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【摘要】中医学和西医学是当今世界的两大医学领域，两者都以生命为本，不断为着人类的身体健康作出不懈努力。然而两者却有着不同的科学理念，西医学从解剖的概念出发研究人类各种疾病，中医则从观察自然界各种事物相关性和统一性的哲学思考出发，用“木、火、土、金、水”五行相生相克描述人体五脏六腑的整体性生理功能。中医和西医都以给人体治病为本，必然有着共同的科学原理支撑。
【关键词】中医；科学；中国梦
我国的中医学有着极其深厚的科学内涵，《黄帝内经》开篇中关于养生原理的阐述，更是与现代生物物理学有非常多的联系，甚至两者相互涵盖。用现代生命科学的知识去理解和分析中医理论，必然能够促进中医世界化进程，为中医学的发展打下良好基础。
一、两种医学思想体系
西医学和民族传统医学是客观存在的两大医学体系，世界各地区各民族都有自己的民族传统医学，它们是民间医疗经验的传承和积累。亚洲是传统医学最富底蕴的地区，在人类发明抗菌素和疫苗之前，流行的瘟疫曾导致人口大量死亡，而亚洲的传统医学却从死亡线上挽救了无数人的生命。中国作为世界上人口最多，人口密度最大的国度，孕育了世界上最好的、有完整科学理论和丰富医学实践的民族传统医学，即中医学。
1.中医学思想体系的形成
中医学和西医学是不同的两个科学思想体系，两种思想体系的形成源于时代背景和研究方法的不同。人体是一个极其复杂的体系，研究复杂体系的方法之一就是把体系看作是一个“黑箱”，用控制论的思想方法进行研究。黑箱是指内部结构非常复杂，又没有手段进入内部理清其规律，只能通过从外部“输入”信号并观察“输出”反应的相关性去认识其功能和特性的体系。研究任何事物都有两种方法：一种方法是通过一定的手段进入研究对象的内部，直接观察其内部结构，控制它的内部运动。这种方法依赖于研究手段的进步，对高度复杂的体系常有局限性，西医学就是采用这种方法研究人体，属于实证医学，即以科学实验结果为依据的医术。
作者单位：100101中科院生物物理研究所 研究员
另一种方法就是在没有手段进入研究对象内部的情况下，把体系看作是黑箱，从外部观察“输入”信号和“输出”反应的相关性来找出研究对象的整体功能和特性，并探索其内部结构和机理。这种方法适于研究高度复杂的体系，中医学就是采用这种方法研究人体，属于试验医学，即以人体试验证明有效而建立的医术。
2.中医和西医的互相理解和沟通
中医和西医是两个平等发展的医学体系，西医学从解剖的概念出发把人体生理功能划分为消化、呼吸、内分泌、泌尿、生殖、循环、神经、感觉、运动等九大功能系统，而且对每个功能系统的研究都已经深入到了分子和基因的水平。而中医学从观察自然界各种事物相关性和统一性的哲学思考出发，用“木、火、土、金、水”五行相生相克描述人体五脏六腑的整体性生理功能。五行学说是用自然现象的比喻思考人体的功能，例如用“土”的概念比喻“脾”“胃”的功能，描述人体从外界吸收营养物；用“脾统血”的概念描述心脏泵血将营养物和氧气运送到全身的每一个细胞；用“脾主运化”的概念描述线粒体把氧气和营养物转化为ATP维系细胞生命活动的过程。中医中“木、火、土、金、水”五行中的任一行都会涉及西医九大系统中几个功能相关系统的协调与配合，五行与九大功能系统之间的关系正是中西医互相理解和沟通的交汇点。
由于中医和西医采用不同的术语和不同的思维方法，又各自产生于不同的年代，所以更需要沟通。西医采用分析的思维方法，发展了各种物理和化学的检验手段，寻找在九大系统中产生病理变化的病灶，并加以清除。但是面对基因突变引发的遗传性疾病，却无法对DNA分子的突变进行精确的修正，这是目前西医学面临的最大挑战。中医学则采用综合的思维方法，从调整五脏六腑功能的角度调动人体自身预防和战胜疾病的能力，达到祛病强身的效果。
二、线粒体医学的研究呼唤中医科学
线粒体疾病一词是医学家描述由于线粒体DNA突变引发的一系列症状，主要涉及衰老、老年退行性疾病及母系遗传的神经内科疑难症，如LHON、Leigh、Alpers、Menkes、kss、CEPO、MERRF、MELAS等。近一二十年发现了上百个线粒体DNA突变点与疾病的发生有关，除了线粒体疾病之外，很多疾病的发生都与线粒体功能的异常有关，包括糖尿病、心血管疾病、肿瘤等等。线粒体基因与细胞核基因的相互作用在疾病发生中的地位和作用越来越引起生命科学家的关注，但是到目前为止对线粒体疾病也只能做到诊断，尚没有治疗手段。
人类的平均年龄是随着生产力的发展和科技水平的提升而不断延长的，中世纪由于瘟疫的流行死亡率很高，人类的平均年龄只有40岁左右。当人类掌握了抗菌素和疫苗的应用，控制瘟疫流行的手段提高后，人类的平均年龄延长了将近一倍。当前，威胁人类的病毒和致病微生物依然考验着人类控制疾病的能力，细菌抗药性的增长也给人类提出了寻找广谱抗菌新药的课题，然而人类最束手无策的还是如何治愈由于自身的基因缺陷引起的遗传性疾病。DNA分子剪接技术的发现曾经给遗传疾病的基因治疗带来过很大的期望，但是多年的努力使科学家认识到植物基因工程尚可通过大量淘汰筛选到理想的修饰基因，对动物DNA分子进行剪接虽然已经在实验室进行但还没有达到可以如实施外科手术一样对基因分子的缺陷进行精确的定位和修正，面对如何预防和治疗人类自身的遗传性疾病，寻找新的医学理念和新的治疗方法是医学家面临的重大难题。
“气”在中医理论里占有很大的篇幅，《黄帝内经》用“真气”描述人体的机能，说：人体的“真气”是由先天的“元气”、后天的“谷气”和“清气”结合而生。显然，中医对“气”的理解远比Douglas C. Wallace深入。
二、健康长寿的生物能量学原理
线粒体的科普名称是细胞的发电厂（power house），它把食物中储存的太阳能转化为载能分子ATP为细胞生命活动提供能量。执行能量转化功能的器件就是分布在线粒体内膜上的呼吸链和ATP酶的组合，相当于分子发电机组。我们实验室专注呼吸链结构与功能研究已几十年，一个重要的发现是证明了呼吸链在传递电子制造ATP的同时总有少量电子通过漏电旁路产生潜在有害的氧毒性中间体（O2-.和H2O2），这一发现使我们有理由从热机原理的角度把呼吸链的功能等同于“生命引擎”。“引擎”是产生驱动力的能量转换器，“引擎”燃烧石油是把石油中储存的太阳能（古代植物光合作用的结果）转化为推动机器运转的动力。“生命引擎”燃烧的是食物，把食物中储存的太阳能（当今植物光合作用的结果）在线粒体中释放并转化为驱动细胞生命活动的载能分子ATP。我们的身体每天消耗的能量折合成ATP分子的重量几乎相当于体重，天文数字的ATP分子消耗维持着人体的生理功能，ATP被消耗以后变成ADP，线粒体不断地把ADP重新合成为ATP，如此反复ATP的再生为机体的生命活动提供了源源不断的能量。神经和肌肉是消耗ATP最多的两种组织，所以线粒体疾病的病症大都表现有神经和肌肉的功能失调。 1.“生命引擎”与健康长寿
热机做“功”时总要消耗一部分能量去克服摩擦阻力做“虚功”，做“虚功”是热机老化报废的原因。“引擎”作为热机是会老化的，那么“生命引擎”会不会老化和怎样老化呢？20年前本实验室开始探讨“生命引擎”怎样老化的课题，经过十几年的试验论证取得了大量的实验数据，证明传递电子的呼吸链还有两条由细胞色素c介导的电子漏旁路，这两条漏电旁路本质上就是细胞色素c介导的超氧自由基（O2-.）的代谢路径（O2→O2-. →H2O2→H2O）[1＼|4]。这就是说呼吸链在传递电子制造ATP的同时，总要漏出一部分电子制造潜在有害的氧毒性中间体（O2-. 和H2O2）。呼吸链漏电产生的氧毒性中间体正是引起“生命引擎”损伤老化的罪魁祸首，它们造成蛋白质、核酸、脂类分子的氧化损伤，不仅使“生命引擎”老化，而且损伤细胞的结构还导致机体衰老。然而，重要的是“生命引擎”与非生命“引擎”有着本质的不同：非生命“引擎”的老化损伤不能自行修复，而“生命引擎”的老化损伤是可以自行修复的。呼吸链漏电产生的O2-. 和H2O2导致氧化损伤和引起衰老这一点和非生命“引擎”相同，但是O2-.和H2O2作为生物信号启动机体的抗氧化机制和损伤修复机制是非生命“引擎”所没有的。抗氧化机制是在氧毒性中间体没有造成氧化损伤之前被清除掉的一种代谢机制，损伤修复机制是造成损伤后重建健康机体的代谢机制，根据生命体可以自行修复损伤的研究我们提出了健康长寿的生物能量学原理。
2.健康长寿的生物能量学原理
什么是寿命？这个问题即深奥又简单。天体起源的理论告诉我们地球形成初期的大气环境中是没有氧气的，还原性的大气环境使原始地球的海洋中积累了大量的原始有机物，这为原始生命的起源创造了良好的条件。一种可以利用太阳能把水分子分解为氧和氢的原始生物改变了地球的大气环境，氧气的出现使原始生命面临氧毒性损伤的灭顶之灾。大部分原始生命被氧化分解，少数能生存下来进化至今的生命是因为它具备了对抗氧毒性损伤的能力，呼吸链就是原始生命与氧毒性斗争中进化出来的抗氧化系统。本实验室发现的两条由细胞色素c介导的呼吸链电子漏旁路[1＼|4]，就是生命进化的重大转折点，从无氧的原始大气进入有氧大气环境后，进化出来的最初阶段对付氧毒性损伤的方式[5]。完整的呼吸链是逐渐进化出来的，特别是呼吸链末端氧化酶（复合物IV）的出现，它具有把O2和氧毒性中间体牢牢结合在氧化中心的能力，直至4个电子加入使O2还原成H2O之后才被释放出去。有了完整的呼吸链克服氧毒性和利用O2制造ATP，生命才能延续至今。显然生命就是采取了一代传一代的方式与氧毒性进行斗争而生存，因此，寿命就是一代生命体与氧毒性斗争的历史，长寿意味着生命体具有较强的与氧毒性进行抗争的能力，或者是生命体受氧毒性的损伤比较少。
什么是健康？这个问题如果从“耗散结构”的热力学原理去思考会很有启发。人体是一个高度组织化的有序性结构，热力学家用“负熵”这个词描述事物的有序性，“熵”增加表示事物向无序性方向发展，熵减少表示事物向有序性方向发展，人们口头说的“正能量”在热力学中的术语是“负熵”。
比利时科学家Ilya Prigogine提出了描述开放体系非平衡热力学的“耗散结构”理论，由于“耗散结构”理论可以应用于多种高度组织化复杂体系的研究，于1977年获得了诺贝尔化学奖。“耗散结构”是他用来描述自然界由于能量的传递和物质的转移而出现的局部物质组织化的有序性结构，这种“局部有序性结构”的出现是由于能量不断输入局部产生“负熵”的结果，“有序性”的维持也是靠物质周而复始的不断更新，一旦能量输入不足，物质更新便不能维持，“局部有序性结构”将走向解体。
自然界的生命就是热力学的“耗散结构”，植物的光合作用和动物的呼吸作用共同推动着地球上一个巨大的物质循环和能量转移：即植物叶绿体利用太阳光进行光合作用把二氧化碳（CO2）和水（H2O）合成为碳水化合物储存在果实中成为我们的粮食。碳水化合物不仅是储存了太阳能，而且作为原材料构建了地球上种类繁多的生命物种。动物呼吸利用氧气把粮食燃烧分解成CO2和H2O释放回大自然，同时把食物中储存的太阳能取出转变为驱动生命活动的动力。如此，植物的光合作用和动物的呼吸作用共同推动着地球上巨大的物质循环和能量转移，造就了地球上琳琅满目、绚丽多彩的生命世界，这就是大自然的生物能量学原理。每个生命体都是置身于这个巨大物质循环中的一个微观缩影，它生于循环中的物质，死后又回归大自然。
图注中间从左至右表示物质循环，从左上角到右下角表示能量传递
人体是一个高度组织化的、极其复杂的有序性结构。胎儿的发育是在母体子宫这一特殊的环境中进行的，由母体通过脐带给受精卵输送氧气和营养物，在父母双方基因杂交优势程序的控制下，从一个受精卵细胞严格有序地增殖分化，构建起百万亿细胞组成的高度有序性胎儿，这是构建“耗散结构”的热力学过程。用“耗散结构”一词来描述生命体的“有序性”体现在两个热力学要素上：一是时时刻刻向生命体注入能量产生“负熵”，构建生命体结构的“有序性”；二是时时刻刻注入能量维持生命体物质的新陈代谢，保证生命体的“有序性结构”不断更新。一旦能量注入不足，新陈代谢更新速率的下降将会导致生命体结构“有序性”的丢失，当生命体丢失的“有序性”不能挽回时，生命将逐渐走向衰竭和死亡。
每个人都是带着各自不同的“与生俱来的有序性”来到世间，“与生俱来的有序性”是一个人的健康和生理寿命的决定因素，因为“与生俱来的有序性”常常是有缺陷的，这种缺陷是父母双方基因遗传给胎儿的，是健康的隐患，可以看作是“耗散结构”的薄弱环节。在胎儿发育的过程中，这种缺陷可以被父母双方基因杂交优势的力量掩盖起来，掩盖不住的缺陷就会导致小儿先天性遗传病。人体在老年体弱后被掩盖的缺陷会显露出来，表现出各种老年疾病症状，中年时期也会因为某些恶劣因素的诱导而爆发，如过劳、不良嗜好、感冒发烧、中毒等等。一旦 “耗散结构”的薄弱环节被突破，生命的“有序性”将逐渐丢失，人体即进入亚健康状态。 人体是由百万亿数量的细胞组成，每个细胞中都有上百数量的线粒体，而每个线粒体中又有成百上千数量不等的“生命引擎”为细胞制造ATP。所以，我们可以把人体看作是一个巨大数量“生命引擎”的集合体，“生命引擎”的正常工作是人体健康的基础，“生命引擎”的损伤和老化就是疾病和衰老的根源。维护保养“生命引擎”是健康长寿的重要手段，探讨线粒体产生的氧毒性中间体作为生物信号在生理和病理功能中的地位和作用是健康长寿的基础理论课题。
呼吸链电子漏旁路的发现证明“生命引擎”制造ATP是它的主要功能，但它制造ATP的同时总要漏出少量电子产生潜在有害的氧毒性中间体。线粒体不仅是细胞制造ATP的能源站，同时也是产生潜在有害的氧毒性中间体的地方。之所以用“潜在有害”一词是因为在正常生理条件下，生理浓度的氧毒性中间体有其重要的生物功能，这是当前生命科学研究的前沿课题。高于生理浓度的氧毒性中间体会作为警戒信号，调动机体的抗氧化机制清除氧毒性中间体，这是人体对抗恶劣环境保护自身生存的重要机制。若不能及时清除的氧毒性中间体则会造成生物损伤，导致人体结构有序性的丢失，引起衰老。但是“生命引擎”还有一个与非生命“引擎”本质上截然不同的功能，这就是启动人体的自修复机制，把损伤的蛋白质，核酸和脂类分子加以清除并合成新的分子重建健康机体，这是把丢失的有序性找回来的机制，是健康长寿生物能量学原理的根基。所以，探讨氧毒性中间体作为生物信号在生理和病理过程中的地位和作用是健康长寿科研领域的重要基础理论课题。
三、中医养元气、扶正祛邪、治未病的医学理念蕴含着健康长寿的生物能量学原理
《黄帝内经》用“真气”描述人体的机能，说：人体的“真气”是由先天的“元气”、后天的“谷气”和“清气”结合而生。“真气”可以被理解为是肌肉的收缩运动、神经的信号传导、大脑的学习记忆和思考、细胞的繁殖和更新，组织器官的生理功能、损伤的预防和修复等等，是对人体生理机能的概括。先天的“元气”就是在母体子宫的受精卵从母体获取氧气和营养物而进行的一种物质代谢，这种代谢的特征是在父母双方基因杂交优势程序的严格控制下构建由百万亿细胞组成的“高度有序性”胎儿。后天的“谷气”和“清气”则是婴儿出生后，通过自己的胃肠吸收营养物、肺吸收氧气而产生的一种物质代谢，它是维护人体“与生俱来的有序性”的力量。
中医 “养元气”、“扶正驱邪”、“治未病”的医学理念蕴含着健康长寿的生物能量学原理：“养元气”就是通过“养”维护“与生俱来的有序性”，让“耗散结构”的薄弱环节不被突破；“扶正驱邪”就是通过中医的医术强化人体自身的“正能量”，把损伤“有序性”的各种毒害因素阻挡在体外；“治未病”就是在疾病酿成之前就进行调理，使疾病不发生或延缓发生并减轻发病的程度；这种运用生物能量学原理维护保养人体健康的医学理念对医学的发展将会起到越来越重要的指导作用。
目前国际上主要是通过对针灸的感性认识来理解中医的，对中医深层的内容了解甚少。只有把孕育在古老中医理论中的现代生命科学内涵揭示出来，才能使西方科学家对中医逐渐有所了解。倘若古老中医理论的科学性逐渐被科学界所接纳，中西医就能做到相互理解，相互借鉴，互相补充，共同成为人类健康生活的保护神。
三、纠正学术界忽视中医科学的现状
中医和西医本来就是两个客观存在的医学体系，但历史上总有少数中国人从西方留学回来后就看不上中医，现在依然如故。目前学术界盲目追求影响因子（SCI）的激励政策和人才引进标准，使我国科学界的基础研究陷入了疲惫的追赶西方论文的竞赛中，无暇问及中医科学，也不敢开展中医科学研究，因为涉及中医的科学论文很难在西方高SCI的杂志发表。事实上科学发展的原动力在于创新思维，医学的发展靠的是新的医学理念，中医学的医学理念有着很深的科学内涵，只是了解中医原理和理解中医理论的科学内涵有相当的难度，因为记载中医理论的文献用了古文字和不同于现代科学的术语及思维方法。
中医自身也客观存在很多弊端影响着中医的健康发展：中医文献、经典用的是古文记载，很多国人也很难读懂，更何况是西方医学家，因此中医走上国际科学舞台存在很大的语言文字上的障碍；中医是个体劳动者，医术经验的积累有传子不传女的传统习俗；市场经济条件下，利益的驱使总有一些巫医混杂在中医行业中行骗，这无疑恶化了中医健康发展的环境。
尽管存在各种各样影响中医发展的客观因素，中医学作为一个客观存在的科学，中国学术界应当把它作为一个科学对象进行研究，特别是要用现代生命科学的术语对中医学的术语进行比较研究，揭示出蕴含在古老中医理论中的现代生命科学内涵。对“经络”实质的探索要前赴后继地坚持下去，因为“经络”是中医学描述人体整体性的理论基石，这是西医学所没有涉足的领域。“经络”的生物学本质是多细胞生物体把全体细胞维系成一个生命整体的机制，多细胞生物的全体细胞不是无规律的堆积。因此，“经络”是人体各个局部功能细胞群与整体生理功能协调一致的重要机制，是人体所有细胞彼此相互感知和相互控制维系整体健康生理功能的最大奥秘所在。另外，制定政策的领导层应当把《黄帝内经》作为国学的一部分；制定洋为中用，古为今用的科技政策，鼓励和推动中医科学的发展，决不能急功近利，急于求成。
参考文献
[1]Zhao Y.， Wang Z.B.， and Xu J. X. 2003， J. Biol. Chem. 278， 2356＼|2360.
[2]Wang Z.B.， Zhao Y.，Li Min， and Xu J. X. 2003， Prot Pept Let 10， 247＼|253.
[3]Zhao YG and Xu J. X.， 2004， Biochm.Biophys. Res.Comm 317， 980＼|987.
[4]Xu J. X. Ann.N.Y. Acad. Sci. 2004， 1011， 57＼|60.
[5]Zhi＼|Bo Wang， Min Li， and Jian＼|xing Xu， 2011， Current Topics in Toxicology， vol.7， 21＼|31.
【关键词】中医；科学；中国梦
我国的中医学有着极其深厚的科学内涵，《黄帝内经》开篇中关于养生原理的阐述，更是与现代生物物理学有非常多的联系，甚至两者相互涵盖。用现代生命科学的知识去理解和分析中医理论，必然能够促进中医世界化进程，为中医学的发展打下良好基础。
一、两种医学思想体系
西医学和民族传统医学是客观存在的两大医学体系，世界各地区各民族都有自己的民族传统医学，它们是民间医疗经验的传承和积累。亚洲是传统医学最富底蕴的地区，在人类发明抗菌素和疫苗之前，流行的瘟疫曾导致人口大量死亡，而亚洲的传统医学却从死亡线上挽救了无数人的生命。中国作为世界上人口最多，人口密度最大的国度，孕育了世界上最好的、有完整科学理论和丰富医学实践的民族传统医学，即中医学。
1.中医学思想体系的形成
中医学和西医学是不同的两个科学思想体系，两种思想体系的形成源于时代背景和研究方法的不同。人体是一个极其复杂的体系，研究复杂体系的方法之一就是把体系看作是一个“黑箱”，用控制论的思想方法进行研究。黑箱是指内部结构非常复杂，又没有手段进入内部理清其规律，只能通过从外部“输入”信号并观察“输出”反应的相关性去认识其功能和特性的体系。研究任何事物都有两种方法：一种方法是通过一定的手段进入研究对象的内部，直接观察其内部结构，控制它的内部运动。这种方法依赖于研究手段的进步，对高度复杂的体系常有局限性，西医学就是采用这种方法研究人体，属于实证医学，即以科学实验结果为依据的医术。
作者单位：100101中科院生物物理研究所 研究员
另一种方法就是在没有手段进入研究对象内部的情况下，把体系看作是黑箱，从外部观察“输入”信号和“输出”反应的相关性来找出研究对象的整体功能和特性，并探索其内部结构和机理。这种方法适于研究高度复杂的体系，中医学就是采用这种方法研究人体，属于试验医学，即以人体试验证明有效而建立的医术。
2.中医和西医的互相理解和沟通
中医和西医是两个平等发展的医学体系，西医学从解剖的概念出发把人体生理功能划分为消化、呼吸、内分泌、泌尿、生殖、循环、神经、感觉、运动等九大功能系统，而且对每个功能系统的研究都已经深入到了分子和基因的水平。而中医学从观察自然界各种事物相关性和统一性的哲学思考出发，用“木、火、土、金、水”五行相生相克描述人体五脏六腑的整体性生理功能。五行学说是用自然现象的比喻思考人体的功能，例如用“土”的概念比喻“脾”“胃”的功能，描述人体从外界吸收营养物；用“脾统血”的概念描述心脏泵血将营养物和氧气运送到全身的每一个细胞；用“脾主运化”的概念描述线粒体把氧气和营养物转化为ATP维系细胞生命活动的过程。中医中“木、火、土、金、水”五行中的任一行都会涉及西医九大系统中几个功能相关系统的协调与配合，五行与九大功能系统之间的关系正是中西医互相理解和沟通的交汇点。
由于中医和西医采用不同的术语和不同的思维方法，又各自产生于不同的年代，所以更需要沟通。西医采用分析的思维方法，发展了各种物理和化学的检验手段，寻找在九大系统中产生病理变化的病灶，并加以清除。但是面对基因突变引发的遗传性疾病，却无法对DNA分子的突变进行精确的修正，这是目前西医学面临的最大挑战。中医学则采用综合的思维方法，从调整五脏六腑功能的角度调动人体自身预防和战胜疾病的能力，达到祛病强身的效果。
二、线粒体医学的研究呼唤中医科学
线粒体疾病一词是医学家描述由于线粒体DNA突变引发的一系列症状，主要涉及衰老、老年退行性疾病及母系遗传的神经内科疑难症，如LHON、Leigh、Alpers、Menkes、kss、CEPO、MERRF、MELAS等。近一二十年发现了上百个线粒体DNA突变点与疾病的发生有关，除了线粒体疾病之外，很多疾病的发生都与线粒体功能的异常有关，包括糖尿病、心血管疾病、肿瘤等等。线粒体基因与细胞核基因的相互作用在疾病发生中的地位和作用越来越引起生命科学家的关注，但是到目前为止对线粒体疾病也只能做到诊断，尚没有治疗手段。
人类的平均年龄是随着生产力的发展和科技水平的提升而不断延长的，中世纪由于瘟疫的流行死亡率很高，人类的平均年龄只有40岁左右。当人类掌握了抗菌素和疫苗的应用，控制瘟疫流行的手段提高后，人类的平均年龄延长了将近一倍。当前，威胁人类的病毒和致病微生物依然考验着人类控制疾病的能力，细菌抗药性的增长也给人类提出了寻找广谱抗菌新药的课题，然而人类最束手无策的还是如何治愈由于自身的基因缺陷引起的遗传性疾病。DNA分子剪接技术的发现曾经给遗传疾病的基因治疗带来过很大的期望，但是多年的努力使科学家认识到植物基因工程尚可通过大量淘汰筛选到理想的修饰基因，对动物DNA分子进行剪接虽然已经在实验室进行但还没有达到可以如实施外科手术一样对基因分子的缺陷进行精确的定位和修正，面对如何预防和治疗人类自身的遗传性疾病，寻找新的医学理念和新的治疗方法是医学家面临的重大难题。
“气”在中医理论里占有很大的篇幅，《黄帝内经》用“真气”描述人体的机能，说：人体的“真气”是由先天的“元气”、后天的“谷气”和“清气”结合而生。显然，中医对“气”的理解远比Douglas C. Wallace深入。
二、健康长寿的生物能量学原理
线粒体的科普名称是细胞的发电厂（power house），它把食物中储存的太阳能转化为载能分子ATP为细胞生命活动提供能量。执行能量转化功能的器件就是分布在线粒体内膜上的呼吸链和ATP酶的组合，相当于分子发电机组。我们实验室专注呼吸链结构与功能研究已几十年，一个重要的发现是证明了呼吸链在传递电子制造ATP的同时总有少量电子通过漏电旁路产生潜在有害的氧毒性中间体（O2-.和H2O2），这一发现使我们有理由从热机原理的角度把呼吸链的功能等同于“生命引擎”。“引擎”是产生驱动力的能量转换器，“引擎”燃烧石油是把石油中储存的太阳能（古代植物光合作用的结果）转化为推动机器运转的动力。“生命引擎”燃烧的是食物，把食物中储存的太阳能（当今植物光合作用的结果）在线粒体中释放并转化为驱动细胞生命活动的载能分子ATP。我们的身体每天消耗的能量折合成ATP分子的重量几乎相当于体重，天文数字的ATP分子消耗维持着人体的生理功能，ATP被消耗以后变成ADP，线粒体不断地把ADP重新合成为ATP，如此反复ATP的再生为机体的生命活动提供了源源不断的能量。神经和肌肉是消耗ATP最多的两种组织，所以线粒体疾病的病症大都表现有神经和肌肉的功能失调。 1.“生命引擎”与健康长寿
热机做“功”时总要消耗一部分能量去克服摩擦阻力做“虚功”，做“虚功”是热机老化报废的原因。“引擎”作为热机是会老化的，那么“生命引擎”会不会老化和怎样老化呢？20年前本实验室开始探讨“生命引擎”怎样老化的课题，经过十几年的试验论证取得了大量的实验数据，证明传递电子的呼吸链还有两条由细胞色素c介导的电子漏旁路，这两条漏电旁路本质上就是细胞色素c介导的超氧自由基（O2-.）的代谢路径（O2→O2-. →H2O2→H2O）[1＼|4]。这就是说呼吸链在传递电子制造ATP的同时，总要漏出一部分电子制造潜在有害的氧毒性中间体（O2-. 和H2O2）。呼吸链漏电产生的氧毒性中间体正是引起“生命引擎”损伤老化的罪魁祸首，它们造成蛋白质、核酸、脂类分子的氧化损伤，不仅使“生命引擎”老化，而且损伤细胞的结构还导致机体衰老。然而，重要的是“生命引擎”与非生命“引擎”有着本质的不同：非生命“引擎”的老化损伤不能自行修复，而“生命引擎”的老化损伤是可以自行修复的。呼吸链漏电产生的O2-. 和H2O2导致氧化损伤和引起衰老这一点和非生命“引擎”相同，但是O2-.和H2O2作为生物信号启动机体的抗氧化机制和损伤修复机制是非生命“引擎”所没有的。抗氧化机制是在氧毒性中间体没有造成氧化损伤之前被清除掉的一种代谢机制，损伤修复机制是造成损伤后重建健康机体的代谢机制，根据生命体可以自行修复损伤的研究我们提出了健康长寿的生物能量学原理。
2.健康长寿的生物能量学原理
什么是寿命？这个问题即深奥又简单。天体起源的理论告诉我们地球形成初期的大气环境中是没有氧气的，还原性的大气环境使原始地球的海洋中积累了大量的原始有机物，这为原始生命的起源创造了良好的条件。一种可以利用太阳能把水分子分解为氧和氢的原始生物改变了地球的大气环境，氧气的出现使原始生命面临氧毒性损伤的灭顶之灾。大部分原始生命被氧化分解，少数能生存下来进化至今的生命是因为它具备了对抗氧毒性损伤的能力，呼吸链就是原始生命与氧毒性斗争中进化出来的抗氧化系统。本实验室发现的两条由细胞色素c介导的呼吸链电子漏旁路[1＼|4]，就是生命进化的重大转折点，从无氧的原始大气进入有氧大气环境后，进化出来的最初阶段对付氧毒性损伤的方式[5]。完整的呼吸链是逐渐进化出来的，特别是呼吸链末端氧化酶（复合物IV）的出现，它具有把O2和氧毒性中间体牢牢结合在氧化中心的能力，直至4个电子加入使O2还原成H2O之后才被释放出去。有了完整的呼吸链克服氧毒性和利用O2制造ATP，生命才能延续至今。显然生命就是采取了一代传一代的方式与氧毒性进行斗争而生存，因此，寿命就是一代生命体与氧毒性斗争的历史，长寿意味着生命体具有较强的与氧毒性进行抗争的能力，或者是生命体受氧毒性的损伤比较少。
什么是健康？这个问题如果从“耗散结构”的热力学原理去思考会很有启发。人体是一个高度组织化的有序性结构，热力学家用“负熵”这个词描述事物的有序性，“熵”增加表示事物向无序性方向发展，熵减少表示事物向有序性方向发展，人们口头说的“正能量”在热力学中的术语是“负熵”。
比利时科学家Ilya Prigogine提出了描述开放体系非平衡热力学的“耗散结构”理论，由于“耗散结构”理论可以应用于多种高度组织化复杂体系的研究，于1977年获得了诺贝尔化学奖。“耗散结构”是他用来描述自然界由于能量的传递和物质的转移而出现的局部物质组织化的有序性结构，这种“局部有序性结构”的出现是由于能量不断输入局部产生“负熵”的结果，“有序性”的维持也是靠物质周而复始的不断更新，一旦能量输入不足，物质更新便不能维持，“局部有序性结构”将走向解体。
自然界的生命就是热力学的“耗散结构”，植物的光合作用和动物的呼吸作用共同推动着地球上一个巨大的物质循环和能量转移：即植物叶绿体利用太阳光进行光合作用把二氧化碳（CO2）和水（H2O）合成为碳水化合物储存在果实中成为我们的粮食。碳水化合物不仅是储存了太阳能，而且作为原材料构建了地球上种类繁多的生命物种。动物呼吸利用氧气把粮食燃烧分解成CO2和H2O释放回大自然，同时把食物中储存的太阳能取出转变为驱动生命活动的动力。如此，植物的光合作用和动物的呼吸作用共同推动着地球上巨大的物质循环和能量转移，造就了地球上琳琅满目、绚丽多彩的生命世界，这就是大自然的生物能量学原理。每个生命体都是置身于这个巨大物质循环中的一个微观缩影，它生于循环中的物质，死后又回归大自然。
图注中间从左至右表示物质循环，从左上角到右下角表示能量传递
人体是一个高度组织化的、极其复杂的有序性结构。胎儿的发育是在母体子宫这一特殊的环境中进行的，由母体通过脐带给受精卵输送氧气和营养物，在父母双方基因杂交优势程序的控制下，从一个受精卵细胞严格有序地增殖分化，构建起百万亿细胞组成的高度有序性胎儿，这是构建“耗散结构”的热力学过程。用“耗散结构”一词来描述生命体的“有序性”体现在两个热力学要素上：一是时时刻刻向生命体注入能量产生“负熵”，构建生命体结构的“有序性”；二是时时刻刻注入能量维持生命体物质的新陈代谢，保证生命体的“有序性结构”不断更新。一旦能量注入不足，新陈代谢更新速率的下降将会导致生命体结构“有序性”的丢失，当生命体丢失的“有序性”不能挽回时，生命将逐渐走向衰竭和死亡。
每个人都是带着各自不同的“与生俱来的有序性”来到世间，“与生俱来的有序性”是一个人的健康和生理寿命的决定因素，因为“与生俱来的有序性”常常是有缺陷的，这种缺陷是父母双方基因遗传给胎儿的，是健康的隐患，可以看作是“耗散结构”的薄弱环节。在胎儿发育的过程中，这种缺陷可以被父母双方基因杂交优势的力量掩盖起来，掩盖不住的缺陷就会导致小儿先天性遗传病。人体在老年体弱后被掩盖的缺陷会显露出来，表现出各种老年疾病症状，中年时期也会因为某些恶劣因素的诱导而爆发，如过劳、不良嗜好、感冒发烧、中毒等等。一旦 “耗散结构”的薄弱环节被突破，生命的“有序性”将逐渐丢失，人体即进入亚健康状态。 人体是由百万亿数量的细胞组成，每个细胞中都有上百数量的线粒体，而每个线粒体中又有成百上千数量不等的“生命引擎”为细胞制造ATP。所以，我们可以把人体看作是一个巨大数量“生命引擎”的集合体，“生命引擎”的正常工作是人体健康的基础，“生命引擎”的损伤和老化就是疾病和衰老的根源。维护保养“生命引擎”是健康长寿的重要手段，探讨线粒体产生的氧毒性中间体作为生物信号在生理和病理功能中的地位和作用是健康长寿的基础理论课题。
呼吸链电子漏旁路的发现证明“生命引擎”制造ATP是它的主要功能，但它制造ATP的同时总要漏出少量电子产生潜在有害的氧毒性中间体。线粒体不仅是细胞制造ATP的能源站，同时也是产生潜在有害的氧毒性中间体的地方。之所以用“潜在有害”一词是因为在正常生理条件下，生理浓度的氧毒性中间体有其重要的生物功能，这是当前生命科学研究的前沿课题。高于生理浓度的氧毒性中间体会作为警戒信号，调动机体的抗氧化机制清除氧毒性中间体，这是人体对抗恶劣环境保护自身生存的重要机制。若不能及时清除的氧毒性中间体则会造成生物损伤，导致人体结构有序性的丢失，引起衰老。但是“生命引擎”还有一个与非生命“引擎”本质上截然不同的功能，这就是启动人体的自修复机制，把损伤的蛋白质，核酸和脂类分子加以清除并合成新的分子重建健康机体，这是把丢失的有序性找回来的机制，是健康长寿生物能量学原理的根基。所以，探讨氧毒性中间体作为生物信号在生理和病理过程中的地位和作用是健康长寿科研领域的重要基础理论课题。
三、中医养元气、扶正祛邪、治未病的医学理念蕴含着健康长寿的生物能量学原理
《黄帝内经》用“真气”描述人体的机能，说：人体的“真气”是由先天的“元气”、后天的“谷气”和“清气”结合而生。“真气”可以被理解为是肌肉的收缩运动、神经的信号传导、大脑的学习记忆和思考、细胞的繁殖和更新，组织器官的生理功能、损伤的预防和修复等等，是对人体生理机能的概括。先天的“元气”就是在母体子宫的受精卵从母体获取氧气和营养物而进行的一种物质代谢，这种代谢的特征是在父母双方基因杂交优势程序的严格控制下构建由百万亿细胞组成的“高度有序性”胎儿。后天的“谷气”和“清气”则是婴儿出生后，通过自己的胃肠吸收营养物、肺吸收氧气而产生的一种物质代谢，它是维护人体“与生俱来的有序性”的力量。
中医 “养元气”、“扶正驱邪”、“治未病”的医学理念蕴含着健康长寿的生物能量学原理：“养元气”就是通过“养”维护“与生俱来的有序性”，让“耗散结构”的薄弱环节不被突破；“扶正驱邪”就是通过中医的医术强化人体自身的“正能量”，把损伤“有序性”的各种毒害因素阻挡在体外；“治未病”就是在疾病酿成之前就进行调理，使疾病不发生或延缓发生并减轻发病的程度；这种运用生物能量学原理维护保养人体健康的医学理念对医学的发展将会起到越来越重要的指导作用。
目前国际上主要是通过对针灸的感性认识来理解中医的，对中医深层的内容了解甚少。只有把孕育在古老中医理论中的现代生命科学内涵揭示出来，才能使西方科学家对中医逐渐有所了解。倘若古老中医理论的科学性逐渐被科学界所接纳，中西医就能做到相互理解，相互借鉴，互相补充，共同成为人类健康生活的保护神。
三、纠正学术界忽视中医科学的现状
中医和西医本来就是两个客观存在的医学体系，但历史上总有少数中国人从西方留学回来后就看不上中医，现在依然如故。目前学术界盲目追求影响因子（SCI）的激励政策和人才引进标准，使我国科学界的基础研究陷入了疲惫的追赶西方论文的竞赛中，无暇问及中医科学，也不敢开展中医科学研究，因为涉及中医的科学论文很难在西方高SCI的杂志发表。事实上科学发展的原动力在于创新思维，医学的发展靠的是新的医学理念，中医学的医学理念有着很深的科学内涵，只是了解中医原理和理解中医理论的科学内涵有相当的难度，因为记载中医理论的文献用了古文字和不同于现代科学的术语及思维方法。
中医自身也客观存在很多弊端影响着中医的健康发展：中医文献、经典用的是古文记载，很多国人也很难读懂，更何况是西方医学家，因此中医走上国际科学舞台存在很大的语言文字上的障碍；中医是个体劳动者，医术经验的积累有传子不传女的传统习俗；市场经济条件下，利益的驱使总有一些巫医混杂在中医行业中行骗，这无疑恶化了中医健康发展的环境。
尽管存在各种各样影响中医发展的客观因素，中医学作为一个客观存在的科学，中国学术界应当把它作为一个科学对象进行研究，特别是要用现代生命科学的术语对中医学的术语进行比较研究，揭示出蕴含在古老中医理论中的现代生命科学内涵。对“经络”实质的探索要前赴后继地坚持下去，因为“经络”是中医学描述人体整体性的理论基石，这是西医学所没有涉足的领域。“经络”的生物学本质是多细胞生物体把全体细胞维系成一个生命整体的机制，多细胞生物的全体细胞不是无规律的堆积。因此，“经络”是人体各个局部功能细胞群与整体生理功能协调一致的重要机制，是人体所有细胞彼此相互感知和相互控制维系整体健康生理功能的最大奥秘所在。另外，制定政策的领导层应当把《黄帝内经》作为国学的一部分；制定洋为中用，古为今用的科技政策，鼓励和推动中医科学的发展，决不能急功近利，急于求成。
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