（我對生物物理學家貝時璋前輩學術思想的深入思考）
徐建興 中國科學院生物物理研究所，退休研究員
文/周麗
一：生命二維碼
每個人來到這個世上都被列印了一個生命密碼，它使你區別於任何其他人，而且伴您一生，時時刻刻呵護著您的健康狀態。這是我發現了呼吸鏈電子漏旁路之後，重新學習貝時璋學術思想得出的合乎邏輯的推論。
探討生命的奧秘是物理學家的共同嗜好，可是生物物理學家在理論思考的境界上卻遠遠高於普通的死物物理學家，二十年代初期凝聚態物理學家發現了納米物理學現象，提出了生命就是物質的一種奈米聚集態，按照物理學的相變理論認為生命物質的聚集是處於吸引力和排斥力相等的平衡狀態，這正好對應了 生物現象的多變性和穩定性特徵。
生物物理學家貝時璋對生命卻有完全不同的思考，他用一句話：“個體發育反映系統發育”展現了生物物理學家對生命的認識遠比死物物理學家高明。
以下3個圖示和註解就是我對貝時璋這句這句名言的理解：
太陽能是生命起源和進化驅動力的來源，也是個體發育驅動力的源泉
二：生命二維碼是怎樣列印到您血液中的
氧氣透過血液進行轉運是結合在血紅蛋白分子上進行的，血紅蛋白是含有四個亞基的複雜蛋白，每個亞基都可以結合一個氧分子。一個數學問題就是如果四個氧分子與血紅蛋白相遇，那麼結果應該是四個氧分子分別結合在四個血紅蛋白上呢？還是四個氧分子結合在一個血紅蛋白的四個亞基上？事實上是四個氧分子結合到了一個血紅蛋白的四個亞基上。為解釋這一現象科學家J．莫諾提出了蛋白亞基構象變化學說，並獲得了1965年諾貝爾獎，如下圖所示：
血紅蛋白構象變化原理的通俗理解就是說：當氧分子與血紅蛋白的第一個亞基結合後會促使第二三四個亞基與氧結合的能力提高數十倍和上百倍，所以構象變化大大提高了血液轉運氧氣的效率。這也告訴了我們血液中氧的濃度不是均勻分佈的，而是以峰值的狀態出現的。血氧濃度的峰值應當是快速心跳波與慢速呼吸波的疊加，如下圖所示：紅色波顯示快速心跳波（假定為60次/分鐘），藍色波表示慢速呼吸波（假定16次/分鐘），綠色即是疊加波。
這個疊加波是隨呼吸波起始點與心跳波匯合在低谷還是在峰值的位置不同而有所變化的，如下圖視屏所示：
綠色疊加波會隨著慢速呼吸波起始點與快速心跳波匯合的位置從低谷到峰值不同時刻而變化。所以，當嬰兒出生被剪斷臍帶的那一刻，哇！的一聲啼哭使肺泡張開，氧氣透過肺泡進入血液與在母體中已經形成的心跳波匯合，這匯合的瞬間就建立起了一個氧氣與血紅蛋白結合的疊加波，這是嬰兒脫離母體靠自己呼吸成為獨立個體建立起來的個體與宇宙的聯絡方式。
如果用呼吸鏈電子漏原理分析這個疊加波，那麼在疊加波的氧高峰值時會促進線粒體制造ATP，在疊加波的氧低谷時則會使呼吸鏈漏電產生活性氧自由基ROS。所以這個疊加波實際上是一個呼吸週期線上粒體內出現的ATP和ROS的交替節律波。下面是把視屏連續變化中我們關注的三個時刻的截圖放在一起便於觀察分析：
狀況一 ：呼吸起點匯合在心跳波的低谷
狀況二：呼吸起點匯合在心跳波的中點
狀況三 ：呼吸起點匯合在心跳波的頂端
由於每個呼吸波都會蓋喊3.75個心跳波，所以綠色疊加波會隨著呼吸波起始點與心跳波匯合的位置不同而出現變化，每個出生嬰兒都會在心跳波從低谷到波頂變化的某個時刻被列印上二維碼。從比較中不難看出當吸氣時氧的攝入增大了與血紅蛋白結合的機會而出現綠色疊加波的峰值，氧的峰值時刻會促進線粒體制造ATP。在呼氣時氧氣的減少會出現綠色疊加波的低谷，氧低谷時刻會導致呼吸鏈漏電產生氧自由基ROS。所以慢性呼吸波與快速心跳波的疊加會線上粒體中會產生ATP和ROS的交替節律波。
線粒體分佈在全身不同部位的每個細胞裡，如此這個線粒體中ATP和ROS的交替節律波就成為了人體制造能量的時空節律特徵，這就是生命的二維碼。一吸一呼的節律中，這個生命二維碼就對全身不同部位的線粒體功能狀態進行了一次掃描(相當於一次體檢)，也是一次調整(相當於一次治療)。
所以，每個人都應該建立起一種意識，生命二維碼就是您自己體內最可靠的醫生，平穩的呼吸節律就是動員您自身生命力促進自愈能力的最好方法。您的健康不是靠別人，而是靠您自己的心理狀態。
三：線粒體如何實現對細胞代謝的調整
線粒體的出現是單細胞生物向多細胞生物進化的轉折事件，因此細胞的代謝狀況深深地被線粒體影響著。線粒體不僅合成ATP為細胞提供能量，而且漏電產生ROS，ROS對線粒體造成氧化損傷導致疾病和衰老。但是，ROS真的就是一個壞東西嗎？其實不然，ROS還可以作為生物訊號啟動機體對損傷的修復功能，這正是發現呼吸鏈電子漏現象的重大意義所在。那麼呼吸鏈電子漏如何啟動修復損傷的功能？這就是我最想研究清楚的問題了。
首先，年輕地球的原始大氣中並沒有氧氣，從生命起源和進化的角度看，還原性的大氣更有利於原始有機物的積累，雷鳴電閃激發原始大氣產生的有機物會在地球溼地上聚集積累，隨時間的延展越來濃度越高。溼地水中各種各樣的有機物在濃度時稀時濃的反覆變化中逐漸出現了分子間的相互作用和演變，促進了原始生命細胞的誕生。後來在原始的生命中很可能出現了可以利用太陽光光解水分子產生氫和氧的藻類，而氧的出現卻對原始生命造成了滅頂之災，大量的原始生命被氧化分解了，留下來能發展至今的就是那種含有呼吸鏈的，能把氧毒性轉譯為產生能量ATP的現代生命。
下圖是我們實驗室論證的呼吸鏈電子漏旁路圖解：
圖注：藍色橢圓表示參與線粒體氧化磷酸化製造ATP的酶，黃色表示描述氧化磷酸化機制的Mitchell理論，該理論1961年提出1978年獲得諾貝爾獎。綠色箭頭表示電子在呼吸鏈中傳遞的方向，O2被末端氧化酶抓住直至接受4個電子變成H2O才被釋放出去。紅色箭頭表示本實驗室論證的呼吸鏈電子漏旁路，顯然電子漏旁路中產生了多種含有活潑氧原子的氧毒性物 O2-.、H2O2、ONOO-、和HOO. 等，它們可能引起氧化損傷導致疾病和衰老。但更重要的是它們作為生物訊號啟動人體抗氧化免疫機制和損傷修復機制，這是探討健康長壽問題的新課題。
有兩個漏電機制引起了我的興趣：一個是漏電途徑1和2顯示細胞色素C是清除O2-.的重要成員，但細胞色素C也是呼吸鏈傳遞電子的重要載體，一身兼職二用，這使得細胞色素C處於兩難境地. 如果電子漏持續地產生O2-.，細胞色素C將被迫離開線粒體進入細胞槳，進入細胞漿的細胞色素C是引起細胞凋亡的啟動機制. 細胞凋亡是一種有序清除病態細胞的生理機制，很像垃圾分類處理避免汙染環境的道理，凋亡清除病態細胞時不會影響周圍細胞的生活，所以細胞凋亡對病態細胞的清除和新生細胞的產生具有重要意義。另一個引起我興趣的是漏電途徑4，它是一個促使NO跨膜轉移的重要機制，如果線粒體產生NO，NO首先會結合到呼吸鏈末端導致電子傳遞受阻而引起漏電爆發產生大量的NO跨膜進入細胞組織，NO是修復組織損傷的重要分子，它有擴張和軟化血管、打通末梢迴圈，使血液更有效的營養心臟和其他組織。強化血管及全身血液迴圈，促進心臟，大腦及微迴圈的運作。促進心血管系統的健康，以維持健康的血脈機能，改善高血壓、動脈硬化、心臟病、老年痴呆症、腦中風後遺症、因腦供血不足引起的頭痛頭昏和睡眠不佳以及記憶力衰退。NO修復機制的發現者路易斯.伊格納羅等獲得了1998年諾貝爾獎。
在一個呼吸週期中，生命二維碼的掃描體檢中若發現不在節律上的呼吸鏈將被啟動細胞色素c 轉移至細胞漿啟動細胞凋亡和誘導NO爆發進入組織修復損傷。這就是一個呼吸週期就是一次掃描體檢和一次損傷修復治療疾病的生理機制。所謂“得病如山倒，病去如抽絲”就是這個道理了，損傷的修復是在一次一次呼吸週期節律中一點一點的修復而得到康復的。
四：養元氣、扶正驅邪、治未病
如果一個呼吸週期就是一次體檢和一次治療，那麼應用生命二維碼在穩定的呼吸節律中靜養，自然就是最好的養病康復狀態了，這正是中醫養元氣、扶正驅邪、治未病原則的道理所在，翻開黃帝內經的開篇第一章就是講這個道理。
中醫和西醫的不同是中醫強調啟動生命的自愈能力，西醫強調準確的診斷病灶手術切除或藥物糾正。兩者都注意到精神因素在康復醫學中的重要地位，西醫引進了心理治療和心理醫生，中醫則發展了氣功學療法和氣功師。不同的是西醫在資本市場的驅動下心理治療和心理醫生得到了發展，而中醫氣功學和氣功師沒有得到正常的發展。
五：氣功學的生物能量學原理
經絡是人體細胞有序性堆積的結構體現，數千年中醫治療的實踐證明了一個真理：“經絡疏通了人體就健康了”。氣功學就是人體自我疏通經絡的鍛鍊方法，道家內丹養生功就是最好的養生之道。
六： 道家內丹養生功的生物能量學原理
中醫學的最高境界是養生之道，道家內丹養生功是中國傳統養生科學的精華，核心思想是以人體為鼎爐，精氣神結合為藥物。修煉方法為“內煉生命本源精、氣、神，返還精、氣、神於人體之內”，從而確保修學者能常保自身生命本源精、氣、神圓滿。
精、氣、神是中醫對人體健康的描述，精是人體物質層面的結構狀態，氣是能量，神是精神層面的資訊，信仰，和心態。人體健康表現在精、氣、神的結合中。
每個人都從父母那裡繼承了兩件瑰寶：一個是生命體，一個是生命力。生命體是由受精卵在子宮增殖分化發育而成，是一個構建複雜精細的“細胞有序性結構”的過程。生命力是推動生命結構有序構建的驅動力，也是維護有序結構不受傷害或把受傷害部位進行修復的驅動力。中西醫的差別是：西醫注重生命結構的分析，對基因情有獨鍾，而中醫注重生命力作用的發揮，強調整體細胞有序對區域性紊亂的調整作用。
西醫緊跟分子生物學的發展，以細胞是最小的生命單元為出發點，非常細緻深入地研究了細胞內蛋白質功能和基因調控與醫學的關係。然而，對於健康來說，更重要的問題還是細胞與細胞如何有序性堆積起來構建出功能協調的整體，這正是中醫經絡學說研究的內容。
線粒體共生是生命從單細胞生物向多細胞生物進化的標誌性事件，發生在地球30億年前。線粒體共生之前地球上只有單細胞生物，顯然，線粒體DNA與染色體DNA的相互作用與對話是細胞有序堆積的資訊基礎。多糖是連線細胞形成組織、器官和人體整體結構的重要生物大分子，而多糖的分子生物學知識還很匱乏，這使得西醫的科學性遠遠沒有建立在對人體生命現象全面瞭解的基礎上。
從能量學的角度思考健康問題，我們繞過這些知識空白，建立了一個以呼吸鏈功能為核心的整體醫學理論，並從中悟出了健康的自然法則。
圖中顯示了用熱力學原理探討人體健康的基本思想，即把人體看作是由巨大數量“生命引擎”驅動的生命整體，用“耗散結構”描述時時刻刻進行新陳代謝的人體，用“有序性”描述健康。熱力學用“熵”這個概念描述事物的混亂性，熵減少（負熵）代表有序性增加。所以，描述健康的關鍵詞是“結構有序”與“功能和諧”。
死物物理學家從物質起源和進化的角度探討生命，生物物理學家從生命起源和進化的驅動力中思考生命。我國生物物理學奠基人貝時璋的一句名言“個體發育反映系統發育”就明確地肯定了胚胎個體發育的驅動力和生命起源和進化的自然驅動力是一致的。生命力就是一種源於太陽能的自然力，它驅動物質從簡單到複雜，從無序到有序，從非生命到生命的進化。生命起源和進化的特徵是“功能組合”，如下圖所示：
生物大分子在溼地環境中的功能組合促成了細胞的起源，細胞與細胞的功能組合進化出組織、器官、和五臟六腑功能和諧的生命體。所以生命力不僅是自然界生命進化的驅動力，也是個體胚胎髮育的驅動力，更是維護細胞有序性不受損傷和把受傷的有序性修復的驅動力，生命力存在於每個人的身體裡。
生命力來源於呼吸鏈轉化的太陽能，光合作用把太陽能固化在食物中，呼吸鏈透過氧化作用把固化在食物中的太陽能轉化為ATP，ATP就是生命力做功的資本。呼吸鏈可以被看作是“分子心臟”或“生命引擎”。呼吸鏈漏電產生的ROS具有雙重功能，它會對人體造成氧化損傷導致疾病和衰老，它也可以作為生物訊號啟用抗氧化能力和啟動損傷修復機制。在回答如何決定ROS功能取向的問題時我們從物質進化和生命起源的角度遵循愛因斯坦宇宙能量學原理，悟出了人體是在個體性“人”和群體性“社會人”之間反覆轉換的角色，調節ROS的開關機制就是晝夜轉換中人的心理生理狀態的轉變。睡眠時人是個體性人，醒來時人是群體性“社會人。個體性人是細胞與細胞的能量糾纏體，維持這一糾纏體的“場”是細胞彼此之間錯綜複雜而又高度精準有序的能量和資訊的關聯，體現在中醫發現的經絡系統中。“社會人”是不同意識形態的人群與人群的糾纏體，維持這個糾纏體的“場”是“情場和名利場”。人在情場和名利場的糾纏中不免會產生各種各樣的矛盾和情緒困惑，因此情緒和心理狀態是調節ROS功能取向的開關。本文提出了生命二維碼的概念，講述了生命二維碼如何呵護人體健康狀態的科學原理，揭示了氣功學的調息，意守丹田，等概念的科學內涵。
用熱力學狀態函式可逆性原理作為康復醫學的理論基礎，加強基礎理論研究，讓中醫學走出困境成為呵護人類健康的生力軍是每個國人，特別是中國醫生的重要職責。
七：中醫理論是的基石
中醫理論是建立在兩個理論原則之上，一個原則是“人體是一個整體”，第二個原則是“人體與環境是一個統一體”。
“人體是一個整體”體現在承載細胞有序性構建的經絡系統中，人體的所有細胞都是從一個受精卵細胞分裂增殖分化而來，像一個家祖譜系，彼此之間都有親疏關係，都有資訊溝通。把細胞與細胞連結起來並能彼此識別的分子是長在細胞膜表面像森林一樣的蛋白多糖，其蛋白部分像樹幹一樣插入細胞膜，多糖像豐茂的樹葉一樣彼此交流資訊相互識別。這就是細胞有序性構建的物質基礎，腫瘤細胞的轉移就是相互識別的物質基礎被破壞了，認不得自己的鄰居應該是誰了。
“人體與環境是一個統一體”體現在陰陽五行相生相剋的體系中，五行是人體與環境交換物質的介面，這是因為在胚胎髮育期原腸腔上面的口縮合成了眼、耳、鼻、舌、面孔五種感官，下面的口縮合成了肝門、尿道、陰道、中段發育出心、肝、脾、肺、腎、五臟六腑，他們都是與環境交流物質和資訊的介面。內胚層神經細胞發育成植物性神經系統，彙集成任脈，外胚層神經細胞發育成感覺神經和運動神經透過脊柱伸展到全身，脊柱兩側有一對對穴位，謂之督脈。督脈為陽，任脈為陰。任督二脈的資訊暢通是人體健康的基本保障。下圖是一個示意圖，形象地顯示中醫治病的熱力學思維方法，和西醫的統計學思維方法有很大的不同。
從認識論的高度看中醫和西醫屬於兩個不同的思想體系，然而我們的醫學教育一直被西方醫學的思想體系控制著，忽略了我們祖先建立起來的醫學思想體系，完整的醫學教育應當是兩種思想體系的並存，他們在科學上是具有同等地位的。中醫西醫各有所長，長期共存互相借鑑，讓患者得到最大的實惠最為重要，不要讓中醫偽科學論矇蔽了頭腦。
