量子物理學對中醫學的現代解讀

量子物理學對中醫學的現代解讀   原載：《中國中醫藥報》總2339期 量子物理學對中醫學的現代解讀 項曉人 南京中醫藥大學 　　量子物理學是20世紀初誕生的令人震驚的科學。理論上，它以科學史上“史無前例的精細程度正確地描述著世界”，成為幾乎所有現代科學技術的基礎；實際應用上，在它的理論的指導和製約下，誕生了核能反應堆、激光器、電子顯微鏡、半導體、晶體管和集成電路等，被物理學家們譽為“一種前所未有的最有成效的科學理論 ”。 不僅如此，由它產生的科學思想與哲學觀點同樣是一場真正意義的革命，它刷新了我們對於世界的看法，對於其他學科的發展具有深遠的影響，其中包括中醫學。 玻爾(1885～1962)丹麥物理學家，經典量子論和現代量子論的創立者之一。1913年把量子化的概念引進原子結構理論，於1922年獲獎。此後，他提出電子的波動模型與它的粒子性是互補的，使量子力學的發展由經典量子論進入現代量子論的階段。 　　A　量子物理學的基本內容 　　一、量子世界的測不準原理 很多實驗分別證實：光子這樣的量子粒子（其物理性質是以相差一些離散的量的方式變化，如原子、電子、光子、誇克等）既顯示出似波性又顯示出似粒子性，即具有波-粒二相性。進一步的實驗又證實，在觀察光子的似波性（粒子動量）時，儀器對其位置的精確度產生了一個很大的擾動，因此光子位置就測不準了；同樣，在觀察光子的似粒子性（粒子位置）時，儀器又對其運動動量產生了很大的擾動，因此光子的似波性就測不準了。這意味著，要同時測量一對確定的動力學量（粒子的位置與動量）是不可能的，測量中總是存在得知這一個量的信息而不得不放棄另一個量的信息的情況。這就是測不準原理。 這個物理學原理誕生了下麵一些科學思想： 1.經典物理學認為，不管我們觀察與否，粒子都是在那裏存在的一個實體（定域實在的），像宏觀尺度上的彈子球。量子物理學認為：在測量之前我們並不知道粒子是什麽，由於測量的選擇我們把它升格為有位置的實體或者能幹涉的波，所以，粒子依賴於觀察工具對它的觀察而存在。 2.量子世界存在測不準原理導致不可預知性。因為在任何時候，我們的測量都不能得到一個粒子行為的完整信息，既然我們無法正確了解粒子現在所處的狀態，我們也就無法預知其將來的行為。 3.粒子的位置和動量，構成了量子物體的兩個互不相容卻又相互補充的性質，我們通過不同的測量方法得到兩種結果，對粒子行為進行互補描述，用一個孤立的值描述是不完整的。量子物理學哥本哈根解釋的代表人物玻爾把這上升為互補原理，他認為，這是自然界所固有的客觀事實，我們不能說我們的經驗世界是A或就是B，而應當說我們的經驗世界純粹是這兩個可能世界的混合物。現在有的科學家把這原理引申成為這樣的觀點，即“一個係統有兩個不同的、互補的描述的概念”。 4.在量子係統中，一個測量結果是由被測的客體和測量裝置共同決定的，即是被測粒子與宏觀的測量裝置共同作用的結果，“離開了同整體的關係，部分是沒有意義的。” 　　二、量子世界的非定域性 量子世界測不準原理是量子世界固有的現象，還是因為我們的實驗沒有能力同時感知到兩個量？原子究竟是一個用來解釋廣泛的觀察結果的抽象構想，還是一個定域實在的東西？1935年愛因斯坦與波爾多斯基、羅孫共同設計了一個思想實驗（EPR實驗，內容略），想從中得出粒子是定域實在的結論以否定上述科學思想。玻爾反駁了愛因斯坦，指出：粒子在測量之前它具有真實的位置和動量是不對的。 兩個人思想爭論的檢驗，1965年由貝爾不等式做出數學上的證明，其後又有1982年巴黎大學的阿斯派克特所做的實驗證實：愛因斯坦輸了，量子物理學預言是正確的。這意味著：量子世界的測不準性質確實存在；一個量子係統的兩個遠距離分離部分之間的瞬間關聯，即愛因斯坦所嘲諷的“幽靈般的超距作用”確實能夠發生。科學家們承認“我們不得不接受這種關聯性的非定域性，將它作為量子過程所展現的自然界的一個固有的事實。” 由此產生了下麵一種科學思想： 在一個量子係統中，兩個相距很遠（即使有幾光年距離）的相關粒子必須被看作是一個整體，它們之間存在著肯定的關聯協作性，並且，這種關聯協作性內在於量子世界中。這意味著，一個係統中的各個相關部分不是獨立存在的，即使它們可能相隔遙遠，看起來似乎沒有必然的因果相關，但是其實，它們之間總是存在著整體需要的一致性和關聯性。生活中有很多這樣的現象，比如，中醫理論的“天人感應”；人與人之間的心靈感應；孿生子之間或母子之間的身體感應；氣功外氣的遠距離作用等等，所以我們應該“放棄分析的想法，不再把世界分析成相對自主的部分，分別存在但同時又互相作用。相反，現在最受強調的是不可分的整體性……。” 科學家們認為：“如果我們想得到某些我們需要的具有哲學洞察力的東西，我們就必須按照已有的量子理論去理解世界圖像。”“不是因為我們特別傾向於接受這種觀點，而是因為它是我們達到比較準確地描述物理世界行為的惟一方法。” 　　B　量子物理學的哲學觀點 自然科學是哲學發展的重要動力，科學的進步必然促使哲學做出思考。 　　一、哲學的基本問題 哲學的基本問題包括兩方麵的內容：一是精神和物質誰是第一性的問題；二是精神能否認識世界，即世界是否是可知的。量子物理學所揭示的思想，在這兩方麵都給哲學的基本命題以新的補充。 首先，由於觀察測量在量子物理學中所起的關鍵作用，所以實驗者以一種基本的方式參與了微觀實在的形成。就是說，隻有當觀察者觀察它時，它的種種行為和性質才被最終的決定。這意味著，在物質的形成中，精神起著基本的、不可或缺的作用。400多年來，現代科學已經習慣把人的意識的影響排斥在對客觀世界的研究之外了，而現在，物理學這個很客觀的科學卻不得不重新認識這個問題，要把人類的精神放進我們認識世界和理解世界的科學活動中來——量子物理學在物質實在的本質中給了精神一個正式的席位。但是它不同於沃爾夫、笛卡爾為代表的“二元論”世界觀，把精神和物質對立起來，也沒有像唯心主義或唯物主義那樣回答誰是第一性的問題。實際上它認為“觀察工具和被觀察的物體不是分開的”，因此沒有誰是第一性的，世界其實是精神和物質、主體和客體互為交織在一起的一個整體，兩個側麵互為依存，和諧地構成完整的世界。 其次，如前所述，經典物理學認為世界在理論上可以預知，這是決定論的觀點。量子物理學認為，由於測不準原理，我們不能正確地預言世界，隻能就我們的測量方法觀察到的結果做出有意義的幾率預言。玻爾說：“物理學不告訴我們世界是什麽，而是告訴我們關於世界我們能夠談論什麽。”這個觀點既否定了決定論又不同於非決定論。哲學上的決定論認為世界上任何事物都具有規律性和必然性；非決定論則把世間一切現象都看成毫無客觀規律性，純粹是偶然的結果。量子物理學卻告訴我們：世界不可以精確預知，然而並非毫無規律可循。這使我們聯想起很多宏觀世界的不可預測係統，如遠期氣候變化、股市行情、輪盤賭、戰爭形勢等等，處理這些問題的時候，我們的確不能準確預言它們的行為，隻能給出某種可能性的概率。這對於係統論科學和複雜性、非線性科學的研究，具深遠的指導意義。 　　二、還原論和整體論 哲學上的還原論觀點認為：自然界的高級運動的形式是低級運動形式的結果。400多年來，西方科學思想主要傾向於這一觀點，物理學把物質還原成原子分子這樣的部分來研究，醫學把人體還原成細胞核酸這樣的部分來研究。當然，這大大拓寬了我們的視野，促進了現代科技的飛速發展。但是量子物理學認為，量子粒子的種種微觀特性是依賴於全體宏觀測量條件的，因此部分的性質隻有與整體係統結合起來才能獲得，離開了與整體的聯係，部分是沒有意義的；另外，一個係統的相關分離部分相隔得再遙遠，其關聯性仍然存在，體現著步調一致的整體的屬性。正是用還原論的方法進行研究的量子物理學，讓我們重新麵對和思考世界的另一個圖像——整體。宇宙活動可分成兩種有序：質樸的有序和複雜的有序。質樸的有序是還原論指導下的經典物理學研究的種種現象，比如太陽係運動中或蘋果下落過程中的規律性；複雜的有序是整體論研究中具有某種目的而合作的整體現象，比如木星表麵美麗的花紋、生命現象、隊伍的戰鬥力等等。還原論試圖揭示出整體組織中的簡單成分，並推導出整體的特性，而整體論則注意整體的複雜性，並運用整體論的方法去研究整體。整體的重要性我們到處可以看到：細胞組成生命才有意義，文字組織成文章、個體蘊含於社會才有意義。可見整體不僅僅是部分的集合，它還比部分高出一個結構層麵，因此，整體所反映的現象不容忽視。 　　三、方法論 還原論的認識形式導致人們把整體的東西分割成部分來分析，因為隻有把整體事物簡化成最基本的單元、最純粹的狀態，實驗的結果才是準確的。因此，現代科學400多年來就是這樣把一個整體的複雜的問題先進行分解然後再采用分析、推理再加上實驗檢驗的方法去研究的。無疑，這是還原論必定要采取的方法，也是我們認知世界的重要的和成功的一種方法。但是，這樣做的結果使得很多關於整體性質和複雜事物的信息丟失掉了，它不是反映整體的惟一的方法。在量子理論的不確定性原理、互補性原理及其整體觀的哲學觀點問世以後，人們開始質疑這方法能否正確反映整個世界圖像。比如，單個字的意義可以推導出整部小說的情節嗎？從報紙上的一個墨點的原子集合能看出一幅完整的風景圖片嗎？顯然世界上好多事物，比如，生命的特性、樂曲的主題、戰爭的態勢等等，其複雜性質隻有在整體的結構層麵上才能顯示出來，單從部分研究是不能完全反映的，並且用研究部分的方法套用到整體現象的研究上，也是極不合理的。有時，整體隻能也隻需用研究整體的方法可以奏效。比如，那幅風景圖片的美感我們隻要通過處理整張照片，而不必去處理每個墨點；一個感冒患者上火了可以服中藥清火，而沒有必要檢測他的DNA。而且整體的事物往往蘊含著複雜性，因此需要對這類世界圖像的研究有一個不同於簡單圖像研究的方法。一般說，整體觀的研究方法是從宏觀、係統的角度出發，以直覺感知為認知基礎，接受實踐的檢驗後，上升為經驗理論再指導實踐。它著重研究部分的組合情況以及部分間關係對整體性質的影響等。 　　四、互補原理 。“互補原理”是玻爾的基本觀點，他說：“互補一詞的意義是:一些經典概念的任何確定應用，將排除另一些經典概念的同時應用，而這另一些經典概念在另一種條件下卻是闡明現象所同樣不可缺少的。”唯物辯證法的“一分為二”觀點和我國古代哲學史中的“合二為一”觀點，都注意到事物對立統一的兩個方麵。“一分為二”強調了一個事物內在的分解和矛盾的對立性的一麵；“合二為一”強調了矛盾雙方的互相依存、互為存在一麵；而“互補原理”則強調了這樣的哲學觀點：“測量儀器分為互補的兩類，分別測量兩個互不相容的物理量，如坐標與動量，兩類儀器的測量顯示互補的關係，對微觀粒子的運動應采用‘互補描述’，兩種不能同時成立的描述結合應用，相互補充。”如前所述，我們生活中的確會遇到不少一個係統有兩個不同的、互補描述的概念，“互補原理”告訴我們，事物內部存在著兩個對立又互補的兩個方麵，應該用符合各個對立麵運動規律的方法分別觀察它們的運動，然後進行兩個方麵的互補描述，以得到對該事物的全麵、客觀的認識。 　　Ｃ　量子物理學對中醫學的意義 哲學是從原則高度指導人們的思想和社會實踐的，量子物理學哲學觀點對中醫理論的理解與支持廣泛而深刻。 　　一、整體觀問題 分兩個方麵講，第一，量子哲學整體觀認為，粒子的種種特性依賴於全體宏觀測量條件，因此部分的性質隻有與整體係統結合起來才能獲得，離開了與整體的聯係，部分是沒有意義的。而中醫理論強調的“天人合一”思想，正與之有異曲同工的呼應。“天人合一”的思想認為：“人類與周圍的世界是統一的，人就是其中的一個部分，一個方麵，……天道變化必然影響人道”因此中醫理論認為：“天地萬物本為一體”，“人從天生，故合天道”，“人之身也，與天地形象相參;身盛衰也，與日月相應也。”“善言天者，必應於人”等等，說明人類是天地這一整體係統中的一個部分，不可避免地受到自然界的影響，不可以獨立於天地亦即環境氣候地理等因素之外去考察人體這個部分。第二，量子哲學整體觀認為，相關的分離部分必須看成是一個整體，分離的部分間有著同謀協作的關聯性。中醫理論也認為人不僅與自然界是一個不可分割的整體，人的自身也是一個以五髒為中心的整體，人體髒腑、體表、經絡、官竅都是相關統一的，都具有關聯性。如中醫理論的髒腑相關學說、經絡髒腑相關學說都說明人體的各髒腑相互聯係不可分割，人體的各種功能互相協調彼此為用，人體疾病的發病機理上互相影響等等。不僅如此，中醫理論也認為“物類”是“相感”的，北宋讚寧著有《物類相感誌》，記述了物類相感的種種特殊現象共有400多例，說明生長在同一個自然環境裏的分離的部分是有顯著的感應現象的。這種具體實用的整體觀顯然和量子哲學的整體觀有著很深的認同。 　　二、互補原理與陰陽學說 如前所述，量子哲學的“互補原理”觀點認為：事物具有兩個不相容的側麵，要得到對該事物性質完整的認識，必須使用兩個方麵各自測量的結果進行互補的描述。這種觀點早在中醫理論的陰陽學說中就有著從理論到具體應用的理解與闡述。比如，“一陰一陽之謂道”，“陰不可無陽，非氣無以生形也;陽不可無陰，非形無以載氣也。”“陰陽又各互為其根，陽根於陰，陰根於陽；無陽則陰無以生，無陰則陽無以化。”等，說明事物具有兩個方麵，互為依存，不可偏廢某一方麵的觀察；在把陰陽理論應用到中醫的各種醫療實踐上則有，“人生有形，不離陰陽。”“善診者，察色按脈，先別陰陽。”“醫道雖繁，而可以一言蔽之者，曰陰陽而已。故證有陰陽，脈有陰陽，藥有陰陽……設能明徹陰陽，則醫理雖玄，思過半矣。”“謹察陰陽所在而調之，以平為期”等等，說明在醫療實踐中陰陽兩方麵的變化是要同時觀察的。另外，玻爾還認為：這種互補原理是自然界固有的並不隻是實驗製作粗糙的結果。中醫的陰陽理論對這也早有深切的理解，比如“陰陽者，天地之道也，萬物之綱紀，變化之父母，生殺之本始，神明之府也。”“陰陽者，萬物之能始也。”“陰陽者，數之可十，推之可百，數之可千，推之可萬，萬之大不可勝數；然其要一也。”等等。互補原理和陰陽學說都承認事物有這種並協性，並且這種並協性是根植於自然萬物中的。事實上，玻爾把中國古老的陰陽太極圖作為其家族的族徽，並在上麵刻了“對立即互補”的字樣，正反映出互補原理和陰陽學說之間的那種淵源的內在聯係。 　　三、精神的作用問題 量子物理學提供了迄今為止最令人信服的實驗，證明意識在物質實在的本質中扮演了極重要的角色，所以量子哲學認為：精神與物質互為依存，精神應被看作是一切物理事件中不可分離的因素。這正是量子物理學革命性的結論之一，難怪波爾說：“假如一個人不為量子論感到困惑，那它就是沒有明白量子論。”其實，這種哲學觀點對於中國人來說應該不太陌生，尤其是對於學中醫的人們來說。我們都知道中醫特別講“醫者意也”，這裏的“意”一是指注意力。比如，“醫之為言意也。腠理至微，隨氣用巧，針石之間，毫芒即乖。神存於心手之際，可得解而不可得言也。”“小針之要，易陳而難入。粗守形，上守神。粗守關，上守機”，強調“守神”、“守機”即強調注意力的集中對於治病的重要。這不是一般意義上的認真，而是“經氣已至，慎守勿失，淺深在誌，遠近若一，如臨深淵，手如握虎，神無營於眾物。”應該是一種意念的把守。二是指在診治過程中的思維作用。比如，“醫者意也，在人思慮。”“善於用意，即為良醫。”“況醫之道，有神聖工巧之殊；藥之性，有君臣佐使之別；人之受病，則寒熱燥濕，強弱盛衰，千變萬態，不可言。既苟非精其意而通其妙，烏能已人之疾。”等等，強調中醫治病在診脈、用藥過程中醫家的思維、悟性、直覺、靈活性等個人精神素質的重要，隻有通過“精其意而通其妙”的思維過程，方能正確辨識疾病，並找到正確的治療方法。這與現代醫學愈來愈偏向“儀器＋藥物”的診治手段相比，是非常強調主觀思維作用的，不管是“注意力”還是“思維作用”，強調的都是醫家的精神活動在醫療實踐領域中的作用。其實，這正是處理整體問題、非線性科學中通常都強調的，中醫不是那種線性科學，所以這種思維的重要性對於它顯然不言而喻。至此我們可以看出，雖然量子哲學和中醫理論討論的不是一個領域的問題，切入點也各不相同，然而在強調精神作用的哲學觀點上，它們殊途同歸並且互為詮釋。 　　四、方法論問題 還原論的世界觀在微觀量子世界裏的失效，直接導致量子哲學不僅對還原論的世界觀而且對其研究方法的普適性提出質疑。人們不禁要問：還原論的方法論適應於所有事物的研究嗎？是衡量所有事物科學性的惟一標尺嗎？敏感的人們會立刻回想起400多年前現代科學還沒有誕生時人們觀察整體問題和複雜問題所使用過的方法，那就是人類認識世界圖像的另一個基本方法——對整體和複雜事物所采取的“直覺＋經驗＋實踐檢驗”方法。事實上，如果我們希望理解的是一幅完整的世界圖像，就應該針對不同的對象選擇合適的認識形式及其研究方法去觀察研究，不能混用或者隻用一種認識形式及其研究方法去針對全體的研究對象，比如堅持從分子核酸水平去檢驗中醫理論、堅持從武器的基本結構去考察一支部隊的戰鬥力等等。還原論的“實證＋推理”方法是我們認識世界的一隻眼睛，整體論所采取的方法是我們認識世界的另一隻眼睛，在認為還原論及其方法論才是科學的觀念統領我們認知領域幾百年後的今天，量子哲學整體觀的提出無疑對中醫藥學的理論和方法學都是一個極大的肯定。我們都看到，就在我們國人為“中醫學是否是科學”、“中醫藥的方法學是否是科學的”問題爭得熱火朝天時，西方的科學家們已經冷靜地提出“中國古代科學方法都是從宏觀、整體、係統的角度研究問題，其代表是中醫研究方法，這種方法值得進一步研究和學習。”我們應該為此感到深深的鼓舞和欣慰！