidni?,dW=∑nidεi?有些牵强,dQ=∑εidni?和dW=∑nidεi?比较局限不全面,如dQ=∑εidni?强调了dQ=∑εidni?忽视了∑nidεi;在dW=∑nidεi中强调了 dW=∑nidεi?忽略了∑εidni,并且他们在理论上和逻辑上均有漏洞.而6式6’式就完整了热Q和功W中都包含有∑εidni和∑nidεi的全部,并且与系统的信息-状态-秩序等因子P和q联系起来,是”信能物-空时”-气,阴阳,道,量子气等的理论根基和基础.
信息的放大与缩小,或变换与创新就象信息依附于载体一样,是伴随着信息载体的放大,缩小而放大或缩小.电子学中信号的放大,是由于能量的增加带来的信息的放大(放大电路).信息的压缩是编码技术与信息载体的进步创造的.信息(或知识)的创新也是仰赖信息载体:人脑,语言符号的增加和创造,但是这新增的语言,词汇,符号和语句又是1027个字母组合(排列:英文26个字母,任取其中的1-26个字母组成的所有单词集)成的已有单词中的一元,约10110
(<<从1到无穷大>>盖莫夫)个句子组合中的一个----信息不灭(守恒).就象任何美妙的音乐, 音符,如贝多芬,莫扎特,舒伯特等的音乐创作都出自简单的1,2,3,4,5,6,7及有数的音乐符号的制造排列组合集中之一员,其总状态数-秩序-信息是守恒不灭的.爱因斯坦的质能关系式,相对论公式等也是所有可能的数理关系式集合中的一个,都是一种”(新)发现”,不是总状态,总信息之外的新东西.是头脑信息载体,及科学交流媒介(杂志,论文.信息载体)的变换与新发现(创新).但是如果只想倚靠”守株待兔”式的从子词,语句的排列组合中寻找创新成果的话,这种可能性又是太低太低,时间又是远远不够,就是”愚公”来了也闲寿命太短,子孙太少,理论上几乎不可能从排列组合的笨方法中上,有科技,音乐,文学,语言的伟大发现和创造.伟大的发现只有借助爱因斯坦”演绎”的优化的智慧才能走出混(沌)途,踏上(独创)捷径.
信息的创造或发明(信息,知识的增加,创新),一方面它随物质(物体,物件)和能量的创生而创生,基本符合物质-能量的不灭守恒,是物质-能量的一种变换,转化—新东西,以前没有的发明创造(不是发现);另一方面,它又扩大了信息的总状态集,秩序集外延,在新的状态集或外延下,该信息的新发明还是总状态,秩序中的一员--信息,状态,秩序守恒.
七.量子级气,气功外气与量子力学新诠释
已有的气功外气的测量实验显示,外气的效应有:受低频涨落调制的红外辐射、低频磁信息、微粒流信号、次声、生物等离子流和可见光或超微弱发光等。并且已经初步意识到了,应把气功外气看作是独立或统一的物质、能量和信息的统一体.所有这些都是难得的,且是极为重要的贡献和发现。但是,它们还有许多有潜力的细节,可以再做进一步的深入探究和挖掘。以便在此基础上进行一些新的分类和合并,从而发现更多的气功外气的新内涵及其内在本质。
从上述效应可以看出,气功外气可以分成两类,即类似于古典机械波的次声等是一类;与量子论的物质波类似的可见光等又是一类。前者的波动与媒介或媒介波关系密切,后者与物质粒子——载体波联系紧密。使得作为信息载体的成员更为丰富多样,即信息的载体不仅可以是能量,还可以是物质,更可以是能量-物质的复合体.据此可以给出一个初步的气功外气(内气)的定义:“气”是活生命有机体特有的,由信息-能量-物质组成的三元统一体,且包含有媒介波、载体波的广义物质波(生物场)。内气也有类似情况.
(一). 媒介波(古典机械波)
声波(次声)是由声源(振源,发射源)引起的,并靠周围介质的振动来传播的.它属于经典机械波的范畴.经典机械波是"连续介质的扰动".这类波动的关键是不能缺少"媒介",没有媒介,经典波就难以存在了.因此,不妨把这类波称为媒介波,才更能体现出经典波的特性.
媒介波可以用经典波动方程
y=Acosω(t-x/u) 1
y=Acos(2π/λ)(x-ut) 1'
表示.经典波动方程(1或1'式)可以分解为两部分:振动与平动.即波动方程是由Y轴上的振动方程2式(或y=Acosω(t-t')),和X轴上的平动方程3式(或t'=x/u)复合而成的.
y=Acosωt 2
x=ut' 3
由此不难看出"振动与平动的矢量和"是波的起因和本质.
(二). 载体波-载波粒子(电子,光子波)
1.粒子波及其波动方程
在物理学中,对于连续介质,振动+平动可以产生波动"介质波".而对于不连续的物质(非介质)----粒子将会怎样哪?对于以平动方程3式运动的平动粒子,若同时有一振动势施于其上,且振动方程为2式,则作用于该粒子的平动与振动的矢量和,就复合成了可以用波动方程1或1'式表述的波动运动的粒子----波动粒子或粒子波.其运动痕迹是连续的,象经典波的轨迹.但是该波运动的每一时点处却是断续,定域,显粒子性的粒子的波动.其波动方程同1和1'式.
既然机械波的波动方程,1或1'式,也是粒子波的波动方程,那么粒子波也可以用复数形式
y=y0e-i2π(νt- x/λ) 4
表示.即1,1'或4式就成为"广义的波动方程",而不在是狭义的,只局限于古典连续的机械波的波动方程.对新的,不连续的,定域的粒子波也适用.
若对1式取二次偏导,则可得到粒子波(载体波)的一维平面波的波动方程,其一般形式为
э2ξ/эx2=(1/u2)(э2ξ/эt2) 5
及量子化的波动方程
э2ξ/эx2=(p/E)2(э2ξ/эt2)
э2ξ/эx2=[(h/λ)/hυ]2(э2ξ/эt2)
三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为
э2ξ/эx2+э2ξ/эy2+э2ξ/эz2=(1/u2)(э2ξ/эt2) 6
波动方程1-6式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ,故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u=(υh)(λ/h)
=E/p 7
2. 载体波-载波粒子
粒子波与媒介波的最大区别,就是该粒子不象媒介波那样是被动的波的介质,而是主动的波的载体.因此把粒子波称为"载体波"别有新意,且更能反映它的特点.
自然界中的"粒子(质点)",大到宏观宇宙的行星,中到肉眼所见的石子,小到微观的量子世界,都还是能够找到"平动+振动的粒子的复合波动运动"的蛛丝马迹的.就连气功的"气"也与"物质的波动运动"密切相关.只是还没有受到人们的重视,象经典物理中就极少涉及"平动+振动的粒子的复合波动运动".只是注意到了连续的媒介或媒介波,即振动+平动的连续介质的扰动:波,而没注意研究不连续,定域的粒子是否也能有波动(载体波)?致使出现了量子鬼波的怪异诠释,增加了量子论的神秘化,消弱了科学性.
3.载体波的波动方程及其"波粒统一性"
以粒子做载体的粒子波就是载体波.其波动方程与粒子波一样,都是1,1'或4式.而量子论认为物质波不是什么东西的波动,而是粒子与波相互伴随的,非物质波动的物质波.就是由于这种不明不白的模糊解释,才造成了"量子鬼波"的无奈,及传统量子诠释的缺陷(不完备).而互补的"波粒二象性"也只是"波粒统一性"的过渡或前身.波粒统一,粒波一体的纯物质的波动的物质波,才是完备的量子论诠释体系,就象完备的量子论的数学形式体系一样.粒子载体波的诠释也能在经典物理学中找到一席之地.并再次使经典与现代(量子论)物理找到了统一点.
气功外气的电磁波效应(低频磁信息.电子,光子的量子波),微粒流等,就是以电子或光子等为载体的载体波或物质波.一方面它是物质,波的载体----物质粒子,如电(磁)子或光子;另一方面,它又具有能量,是信息的载体,或是信息、物质、波动(运动)的拖动者和能量源;更主要的是,它还携带有重要的(生物,人体)信息,被物质或能量所携带,载运,传播.因此,"气"是由"信息-物质-能量"组成的具有生物活性的三元统一体.对西方科学来说这个"信息-能量-物质"三元统一体也是个新事物,新概念,还没有合适的词汇描述它们,如何称呼它哪?还是用我们中国的老名字"气(Qis)"命名更好.由此就使"气"与科学建立了联系,使气功不在是玄学的了.
(三).广义物质波
介质波与载体波组成广义物质波.广义物质波是由以媒介为基础的媒介物质波和以粒子为载体的载体物质波组成的,互补的物质波系统.是媒介波与载体波的统一体.其基本波动方程就是1,1'式和4式.由4式还能演绎出量子力学的薛定谔方程.显然,媒介波和载体波(物质波,德布罗意波及薛定谔方程)也只是广义物质波的两个特例.从波动方程看,媒介波(经典波)与载体波(德布罗意物质波,薛定谔方程)都是被统一在基本波动方程上的.所谓由薛定谔方程"自然"推出的量子关系,实际上是一种逻辑循环式的"定义",即逻辑反复.因为薛定谔的指数方程,其因子已经换成了量子关系,而不是原来的波动因子,先决条件就是后来的结果,属同意反复,不是真正推出的量子关系.若薛定谔方程起始式中本身就没有"量子关系"他能推出"量子关系"才是真正的成果.从经典的波动方程5,6两式中因子u到是条件中没有"量子关系"和"德布罗意关系"的古代机械波的方程,从中到能推导出量子关系和德布罗意关系,是个意外奇迹,见7式.它是量子论与古典波动说的统一,与本源.量子论(力学)新诠释的根基.
广义物质波是"气"的基础,媒介波和载体波是"气"的两种表现形式.媒介波是靠媒介物间接携带,传输,载运信息和信息转换(或以信息-能量二合体的方式传送信息或信息-能量)的,是客体;载体波是靠物质粒子自身直接载运,传输,携带,转换信息(或以信息-能量-物质三合体或三位一体形式传输信息或信息-能量-物质)的,是主体.媒介波-载体波----广义物质波是经典与现代(量子论)的统一合并,古典中国气功与西方(和中国)科学的结合与升华,更是气功名词与科学名词概念的统一与提高,也是世界生物医学科学的新进展.
气功的研究不只是对中国传统或古代文明("科学".虽然其中也包含着许多玄学,和先哲硕智的成分)科学性的探幽揭密,以使人们能够了解气功的机制和原理,就象对中医药,针灸经络,易经等的研究一样.更重要的是,借古代先人的硕智,还有望对现代科学的发展有所贡献和促进.许多有开拓精神的学者,已经做了许多有益的科学测试,并有许多重要的发现.使得原本神玄的中国气功,向科学化靠近了.
原有的研究结果已经有了很大进展,在理论上,对气功内,外气也有了较深的认识.初步确定了"气"与"信息和能量"有着不可分割的密切联系,并也意识到了"外气"是物质、能量和信息的统一体。但是进一步的探索似乎被一层薄"窗纸"挡住.对包含着许多物质波(载体波)信息的实验证据,再进行深入的理论分析稍欠,如红外辐射,微粒流,可见光等的分析和研究.其实,这些外气效应,除了原有的"信息和能量"二合体之外,还有物质----波的载体----物质粒子,与信息,能量构成气功"气"的"信息-能量-物质"三合统一体----内,外气的基础.再结合其它的非载体性质的"媒介波",就形成了"气"的广义物质波.
已有的外气效应的测定或实验证据,多是物理信息或物理性质的媒介波和载体波.而作为物质波的波的载体,也不只限于物理学中的物质波,如电磁波等,还应有化学性质的化学物质做载体的化学信息或生物化学信息的化学物质波.只是对化学信息的测定方法和手段,不象测定物理信息那样方便成熟.因此,化学信息或生物信息的测定将是下一步实验的突破口.
气是信息-能量-物质的三位统一体.该统一体的扰动,即平动与振动的矢量和就形成了波.媒介波和载体波是这三位统一体的两种不同的存在方式.介质波属经典物理,载体波表面上属量子物理,而实际上也与经典物理关系密切.载体波是粒波一体的平动的物质粒子的扰动,从多个方面看,它也是对量子论的新诠释,并且解决了量子论诠释的神秘感,消除了鬼波的困惑.若没有载体波的提出(见我们的"量子论新诠释:波粒统一的平动+振动的粒子载体波"),气的信息-能量-物质的广义物质波也较难有大的突破和进展.
物质波在传统科学中,被认为是能量和物质的携带体.但实际上,在生物学(或化学,物理)中,某些物质波往往还具有信息功能,如,物理信息,化学(生化)信息,生物信息等.物理信息可以看成是物理特性或方式作为信息编码,信息传播,信息转换的"信息-能量-物质"信息体;化学或生化信息是以化学或生化物质,化学特性或化学生化反应为基础,并作为信息编码,信息转换,传播的(信息-能量-物质)信息块;生物信息可看成是活生物体所有的或携带的各种物理信息,化学信息和生化信息的"信息综合体".这是广义物质波在自然科学中的新启示.
气功"气"存在的物质,能量,信息基础已算阐明.有了物质基础,还需要有对这些组元间变化调控规律的的揭密,才能使气功的机制趋向全面解开.定量化的"信息能量转换律"(邓宇等"气功的机制:I.信息对能量的调控“熵与功的反比律”"),也是气功机制揭密的一个大的转折点.使人们了解了,信息与能量,甚至信息与物质间是如何调节变换,并产生定量影响的.信息对能量和物质的调控作用,早已是人所共知.但是,这些认识长期以来还总是停留在定性的水准上,在定量化方面,还没有大的进展和突破.而"信息-能量转换律"的定量关系,使对信息-能量间的关系,从定性发展到定量,这不仅是"气功学"的进步,更是自然科学(物理的,化学的,信息论,生物医学)等的飞跃.
气功外气的研究相对于内气,稍微直观些.对内气的研究,还将碰到和气功机制探索同样难度的"经络"解剖结构巨大难点的制约.经络解剖结构的解密,需要跳出传统"解剖"概念的圈圈框框,才能有所突破,我们已经看到了"经络"的"通道",随后将会对此有许多详细的解说.内气,也是以"信息-能量-物质"广义物质波为基础的,它的传播还需要神经,经络等通道的配合和有序化程度的提高.它们的解密也将会对现代生物医学科学有许多新贡献和新突破,会产生一些新的概念(如解剖学方面,对世界生物医学科学解剖观念的新突破.信息-能量-物质概念等)和新的热点.也将是中国古代的X大发明(气功,经络)赋予现代科学以新的风彩和对现代科学的新贡献.
(四).结论
外气是受人体意念影响而发射的,由信息-能量-物质组成的,能传播生命信息,调节机体有序度(秩序)的广义物质波.内气是人体内部,可受意念调控的,由信息-能量-物质组成的,能提高活机体有序度的广义物质波."气"就是人体的信息-能量-物质统一体的广义物质波.内气还有赖于经络及其解剖概念的突破,而发展.
信息-能量-物质的统一体是气或广义物质波的等价物.气可以是媒介波或载体波.它们是自组织系统或西医及新生物现象或生物实体“气”、经络,在西医(现代生物医学)中的新内容,新概念(和解剖新观念).也是中医,气功对现代西医(世界医学)学的促进和新贡献.另外,介质波,特别是载体波,广义物质波,也会促进对量子论的统一化的解释(诠释)和认识的深入.
八.量子气,物理气,化学气:波粒统一的纯物质的物质波--粒子载体波
古典机械波是振动与平动的矢量和,是媒介波.平动的粒子+振动也可以产生波动,它是波粒统一,粒波一体的载体波.德布罗意物质波是平动光子,电子等载体粒子的扰动,是纯物质的物质波动,无需以太做媒介.波动方程是广义的,介质波,载体波都适合,其中,隐含着量子关系u=E/p.揭开了量子鬼波的神秘面纱.
传统量子鬼波的诠释认为:物质波不是什么东西的波动,即不是波粒一体的物质粒子的波动,而是与粒子相伴随的波.此种观点是受旧的经典粒子物理的粒子有平动,少波动及波动物理的连续,非定域等概念的限制,而受到拘束,才有了波性与粒子性两分的,非统一的,互补的波粒二象性的神化的解释.
古典粒子观认为,粒子多是以直线或圆周样曲线运动的,粒子的波动运动----平动粒子与振动的矢量和是极少见到的,即古典粒子物理中,不存在或少提到类似的,物质:粒子的波动,也就是说经典粒子物理中,没有物质波的雏型或可参比的对象----粒子的波动;而在波动物理中,波依赖于物质----波媒介(不是波载体),且没有介质,波就难以存在,故经典波又是媒介波.而以粒子为物质载体的载体波,就是难以想象的了,即古典波中,也没有波动的粒子----纯物质的物质波的描述.故由此得出的波粒二象性的非物质的物质波也就不足为怪了.因为,经典物理中,还没有这类概念:粒子的波动,若要类比出更新的量子波的观点:纯物质的物质波,真是难上难.要跳出经典物理的束缚着实不易,虽然,互补的波粒二象性已经是个伟大的创新,但是由于诠释的不完备,还将孕育着更大的突破,即波粒统一性,量子论的新诠释和鬼波的揭密.
(一).古典机械波的分解与本质
经典机械波的波动方程(1或1'式)可以分解为两部分:振动与平动。
y=Acosω(t-x/u) 1
y=Acos(2π/λ)(x-ut) 1'
即波动方程是由Y轴上的振动方程(或y=Acosω(t-t'))
y=Acosωt 2
与X轴上的平动方程(或t'=x/u)复合而成的.
x=ut' 3
由此不难看出"振动与平动的矢量和"是波动的起因和本质.
(二).粒子波的产生及其广义波动方程
对于连续介质,振动+平动可以产生波动.而对于不连续的物质(非介质)----粒子将会怎样哪?对于以平动方程3式运动的平动粒子,若同时有一振动势施于其上,且振动方程为2式,则作用于该粒子的平动与振动的矢量和,就复合成了可以用波动方程1或1'式表述的波动运动的粒子----波动粒子或粒子波.其运动痕迹是连续的,象经典波的轨迹.但是它的运动轨迹却随着粒子的定域性,而断续,是定域的,显粒子性的粒子的波动.
既然机械波的波动方程1或1'式,也是粒子波的波动方程,那么粒子波也可以用复数形式
y=y0e-i2π(νt- x/λ) 4
表示.即1,1'或4式就成为"广义的波动方程",而不在是狭义的,只局限于古典连续的机械波的波动方程.对新的,不连续的,定域的粒子波也适用.
若对1式取二次偏导,则可得到粒子波的一维平面波的波动方程,其一般形式为 э2ξ/эx2=(1/u2)(э2ξ/эt2) 5
三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为
э2ξ/эx2+э2ξ/эy2+э2ξ/эz2=(1/u2)(э2ξ/эt2) 6
波动方程实际是经典粒子物理和波动物理的统一体,是运动学与波动学的统一.波动学是运动学的一部分,是运动学的延伸,即平动与振动的矢量和.对象不同,一个是连续介质,一个是定域的粒子,都可以具有波动性.
(三).介质波与载体波
1.介质波
古典机械波是连续介质的扰动,换句话说,没有媒介经典波也就不存在,媒介是经典波的精髓和关键.因此,鉴于这一特点,经典波可以有一个新称呼:"媒介波或介质波".以便与新概念"载体波"相区别.
经典机械波的构成有两个主要元素,一个是物质,即连续介质;另一个是属性,即平动+振动的扰动.介质是本体,是物质.波动是"平动+振动"的一种运动形式,是属性,不是物质.如果将这元素做些调换(替换),介质换成粒子,把属性"平动+振动"赋予其上,则粒子就成了"平动+振动=波动"的波动粒子,或粒子波.此时的粒子就不在是波的媒介了,而成为"波的载体",此粒子波不妨可称为"载体波".
2.载体波
以物质(粒子)为载体的平动粒子的扰动,所产生的粒子波叫"载体波".载体波与介质波的区别在于波的执行者,携带体的不同.
介质波与载体波都有一个共同点(共有的特性),都具有"平动+振动"的波动的特性或属性,其运动的形式都相同.但是,两者传输波的媒体或物质确不同.介质波是靠连续媒介来传递的,该介质是被动的客体,不是主体,是随波逐流的;而载体波的粒子是载运波动的载体,是主动的主体,波动只是它的属性.
媒介波只是波的一种,量子波与其不同,因此在介质波范围内很难找出类似物质波的经典解释.只有在经典的波粒两分的传统中,探索和揭示出波性与粒子性的两性合一,即波粒统一性,才容易对量子论给出更广义的诠释.
3.以太的去留
以太留给人们的印象应是媒介.而深受古典波粒概念影响,且暗受束缚的德布罗意波似乎也在寻找类似古典波介质样的参比或参照物:"物质波的媒介物"----以太,但常常是难以如愿.粒子波是载体波,不是媒介波,因此有没有媒介对它已不重要.物质波可以不需媒介,粒子,量子自身在内外界的影响下,本身就能产生波动运动或载波.没有以太做媒介德布罗意物质波,广义物质波,广义波也将存在.所以,找不找以太已不重要,更何况以太一直也没有被发现和找到.真空并不是"空"起码有场的存在,以太与场有一些近似之处.
4.媒介波与载体粒子波的统一
古典媒介波(机械波),粒子论与现代量子波的传统观点认为:媒介波的连续性与非定域性,粒子有定域性和非连续性,及量子物质波的波粒两性,可以另有一番解释.媒介波的连续性实际是指两个方面,一是指介质的宏观连续性(微观也是间断的)或非定域性(非粒子性),二是指波动运行的轨迹,路途或动态状态是连续的.前者的连续性有些勉强,宏观时显连续,微观时也是间断的,如空气,从分子水平看也是一个个独立,间断,定域的"粒子".其"运动轨迹"的连续性才是真正的"连续".对于粒子来说,其间断性显而易见,但是它也有"连续性",即粒子运动的动态轨迹是连续,不间断的,故粒子本身实际也有"连续性"-运动轨迹的连续性.由此不难看出,"波也具有定域性(在微观状态下),粒子业具有连续性(指运动轨迹),波性与粒子性是统一的"无矛盾,不用"互补"的诠释"波粒统一性"已能讲通.古典机械波(介质波)与粒子载体波是统一的.从经典波动方程看,古典波与现代量子鬼波的波动方程是同出一折的.薛定谔方程也是来自经典波动方程!薛定谔方程的量子化本征值的解的结果,实际是量子化初始条件的循环的必然结果.
(四).粒子波与量子波的统一:纯物质的物质波
1.经典波动方程中隐含着量子关系
经典波动方程1,1'式或4--6式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ,故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u=(υh)(λ/h)
=E/p
使经典物理与量子物理,连续与不连续(定域)之间产生了联系,得到统一.2.粒子的波动与德布罗意物质波的统一
德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hυ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波性与粒子性的统一关系,而不是粒性与波性的两分.德布罗意物质波是粒波一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.由量子力学的薛定谔方程解得的量子化(假设〕本征解是普郎克量子假设代入的循环,不是一种自然独立于普郎克量子假设之外的解。
量子论中物质波的旧诠释:波粒二象性,非物质的物质波,以及,即有粒子性,又有波动性的模糊诠释.但是,此两性又是分离,不统一的,并非粒波一体同时存在的,一会是波,一会又是粒子,怪异的鬼波样的解释.都是由于传统的经典物理中还没有粒子波的可做比较的参比物,因此,诠释方面再难以有更大的突破,或有出奇得胜的想象.只好用互补的波粒二象性解说,替代.
由经典物理可知,物质粒子的基本运动形式有三种,即平动,振动和转动.在粒子的实际运行过程中,其运动形式往往也是多元的,而不象理想条件下所描述的只存在单一的运动形式,如只平动,或只振动.即实际粒子的运动轨迹常常是由三种基本运动形式:平动+振动(+转动)合成的.只有当其中某种运动形式的强度(幅度)与其它运动形式的强度(幅度)或粒子的尺度相比极小时,那种小强度的运动方式可以被忽略,强度大的运动方式被保留,并被指定(理想化,假定)成为单一的运动形式(或h→0)时,粒子的运动形式才被设定为是一元的.如当粒子振动运动的振幅A很小,而平动运动的强度S很大时,即A/S足够小(或A/S→0)时,振动可以被忽略,只考虑平动,即经典的平动运动学所研究的现象;而当平动强度S很小,振动幅度A较大时,即S/A极小,显出的只是振动运动,平动可以被略去.以上两种情况是经典物理中的主要研究对象.
但是,当振动幅度A与反映该粒子尺度大小的直径D,或平动程度S相比较,即A/D,或A/S→a不大不小正相当时,该粒子的运动就不再是单一的平动或振动了,而变成为平动与振动的复合运动了,其合成的结果就变成了"粒子的波动运动----粒子波",即"平动粒子与振动的矢量和"或"平动粒子的扰动".
自然界中的"粒子(质点)",大到宏观宇宙的行星,中到肉眼所见的石子,小到微观的量子世界,都还是能够找到"平动+振动的粒子波动运动"的蛛丝马迹的.只是还没有受到人们的重视,象经典物理中就极少涉及"平动+振动的粒子的复合波动运动".振动+平动的连续介质的扰动:波,也只是注意到了连续的媒介或媒介波,而没有涉及不连续,定域的粒子载体波,致使出现了量子鬼波的怪异诠释,增加了神秘化,消弱了科学化.
综合量子物理的实验结果,可以看出波性与粒子性的合并和统一性.在以单个粒子,如光子,电子做衍射实验时,很显然它们具有粒子性,这是理所当然的.但是,此粒子性又不同于经典粒子物理的直线运动性能.过小孔落在屏幕上的粒子不是打在某一固定的点上,而是(随机地)落在某一区域内.发生这种变化的原因,就是因为该粒子不在是以经典的,标准的,绝对直线运动的轨迹运行的,他是以波动的方式,或者是受扰动的平动粒子的波状轨迹运行的.也就是说单个粒子具有波性,其粒子性与波性是统一的,粒子与波是一体的.
当有多个粒子时,量子显波性,这是传统量子论的权威说法.但是,在它的波性背后,还隐含着波的粒子性.因为整体的衍射或干涉花纹,是由许许多多的单个粒子的点组合而成的,也就是说波性花纹是(波动的)粒子生成的,波性中包含有粒子性.波与粒子是合为一体的.波粒也是统一的.
实际上,抛开波的施动对象(如连续媒介或载体),去看波,波性的本质就是平动与振动的矢量和,或是一种扰动,一种复合的运动.就是运动学(平动与振动)的"简单"相加,与运动学没有什么本质差别.
机械波,粒子波,物质波,或者媒介波与载体波的形式体系是统一的,与经典波是一致的.都是"平动与振动的矢量和",又是量子论新诠释的雏形.粒子具有波动性,载体波又具有粒子性,是产生波粒统一,粒波一体的德布罗意波的关键.德布罗意物质波就是(纯,真)物质粒子的波动.
(五).结论
机械波的波动方程可以分解为振动与平动两部分,平动与振动的矢量和是波的本质,经典波与物质波都是这样.波是属性,不是物质.古典机械波实际就是"媒介波",靠连续介质传递波动.在介质波之外,还有"载体波".他是以粒子为载体的粒子的波动,即平动粒子与振动的矢量和,他可以用经典物理来描述,是粒子与波的统一体.粒子的定域性与波性是互容的.粒子波的波动方程与经典机械波的方程一样,两者的数学形式体系是统一的.经典波动方程中,隐含着量子关系u=E/p,有粒子波,他是德布罗意物质波的可比拟的参照物,使物质粒子与波合二为一,统一成一体,物质波是纯物质的波动.使鬼波得以清除,诠释变得清晰.
九.气化机制的现代(未来)科学解析:能-质,信-能-物转换关系憖
(一)."气"的本质(整体观,动态观,辩证观,模糊,还原观,整体观-还原观的统一)
中医的"气"与中医的其它概念(阴阳)一样,也具有中医整体观,动态观等特点."气"就是我们所揭示的,被西方分析科学分解了的世界三种基本组元"信息-能量-物质(-功能-时间)",及"物质-场","物质-属性(粒子-波)"等的多元统一体,广义波(化学波,生物波,宇宙波,物理波(机械波与量子波(新诠释:载波粒子)统一的广义物质波)等的集合).中医的"气"不是单指哪一个单一,单个,单数的具体物质(东西),而是指"一群,一组,一类,多种"东西(物-能-信)"的组合,综合,复合,集合体Q."气"是复数,是已经发现和尚未发现的生命物质,场,属性,及其能量,信息等多种"东西"混合的,整体的总和与概括,如气是核酸,肽,蛋白质,酶,激素,免疫物质,神经递质等."气"中的某一单体是"气元(素)q",q∈Q,Q={q1,q2,q3,...,qn}.元气Qo,营气Qy,卫气Qw等是气集Q的子气集,Qo∪Qy∪Qw∪...=Q,即∪Qj=Q,j=1,2,3,...,n.气本质及其内涵外延的揭秘,为气化的科学机制的解密打下了必要基础.既然气是"信-能-物"的统一体,广义波,则气化机制也应围绕物质,能量,信息的转换及波动变化展开,并且还能从中发现和揭示一些鲜为人知的新的科学机理和关系,如化学反应中非弹性碰撞的"能-质关系",及"信-能-物转换关系"等.
(二).气化的科学机制
1.能量转换(能量气化)[物理气化,化学气化,物理化学气化,生物气化等]
(1).能量的物理转换(转化)
1)弹性碰撞的动能-势能间的转换关系:由经典物理可知,运动着的未发生化学变化的
物质(物体)或物质粒子,在发生弹性碰撞时,随着碰撞粒子的逐渐接近,在碰撞即将发生但还没有接触时,物体的动能逐渐减小,粒子间的势能逐渐增加,"动能逐渐转换为势能",当动能趋向最小,势能最大时,物体相碰,接触,变形;随后,粒子渐渐远离,势能逐渐减小,动能又逐渐增加,恢复,当动能完全恢复时碰撞前Ek与碰撞后Ek'的动能的矢量和是相等的,即,∑Ek=∑Ek'.此时段动能-势能的转换是非线性的,总能量是守恒的.
2)势能被束缚:若在动-势能转换过程中,当动能还没有(完全)恢复,势能不为0时,将相互碰撞的粒子罩住,则动能"暂时"不能恢复,动能将以势能的形式被"临时"储存起来,使碰撞前后动能的矢量和"不等",∑Ek=∑Ek'+Ep,弹性的碰撞好似变成了"非弹性的碰撞"!这是化学反应中非弹性碰撞,及化学能存储,释放(来源),物理诠释(势能被束缚)的一种方式:键能,后面还将细论.理想的弹性碰撞不产热.
3)爱因斯坦"质能关系":作为微观粒子或者在基本粒子层次,存在着E=mc2的"质能关系".
(2).能量的热力学转换:前面重点讨论了物理学领域的弹性碰撞,在物理学范畴中,还存在非弹性碰撞,其碰撞的结果,使碰撞前后动能有所损失,损失的"宏观有序"的动能被转换为"微观无序"的热能.弹性碰撞是"动-势能转换",非弹性碰撞比弹性碰撞的"动-势二能"多了个"热能",它是"动-势-热能转换",能量还是守恒.因此有了热力学第一定律.(置后的弹性碰撞,化学反应)
1)热力学第一定律新释--功与热的有序无序分解--"功与熵成反比":传统热力学第一定律已经揭示了微观无序的(动能)"热与熵(无序,混乱度)成正比,dQ=dS/T",但是,经典热力学忽略了宏观准有序的"功与熵呈反比,dW∝1/dS"[ ]的重要关系和自然的奥秘.
2)热力学第一定律的量子分解(微观-宏观,有序-无序的关系):传统量子分解的热力学第一定律,dU=,dQ=?dW=?存有疑点,此种分解只是外观形式上的比照推测,并没什么严格的理论依据.因为从U=∑niεi的第一步就没能分解出Q与W,Q=?,W=?都不知!dQ=?dW=?又怎能确知!依照有序动能做功W,无序动能产热Q的原理,量子内能U,可以分解为U=P∑niεi+q∑niεi,其中,无序度P=某宏观态所含微观态数/体系的总微观态数=ω/Ω,0≤P≤1,q=1-P=(Ω-ω)/Ω是有序度,故热Q=P∑niεi,功W=q∑niεi.则微分dQ=P(∑nidεi+∑εidni),dW=q(∑nidεi+∑εidni),以上就是热力学第一定律的量子有序分解.
通常,物理变化中的能量转换(能量气化)有三种方式,即动能,势能,热能,三者间可以相互转换.
功 (物理) 动 ←释放非┌───动 能───┐弹
非 ┌─── 能 ───┐弹
弹 │无 有序动能 非│性 弹 │有序动能→功 存│性
性 ┤序 线├碰 性 ┤ 储├碰
碰撞│↓ 非弹性碰撞 性│撞 碰撞│←释放 储存→↓│撞
热───┴────势能 热───┬───化学能(=质量!)
无序动能 非线性 潜能 无序动能→热 非弹性 被束缚的势能↑
(化学)
物理学的动-势-热能转换关系 物理化学(化学)能量转换关系
非弹性碰撞 (化学反应中非弹性碰撞的能量转换机制)
(3).能量的化学(物理化学)转换--非弹性碰撞的化学反应"(势)能-质关系":
1)势能被束缚--化学反应非弹性碰撞的本质:在化学反应中,粒子间的碰撞常常是非弹性的.在粒子相互作用时,比物理碰撞中,能量的变化又多层内容.在物理的非弹性碰撞中,有动能,势能,热能三者间的转换,而在化学反应变化中,在动能,势能,热能之外还有化学能,或键能等参与.其化学能的变化也是来自三种物理能:动能,势能,热能的转换.其化学能的吸收,储存与释放,实际就是动能(热能)与势能间转换中,势能的被束缚,即势能的释放被暂时限制箍住罩住,势能暂时不能恢复成原来的动能,这是化学能(内能)或键能的储存或吸收.当化学能(内能)释放时,被束缚的势能的"罩"的束缚被去除,势能又重新恢复成原来被延缓恢复的动能,这就是化学能的释放.化学反应非弹性碰撞的机制.其能量转换方式,次序,顺序与连带关系是:
热能←→动能←→势能←→化学能←→势能←→动能←→热能
与化学能直接联系和直接相互作用的是势能;动能是通过或借助势能才与化学能发生联系,动能与化学能是间接联系;热能距化学(键)能则更远一些,它是通过动能,势能的传递转换才与化学能挂上勾."势能"是物理能与化学能的中介,桥梁.
2)化学反应的"能-质转换关系":爱因斯坦的"质能关系"揭示了自然界中的质量-能量间的相互内在联系,是巨大核能的基础.使"能量守衡律"得以巩固,"质量守衡?"受到冷遇.在化学反应过程中,其化学能的变化及数量级远不及核能.质能关系也远不及与核能密切.但是化学反应层次,也有能量-质量关系,恐无核反应那样明显.
在化学反应中,核外电子云,电子层的变化是普遍存在的.电子能级,及电子层的排布,电子,光子的进出均随化学反应的进行和变化而变化.其电子,光子的变化(跃迁),一方面有能量的变化,另一方面还有质量,质能的变化(电子本身引起质量的变化很小).对于两个相同质量m和动量(动能Ed)的欲发生正碰撞的化学粒子系统,通常有四个因子,质量m,动能Ed(速度v),势能Ep,热能Q,在化学反应过程中,它们都有可能是变量,如△m,△Q,△v,△E.碰撞前的两粒子的动能为2Ed=2(1/2)mv2=mv2,碰撞发生时,有动能,势能,热能的变化参与其中,非弹性碰撞后其粒子的运动速度减少,不能完全恢复v'=v+△v;碰撞后的质量可能为m'=m+△m.由能量守衡,碰撞前后有
mv2=2(1/2)(m+△m)v'2+△Ep+△Q
则
△m=[m(v+v')△v+△Ep+△Q]/v'2
其粒子质量的变化△m与碰撞前后粒子的运动速度(动能),势能,热能密切相关,即所谓化学反应的能质关系.它们是动能-热-势能-化学能-质量(质能-质量能)关系,能量的循环:热能←→动能←→势能←→化学能→热能.记号"←→"表示双向互变,"→"指单向变化,有所省略,表示间断.其中各类能量包含:动能=有序动能=功,热=无序动能;势能=非弹性碰撞的化学能;或动+热+势(+化学能=键能-势能-化学势能).
(三).物质转换(交换.物质气化-物理气化)
1.物理转换(物理结合,混合,分离(开)).物理变化.
2.化学转换(化合,分解.化学气化).化学反应,变化.
3.物理化学转换(物理化学气化).物理化学变化.
4.生物化学转换.糖,脂,蛋白质,核酸,电解质,(激素,神经递质,)代谢等.以上可参考相应的书籍.
(四).信息(信息气化)交换,转换
一方面提供物质,能量交换,信息交换,信息的语意传递交换,变换,信息量,意的放大缩小.传输,转换,记忆(存储),提取,识别等.
(五).广义波(位移与浓度等的统一广义的波动).气化波.
(六).信-能-物关系(质-能-信气化),信能物的综合变化.前面已分别论述过.从略.
信息秩序状态守恒,物能关系,信息对物质-能量的作用有序无序,效率
(fourth part)
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