红外热力学之中医药临床应用
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1.由热力学第一定律谈起

(1)基本内容:热力学第一定律(the first law of thermodynamics)指不同形式的能量在传递与转换过程中守恒。热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以从一种形式转换为另一种形式,但在传递和转换过程中,能量的总值保持不变。上述过程可以表达为:

ΔU=Q+W

其中ΔU表示内能的增量,W表示系统对外界做的功,Q表示对系统传递的热量。该定律于1936年由俄国学者赫斯(G. H. Germain Henri Hess,也译作盖斯)提出;同期,一位名叫迈尔(Julius Robert Meyer)的德国医生及物理学家在一次去往印度尼西亚的航行中,在给生病的船员放血时,发现他们的静脉血不像生活在温带国家的人那样颜色暗淡,而是像动脉血那样鲜红。迈尔医生在和当地医生交流过程中也发现这一现象不是个性而是共性,故引起了他的思考。迈尔认为,食物中含有化学能,它像机械能一样可以转化为热能储存在体内。在热带高温情况下,机体只需要吸收食物中较少的热量,所以机体中食物的“燃烧”过程减弱了,因此静脉血中留下了较多的氧。由此,迈尔认识到生物体内能量的输入和输出是平衡的,于是,他在1842年发表题为《热的力学的几点说明》的论文,提出了热能和机械能的相当性和可转换性。接下来,迈尔在1845年发表了第二篇论文《有机运动及其与新陈代谢的联系》,该文更系统地阐明能量的转化与守恒的思想。他明确指出:“无不能生有,有不能变无。”“在死的和活的自然界中,这个力(即能量)永远处于循环转化的过程之中。”他主张热是一种以能量形式存在的力,可以由化学能转变而来,也可以转化为机械效应。迈尔是第一个在科学史研究中将热力学观点用于研究有机世界现象的科学家。他考察了有机物生命活动过程中的物理化学转变,证明生命过程无所谓“生命力”,而是一种化学过程:生命是由于吸收了氧和食物的能量,从而转化为热能来维系生命的活动。

(2)热力学第一定律与医学:西医学与中医学都以人体为研究对象,人体作为疾病的载体是两种医学的共同观察对象,只是两种医学体系的观察角度不一样。

如果要在热力学的层面上对西医学与中医学研究内容做一个简单区别,则发现西医学研究不同体温下机体生理功能和病理变化,这种生理病理变化表现为机体体液成分的变化(通过化学产热或是热变化导致化学变化)、结构的改变(热变化下的组织重构)。所以西医学的病因学是寻找引起热变化的原因,诊断学是寻找热变化后的病理生理证据,治疗学是尽力纠正这种热变化引起的不良结果,但对热变化本身与各种结果的关系研究甚少或者未开展研究。

中医学则是把热变化放在认识疾病的开始,以八纲辨证为例,阴、阳、寒、热、表、里、虚、实八纲中的阴、阳、寒、热就蕴含热力学的概念。无论是生理还是病理,中医学先把诸多生理现象及临床症状进行阴阳分类,温度高的为阳,温度低的为阴;有推动作用的为阳,有濡养作用的为阴;积极向上的为阳,消极低落的为阴;功能的为阳,物质的为阴等。因为阴阳有对立统一的哲学性质,所以可对很多生理病理现象进行归类。以疾病为例,患者偏年轻,体质好,免疫功能强,能够与进入机体的病原微生物进行积极斗争,往往表现为症状出现早、症状较显著、病程短、易恢复,多属于《伤寒论》三阳病范畴;患者偏年老,体质差,免疫功能较弱,与进入机体的病原微生物进行斗争时处于弱势状态,往往表现为症状出现晚、症状不典型、病程长、难以恢复甚至并发症多,故多属于《伤寒论》三阴病范畴。以情绪为例,积极的、正面的情绪属阳,消极的、负面的情绪属阴,长期的、消极的、负面的情绪影响人体,便容易出现对机体“阳”的消耗,进而出现记忆力减退(清阳不升)、消化功能减退(脾阳不运)、免疫功能下降(肺气不足)等病理状态。而阴阳这两大分类下还可以再不断细分,如阴中再分阴阳,分别列为阴中之阳、阴中之阴,同理,阳也可以再分阴阳。以气血为例,气质轻、流动性强属阳,血质重、善滋润属阴,但中医学发现血液同时也是气的载体,所以血在滋养的同时也具有气的温煦功能,我们常看到失血性休克的患者手足冰凉、皮肤湿冷,就是血的濡养(阴)及血中之气的温煦(阳)功能皆不足的表现。

人体内阴阳互相影响、互相制约、互相转化,最后在系统上以一个宏观的状态表现出来。过去我们主要通过“望、闻、问、切”等中医四诊方法去收集资料进行诊断,在一定程度上带有患者和医者的主观性,受患者对症状的感受性、文化程度、医者的经验、医者学术传承等影响。而现在我们可以通过红外热成像这样的技术去诊断,从而可以把中医四诊与现代技术结合在一起,提高了中医诊疗疾病的客观性。

阴阳在人体有一个生理变化范围,中医学称为“阴平阳秘”,超越了正常变化范围的阴阳关系,例如阳虚、阴虚、阳盛、阴盛等,在人体内会引起相应的症状乃至疾病,中医通过四诊收集这些症状及疾病“信息”,分别归属于不同类别,做出诊断,并通过生活习惯、情绪、饮食调整及药、针、推拿按摩等治疗手段恢复机体阴阳平衡,从而达到治疗目的。正如迈尔医生所观察到的,热是一种以能量形式存在的力,人体摄入的食物、水和阳气,最后都直接或间接地通过细胞,以化学能产热的方式转变为机体生存的能量。