在荷马史诗中,以太 (Aether, αἰθήρ, aithēr) 的意思是"pure, fresh air" or "clear sky"。在希腊神话中,Aether 被认为是众神呼吸的air,也指古希腊神话原始神之一埃忒耳,上空的人格化神。在亚里士多德看来,Aether是除了水、火、气、土外的一种居于天空上层的第五元素。后来Aether的内涵不断变化,成为物理学假说的一部分。
在物理学史上,Aether通常和引力 (gravity or gravitation) 理论和光的波动理论 (wave theory of light) 联系在一起。例如,笛卡尔 (René Descartes, 1596 – 1650) 用以太作为媒介物来解释物体间的相互作用,这种以太叫引力以太 (gravitational aether)。与牛顿同时代的荷兰科学家惠更斯(Christian Huygens, 1629 – 1695) 也用以太来说明引力的现象。作为光波动理论的捍卫者,惠更斯和他的同时代英国物理学家胡克 (Robert Hooke, 1635 – 1703) 都假定以太为光波动媒介,即所谓的光以太(luminiferous aether)。以太无处不在。Hooke还用以太与彗星的相互作用来解释彗星的形状。此外,还有其它版本的以太 (见Conrad Ranzan的综述),比如光粒子说的倡导者牛顿 (Isaac Newton, 1642 – 1726/27) 借助以太的稀疏和压缩来解释光反射和折射。19世纪,由于杨 (Thomas Young, 1773 – 1829) 和菲涅耳 (Augustin-Jean Fresnel, 1788 – 1827) 的工作,光的波动学说和以太论获得复兴和发展。这时人们普遍认为,任何波,包括光波,一定是某种介质震动的结果。后来麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831 – 1879)给出电磁现象的统一解释,提出光是电磁波。麦克斯韦也认为“光就是产生电磁现象的媒质(以太)的横振动”,传播电磁与传播光“只不过是同一种介质而已”。麦克斯韦后,以太被认为是物体运动的绝对参照系(absolute reference frame, absolute frame of reference)。牛顿相信这样一个参照系存在并提出相对天空固定的恒星是静止的。 1887年Michelson-Morley 实验问世,来验证以太对光速的影响。当地球围绕太阳运转,太阳相对宇宙运动时,我们相对以太的运动速度一定在变化。但无论我们如何测量光速,光速都是固定的。这和绝对参照系是矛盾的。我们现在看来,这否定了以太的存在。然而,爱尔兰物理科学家费兹杰惹 (George Francis FitzGerald , 1851 – 1901)与荷兰物理科学家洛仑兹 (Hendrick A. Lorentz , 1853 – 1928) 认为是光速是变化的,只是我们的测量杆在以太中运动,其长度变短了,中和了光学效应而产生光速不变的假象。爱因斯坦则采取了完全不同的路线,承认光速不变。正是基于光速不变原理和相对性原理,爱因斯坦建立了狭义相对论。当狭义相对论获得广泛接受后,光以太失去了生命力。大约10年后,爱因斯坦公布了广义相对论,用纯粹的几何模型解释引力。引力不再是力,从而消除了超距作用,引力以太也失去意义。尽管爱因斯坦有时使用aether 作为引力场的代名词,aether的这种用法并没有为后人继承。以太似乎被判了死刑。不过,多年以后,以太还会以另一种形式存在:暗物质。 这里我们会发现,以太的内涵不断演变,从哲学概念转化成科学概念,不同学者对以太有不同的注释。另外,我们看到,人类理智对以太是那么依赖,几百年都不愿意放弃。不过在西方,科学家还是能够区分科学和哲学的,没有人去争论或验证亚里士多德的以太是否真实存在。由于人们不愿意接受超距作用从而引进引力以太,这是可以理解的。而光以太最初只是人们通过类比引进的一个概念。人们最初对波动的认识都是基于机械波,而机械波都是介质震动形成的。在他们看来,没有介质的波动是不能想象的。除了提供波动介质外,以太的性质不断改变。就像上面提到的,光以太被认为是绝对参照系。实际上,几百年前伽利略就否定绝对参照系的存在。 这里还有另一个问题。我们没有发现以太,并不能证明以太不存在,可能只是我们没找到而已。实际上,我们抛弃以太,不是因为我们证明了它不存在,而是因为我们有一个更简单的理论,就是爱因斯坦的狭义相对论,我们必须在费兹杰惹-洛仑兹的解释和爱因斯坦解释中选择一个。选择其中的任何一个都意味着排斥另一个。 以太和经络有什么关系呢?这是一个很有趣的问题。这需要看看经络是怎么定义的。实际上,与以太类似,经络的概念也在不断地演化。中医上说,经络是运行气血、联系脏腑和体表及全身各部的通道。这里,我的理解是,气和血可能是两个概念。抛开气不说,古人可能对血管系统有一定的知识,因此经络就是对循环系统的不完整的描述。《内经》对此的描述为:经脉十二者,伏行分肉之间,深而不见。诸脉之浮而常见者,皆络脉也。这种描述是支持我的理解的。然而,很多专家不同意这种解释。如果经络仅仅就是血管系统,那可就没有什么文章可做了。还有一种观点是,经络是人们根据自然界水系统的分支结构推测出来的“脉络状管道”。如果是这样,那么在人体能够发现的管状系统,如淋巴系统和血管系统就应该是经络。但是,这又被很多人否定。经络是不是神经系统呢?如果古人对人体进行解剖,观察脊髓时,是很容易看到由中枢发出的神经,并观察到分支。如焦顺发等提出“督脉是脊髓浅识”(见《中国针灸》2006年第10期第761页),但这种观点不被认可。还有人认为,经络的物质基础是筋膜(Fasciae)。通过CT和MRI进行三位重建发现经络实质和结缔组织密切相关;筋膜重建经线与任督二脉的体表走行几乎完全重合。我的解剖学知识很有限,只知道筋膜类似于韧带(ligament),肌腱(tendon),主要起连接作用。韧带是骨间连接组织,肌腱是肌肉和骨间的连接组织,而筋膜围绕肌肉或其它结构,通常是分层次的。不知道片状的筋膜怎么和经络联系在一起。如果经络不代表任何解剖学结构,看不见,摸不着,那么我们怎么去找经络呢!还有一种可能,经络只是几何路线,在这些路线上的组织具有特殊的理化特性。比如,中国科学院生物物理所祝总骧教授发现,1)电刺激可以增加经穴对机械刺激的敏感度。2)经络上分布有低电阻点。3)经脉能过放大和传递声波。4)经穴位注射后,放射性同位素和神经递质在经络上优势分布。然而,这些研究在设计上并不严谨。有证据表明,国内该领域的某些论文涉及学术造假。另外,这些研究基本上没有得到国际其它实验室的支持或认可。例如,Ahn et al. (2008) 在一篇综述文章中说,现有的证据不能结论性地支持针灸或经络具有什么特殊的电学特性。Singh & Ernst (2008) 在他们的题为Trick or Treatment的书中表示,科学家到目前为止还没有找到任何支持经络或气的证据。他们认为,和阴阳一样,经络只是中国古老哲学而已。 所有这些给我一种感觉,好像很多中医专家最关心的是把经络说成是一个新的系统,所以要不断研究,不断攀登。在第六个五年计划(1981-1985)期间,生物物理研究所祝总骧的《经络客观证实》课题获得了鉴定通过。在第七个五年计划(1986-1990)期间,国家重点攻关项目《经络的放射性同位素显示》发现 “穴位注射放射性核素后,示踪轨迹基本上与经络图谱相符”。在第八个和第九个五年计划(1991-2000) 年间,“经络的研究” 被列入攀登计划,并于2001年11月30日在北京通过验收。奇怪的是,据说现在科学家还在争论经络是什么,还在寻找经络在哪里。不是都证实了吗? 由此看来,经络和以太有点像。无论是经络还是以太,人们都赋予各种属性,这些属性都是看不见,摸不着的东西,也是没法证伪的东西。但是,有一点很重大的区别。以太是和某一个理论联系在一起的,是人们为解释该理论而做出的假设。无论以太假设是不是正确,都不影响该理论。例如,惠更斯批评牛顿的万有引力定律,用以太来解释引力。但不管以太理论多么精致或多么粗糙,都对牛顿定律的可靠性无任何影响。而经络则不然,它是作为一个理论基础而提出来的。它不是和另一个理论联系在一起,它本身就是一个理论。如果这个理论靠不住,经络对疾病的理解还靠得住吗? 有人说,中医是独到的,和西医不兼容,和物理科学不兼容,经络不是现代实验技术所能及的。这使我想起美国科学家和作家萨根(Carl Edward Sagan,1934-1996)和妻子合著的书“魔鬼出没的世界”。在书中,萨根讲了这么个故事。他向朋友故意声称:我的车库里有一条喷火的龙!他的朋友很兴奋,急忙跑到车库,但沒有看见龙。问:龙在哪里? 萨根说:我忘了说明,这是一条隐形龙。他朋友有些狐疑、然后提议:那可以撒一些粉末在地上,看看龙的爪印会不会出现。但萨根又说:这条龙是飄浮在空中的, 所以采集不到她的爪印。而且她正在喷火。朋友又问:既然这条龙在喷火,我們用红外线检测仪来做一个热扫描如何?萨根说,那也不行、因为隐形的火焰也沒有温度。朋友又问:对这条龙喷漆,让它现形?萨根說:这条龙是非物质的,油漆无处可沾粘。不管他朋友怎么提议,萨根的回答就是让他朋友沒有任何的物理方法去检测到这条龙的存在。萨根最后说:这样一条看不见又摸不着、沒有实体的、飘在空中喷着沒有热度的火,而且任何仪器都无法探测到的龙,和根本沒有龙之间有什么差別。
经络学说不但用来解释疾病,也用来指导疾病的诊治,如针灸。经络学说是針灸的基础,針灸在替代医学中占有重要位置。腧穴(即穴位)是人体脏腑经络循环路线中气血输注出入的特殊部位,是疾病的反应点,又是针灸推拿的刺激点。收集一下发现,针灸对下列疾病有疗效: depression, irritable bowel syndrome, rheumatoid arthritis, smoking addiction, chronic asthma, stroke rehabilitation, epilepsy, insomnia, morning sickness, glaucoma, high blood, pressure, low blood pressure, colorblindness (你信吗?)
世界卫生组织收集的数据显示针灸有效。奇怪的是,阳性结果多来自亚洲。有人发现,来自中国大陆,香港,日本,台湾的研究完全是阳性结果。这是不是有主观的因素呢?据我所知,科研中先入之见对结果的分析还是有影响的。亚洲以外的地区的研究恐怕没有那么乐观,阳性结果要少的多。另外,我们都知道,科研的一个习惯是发表阳性结果,而不是阴性结果。这意味着有可能很多阴性结果都没有发表。还有一个问题,很多研究根本就无法区分到底是针灸的效果,还是安慰剂效应。2010年 的一个meta-analysis否定了针灸的镇痛效果。2年后同样的作者又发现针灸有作用,但很效果relatively modest. 这意味着,针灸也只能作为替代医学而生存,同时也说明根本就没有什么气血输入输出部位。
在物理学发展中,寻找海王星是一个很有趣的故事。1821年,法国天文学家Alexis Bouvard 出版了天王星的轨道表。后来发现,天王星的运行轨迹偏离表中的预测。他设想这种偏差是由于另一颗尚未发现的行星的引力干扰导致的。英国科学家John Couch Adams 和法国科学家Urbain Le Verrier独立预测了新的行星的位置。这种计算是非常困难的。我们通常使用万有引力定律,是已知质量和距离来计算力,而现在的计算正好是个逆运算。Le Verrier写信给柏林天文台的Johann Gottfried Galle,请求他根据自己的预测寻找这颗行星。在收到Le Verrier的信的当天晚上 (23 September 1846),Galle只花了一个小时,就在离Le Verrier预言的位置不到1度的地方发现了一颗新的行星,后来这个新的行星被命名为海王星。发现海王星的那一年,Le Verrier才35岁。这是牛顿力学的巨大胜利。这里,我们注意到,海王星的存在是个假说,是根据牛顿力学预测的。因此,科学家知道他们是在找什么。他们知道在确定的时间和确定的位置应该能够用望远镜看到什么。而经络不是依据什么公认的原理推出来的,因此也没有公认的可观察的属性来确定其存在。 总之,经络面临着和以太类似的命运,那就是,当人们接受现代医学,经络将被这些人送到记忆的角落里。
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