物性论与相对论

chenshuxuan · 发表于 13.3.2006 14:27:34

论有机化学递传本质 陈叔瑄 宇宙和地球表面有一百多种元素，元素分类主要是原子外层壳粒数及其分布的情况所决定的。壳粒只有一个的原子为一类，称为氢元素，其原子量是氢元素原子质量的平均值。原子外层壳粒数两个，划分为另一种类氦元素。原子外层壳粒数三个、四个......直至一百多个的各种类元素。不管那种元素原子都是以原子核与周围运动的壳粒组成的。宇宙间丰度最高的是中子和氢原子，两者核同位旋或得失趋势刚好相反，很容易结合生成各种数目原子核和壳粒的新涡旋元素原子。氢原子组成新元素原子时其壳粒仍然在新涡旋基础上绕其交换整数倍阵面轨道上运动。从而元素壳粒数愈多的原子核质量一般愈高，才能保证原子核与壳粒之间交换平衡而相对稳定。这里原子模型不同于过去模型，它是质量略有差异涡旋体，原子量是其统计平均值，稳定时不具有电性，电性是壳粒脱离原子核引起交换不平衡的暂态现象。 原子核与壳粒间通过电磁场物质交换而联系在一起的。原子核质量愈大其交换频率愈大，交换允许的轨道波阵面愈密，而壳粒的质量远小于原子核（约氢原子的１８３６份之一），壳粒整数倍于原子核的交换面是壳粒交换稳定的允许波阵面，愈往外波阵面所构成的允许轨道（或能级）愈多。由里往外分布轨道的原子核波阵面或交换阵面数用主量子数表示，即ｎ＝１、２、３......等。由于原子核是竖椭球的涡旋体，在基壳粒和绕其运动壳粒交换允许阵面分布着变换频率整数倍于轨道或公转波纹频率，可用动量矩量子数ι或波纹量子数表示，ι＝０、１、２......（ｎ－１）等，而且动量矩量子数在磁场中可以分离，使其在原子核自转轴上轨道方向投影也是整数倍，才是交换极强或量子数允许分离轨道，即ｍ＝０、±１、±２......等，再加上正反自旋量子数ｓ，使得愈往外原子核交换阵面所分布的轨道数愈多，分别用ｎ、ι、ｍ、ｓ量子数描述各个轨道或能级。 一、价键递传 元素原子外壳层粒子数由一个到一百来个的各种元素中，有的元素最外层只分布一个壳粒，如锂、钠、钾等元素，由于趋于分布对称结构而易失最外层壳粒，在化学上属金属性强的碱金属元素。有的元素最外层只有两个壳粒，如硼、钙、钡等的碱土金属。反之，有的元素最外层分布七个壳粒，如氟、氯、溴、碘等卤族非金属元素和最外层只有六个壳粒，如氧、硫、硒等，在趋于对称分布结构过程中而易得壳粒。如易失壳粒钠Ｎａ和易得壳粒氯Ｃｌ在一定条件下接触，则化合成食盐。易失壳粒的钠丢失一壳粒而趋于对称分布，易得壳粒的氯得一壳粒使最外层８个而处于对称分布。但当钠失去一壳粒又使原子核与壳粒交换不平衡，又有趋于再吸收回一个壳粒趋势，同理氯因得一壳粒又使原子核与壳粒交换不平衡，又有趋于再丢掉一个壳粒趋势。这样钠和氯之间因对称性趋势和交换平衡性趋势矛盾统一的结果使壳粒周期性交换传递。这个壳粒交换就是化学异价键（旧称离子键）的本质。 分子由原子组成的，不同的分子是由不同的原子组成的。分子是物体的最小单位，保持着相应物体特有性质。分子内的元素原子成分或结构改变，分子的性质也随之改变。这类成分或结构的化合变化的过程就是化学反应，如各种金属的氧化物Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＧａＯ、ＢａＯ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３等和非金属的氧化物ＣＯ２、NＯ２、ＳＯ２等是这些金属和非金属在空气中煅烧而成的。它实际上是氧（除氟外）具有元素中最强的吸收壳粒的趋势，易跟其它元素化合并产生壳粒交换，这种交换可构成分子或结晶。原子间交换壳粒不一定每次都是原壳粒交换，而经常更换壳粒，使壳粒在分子内元素原子之间递传，甚至相邻元素原子或分子之间的壳粒传递交换，使其联结成一片，构成壳粒递传过程，如形成壳粒递传的化合物食盐，因而分布成规则晶格的固体。 晶体的本质在于元素原子和分子之间壳粒的递传，这类壳粒交换递传称为结晶键。结晶是分子间壳粒交换，通常较分子内交换弱些，但不同氧化物强弱程度不同而具有不同结晶方式。氧化是得壳粒或加强对壳粒控制的过程，引起这个变化物质（Ｏ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２等）称为氧化剂，因为这些分子接受壳粒而被还原，引起这种变化的物质（Ｎａ、Ｋ等）称为还原剂。许多金属最外层壳粒易失且易在金属体内原子之间递传和移动，构成金属晶体或合金，可使金属原子之间距离改变，而制成各种形状的物体，即具有较好的延展性。金属原子间壳粒交换称为金属键。金属元素最外层壳粒数较少且易在金属体内移动和递传。如果金属上加一电场，壳粒两侧受到不平衡交换场物质叠加，使其从一侧趋于另一侧而脱离原子核，原子核处于交换不平衡状态，有再向另一原子吸收壳粒的趋势，使交换不平衡的壳粒在金属体内移动而构成电流，即具有导电性。 氢原子既易失壳粒又易得壳粒，两个氢原子结合成氢分子２，也能达到两原子外层壳粒分布对称，即一氢原子失一壳粒供另一氢原子而使其分布对称，然而又使各自跟原子核交换不平衡，趋于恢复原状态，推动一壳粒往返运动，由于趋势惯性使另一壳粒继续往前，一氢原子以趋于新的分布对称，产生新的交换不平衡，在对称性和交换平衡性趋势矛盾中交换壳粒，相当于两壳粒成为两氢核公共的壳粒。这样的壳粒交换就是化学上共价键的本质。又如其他共价键化合物，如氧分子Ｏ２、氮分子Ｎ２等。还有如氟化氢Ｈ：Ｆ共用一壳粒对状态的一个键分子，氨ＮＨ３是共用三壳粒对状态的三个键分子。原子间共用壳粒对交换或递传的三种共价键方式常见于碳Ｃ烃类和氮Ｎ有机分子结构中，如烷烃中单键的碳，烯烃中双键的碳和炔烃中三键的碳核心结构。 沸点高低可以看作分子内原子间壳粒交换的紧密程度，分子内交换愈紧密愈呈独立的分子，即愈呈气态，相应沸点愈低。通常分子量愈小愈易构成独立分子，沸点愈低或愈呈气态，如烷烃中分子碳核愈轻愈呈气态，甲烷分子最轻而沸点最低。对具有相同结构分子化合物，沸点随分子量增大而提高，Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、ｌ２等的就是如此。ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ也保持着沸点与分子量之间的这种关系。但是最轻的ＨＦ沸点却反常地高。此类不规则的变化在其它化合物中也存在，如氢和氧、氮成键，在含有Ｈ－Ｆ、Ｈ－Ｏ、Ｈ－Ｎ键的分子之间增加壳粒交换的作用或分子内壳粒交换削弱的作用，使氢原子易在化合物分子中交换传递，这类氢的递传称为氢键。水的氢键作用是个典型例子，水分子结构不是直线的，而有一定角度的，氧有四个不成键的壳粒在氢的另一侧，在壳粒交换递传中易跟邻近水分子的氢构成交换，这一方面使水分子间距离缩小或交换作用增强，另一方面使氢原子在水分子之间交换递传而易使其它化合物溶解，成为基本溶剂。 二、结构递传 早在十九世纪六十年代，人们已知道乙酰醋酸存在有烯醇式或酮式两种结构，引起两种结构式的论战。从而有人提出互变异构化合物，认为两种异构体中氢原子在分子中占据着不同的位置。两种异构体在结晶态时都是稳定的，而在溶液中可能两种形态相互转变，化学家又进一步提出动态异构现象，用此说明异构体互相变化的各种现象，如光学异构体相互转变时，可使偏振光平面旋转发生变化。异构体反应速度不一样，常取决于溶剂的性质和是否存在其他异构物，是否存在酸性和碱性。这些动态异构体的氢占据位置变化而出现不同性质，已经有氢元素在有机物中递传的萌芽观念。只不过众多的有机物有分子递传，如烷烃类分子中氢在碳核周围递传或水在糖酯分子中递传不影响其分子的性质而已。因为这些氢元素或水在其周围跟其他氢原子或水分子交换或传递仍然保持原来结构和性质。从而人们就用静止的结构描述，用一种元素原子组成分子的关系图像。 真正的分子结构是动的是变的，即使无机分子也是壳粒交换传递中存在的，更何况有机分子。不仅壳粒在交换递传运动中存在，而且元素原子或分子也在运动中存在的。世界不动不变的东西是没有的。苯的有机结构曾经伤透化学家的脑筋。凯库勒提出６个碳氢环形结构，但是没有解释苯的全部性质。例如苯的两个氢原子被其他原子所取代，则有三种变体。一些英美化学家提出中介理论和共振论，认为化学有机分子有原初的结构型式，每个原初结构所反映的不是固定的东西，而是反映分子中化学键可能的分配。那些结构的相互作用是相应结构的共振或不同价的状态叠加，而由原初结构的共振现象所造成的分子能量减少，称为共振能。把分子结构看成介于两种或多种可能结构的某种平均状态。共振论也是把静止不变的分子结构观念发展为动的变的分子结构观念，把有机分子结构理论推进一步，这样才有可能解释更多有机化合物现象。 以涡旋构成粒子和作用递传观念来看来。有机分子苯的碳与氢绝不是不动的，也不是不变的。它不仅反映了氢元素在碳环核周围交换和传递，两个氢被置换可以有相邻的、间隔、对称的三个相对位置被置换，被置换的位置不同，所形成的碳环核外递传状态有所不同，引起的性质也相应不同。在对称的趋势中递传使其演变成第三种，但又受到氢递传作用或其他外部条件而使第三种结构变为其他结构形式。而且环形碳核又在壳粒递传中收缩扩大的形变，具有立体结构变化性质。按照物质结构的变化或递传交换观念，共振论包括现代化学诸如中间体、过渡态、耗散理论等所提出的分子结构愈复杂，中间结构或共振结构或过渡态，甚至立体化学结构的数目愈多也就不奇怪了。它反映了分子内外的场质交换、壳粒递换、元素递传、分子递传的重要条件，即微观粒子间交换、递换、递传不是任意的，而是跟微观场质交换类似的，只有交换频率整数倍的那些轨道或能级才是稳定的允许的。 微观壳粒、原子、分子递传都是要满足某种周期或频率整数倍的分子结构才是稳定的允许的，即具有共振条件才能构成稳定的分子结构，称为分子结构周期性递传原理。实际上，任何分子都在平动、自旋、周期变换中存在的，都在场质交换、壳粒递换、元素原子和分子递传中存在的，尤其复杂的有机分子。这些运动一旦停止，复杂有机分子就解体而不复存在或转化为单质元素原子，简单分子，性质上已不同于原来分子。分子的平动、自旋、变换和场质交换才能理解其分子物理性质，才能理解其辐射光谱意义，才能理解化合物的偏振光和旋光性质。而且周期变换和交换、递换、递传才是分子能够构成一定结构的根本原因。 有机物中碳元素是最重要角色，在宇宙中跟氧一样是较丰富的轻元素。碳原子里层２个壳粒和外层４个壳粒，而氧外层６个壳粒，两者易构成ＣＯ２的无机分子而漂移在宇宙空间和星球的表面。四价碳在宇宙空间和地球表面可构成与其他元素多种多样壳粒递传方式。碳元素壳粒趋于分布对称饱和（８个）过程，以不同方式交换递传而结成不同有机物，如甲烷（ＣＨ４）、乙烷（Ｃ２Ｈ６）、乙烯（Ｃ２Ｈ４）、乙炔（Ｃ２Ｈ２）、苯（Ｃ６Ｈ６）等等。分子的核心是碳元素，联结成链式，环式和立体式三大类。链式碳核心从一个到若干个，碳原子之间以一个壳粒交换（或称一键）的分子核心者为烷烃类。碳原子间以二个壳粒交换（或称二键）的分子核心者为烯烃类。碳原子间以三个壳粒交换（或称三键）的分子核心者为炔烃类分子。碳核外氢在其周围递传，整个分子外还有交换场质的递换传输。 碳元素之间链式联结的有机分子核心和外围的氢元素递传结构而存在的。如乙烷的两个碳核心外６个氢原子并非固定在一个碳原子外，而是在其周围递换传输。即使处于固态下，不仅壳粒在分子间递传，而且氢原子也可参与递传。对于复杂有机物递传元素不仅是氢原子，而且有水和其他元素原子或根，基官能团的递传。链式碳核心有分支链结构，其支链烃可看作直链烃的衍生物，一般将化学式中最长的直链作为母链。定名时作为主名加上支链位次命名。而使化学有机物种类繁多，命名繁杂，以至非专业人员难以记清所有命名。碳元素环式联结和外围的氢元素或其他元素或官能交换联结构成环类有机分子。它们包括简单脂环烃（如环己烷、环丁烯等），不饱和单环母核（如茂等），芳香母核（苯、萘、蒽等）。杂环母核与芳香母核不同之处，在于把母核中碳元素之一或若干被其他元素所代替。 由于母核结构不同，使得其周围元素递传方式和内容有很大不同，从而物理性质，化学性质就很大的不同。有些氢元素递传变成若干元素交叉递传。绝不是以往所以为那样，分子结构静止不变或不动的，即使母核本身也在平动、自转、周期变换的运动，更何况外围的氢原子、水分子等递传。可见，无机化学反应实质是壳粒、元素原子为主的交换过程。而有机分子通常具有酸、碱双极结构，易进行氢、水分子或其它分子交换和递传（不仅具有交换或递换，而且具有递换传输）过程，使氢、氢氧根、水和其它分子在有机分子内递传。一旦这类递传停止，而化成壳粒交换递传，就会化成无生长或“死”的有机分子，如石油、塑料、橡胶、化纤等之类分子。“生”和“死”有机分子差别在于有无生长和衰亡。称为有机分生死递传原理。 三、有机反应 分子由原子组成的，不同的分子是由不同的原子组成的。分子是物体的最小单位，保持着相应物体特有性质。气体状态分子相对独立，主要靠其碰撞接触，气体分子碰撞机会比液体状态少得多，因此不易发生化学反应。固体状态分子之间相对位置较固定，除固体间表面摩擦而使分子接触外，其他机会较少，从而也不易发生化学反应。化学反应最易发生在溶液状态，而且发生在加热情况下，因为加热可增进溶液中分子不规则运动加剧，增加分子之间接触机会和分子运动能量愈高的分子内原子间联系愈松散，较易引起化学反应。当然有时外加其他场作用也会促使分子原子间联系松散，易引起化学反应。有时外加作用力或搅拌也会增加分子间接触机会，加强化学反应。化学反应的本质是元素原子、原子团基、分子团基的交换、递换、递传的过程。而原子或分子的交换、递传跟内外条件密切相关的，如物态、温度、压力、搅拌、催化等条件都会使分子间增加接触和形成元素交换机会。 在无机物中氧元素是最重要角色，行星和卫星表面基本成分是金属氧化物和非金属氧化物，自然界除惰性气体外难以找到单质元素。多数单质元素通过人工分解氧化物或其化合物中得到的。这是因为宇宙氧元素丰度仅次于氢、氦，而在行星和卫星表面元素丰度又是较高的。表明氧元素既是较稳定核结构的原子又是壳粒数分布易跟其他元素化合成稳固分子，并以氧化物形式存贮氧元素。无机化学的氧化－还原反应是原子趋于结构对称和核壳趋于平衡矛盾引起壳粒交换传递的化学反应过程，而酸碱反应是在水中氧化物酸碱性矛盾引起的氢和氢氧根（或水）交换递传的化学反应，置换反应在水或酸中某些金属比氢更易跟氢氧根或酸根壳粒交换递传而将氢递换出来并构成元素原子的交换递传的化学反应。 化学反应有氧化反应，还原反应、化合反应、分解反应、置换反应、合成反应等等。置换取代反应就是指那些金属性强，易失壳粒的元素，按其程度可以分为Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｈ、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等。在氢Ｈ之前元素，能够将酸中的氢置换出来，排在前面元素比后面元素原子的更易失壳粒，趋于对称分布趋势愈强，从而可把后面元素的盐溶液中将前面金属元素换出后面的元素。这是因为溶液将盐溶解，在水中分子受到作用，原子与原子基团较松散较活动，易在接触中发生作用，并将更易失壳粒元素换进去成新盐。这种元素置换在复杂系统里可能存在一长串的置换，构成了元素交换和传递的长链。在有机分子或高分子中的一长串的元素交换和传递的长链，往往成为分子生长变化的基础。有机化学反应中有取代反应和消去反应，这些反应可把某些元素取代 Ｃ２Ｈ５－（－Ｃｌ＋Ｈ－）－ＯＨ—→Ｃ２Ｈ５－ＯＨ＋ＨＣｌ 消去反应是在适当条件下，从一个分子脱去一个小分子（如水、卤化氢等）而生成不饱和（双键或三键）化合物 ＣＨ３－ＣＨ２－ＣＨ２Ｂｒ＋ＮａＯＨ —→ＣＨ３－ＣＨ＝ＣＨ２＋ＮａＢｒ＋Ｈ２Ｏ 若一个大分子系统里有一系列取代、合成、消去反应等，就可实现分子系统内的元素原子、分子、分子团的交换传递或递传，并使大分子在生长变化的。各式各样的化学反应往往不是单一地在物质系统中进行，而是错综复杂地参与各个局部反应，来实现较复杂物质的递传过程。 化学反应速度主要决定化合物性质、催化剂和外部条件，如溶液、浓度、压力、温度、机械搅拌等条件。浓度较大分子之间接触机会增多，从而反应机会也必然增大，从而同样化合物和其他条件，浓度愈大往往反应愈快。压力是单位面积所受力，压力愈大就是密度和平均动能愈大，从而反应机会愈多，相应地也就反应愈快。温度愈高分子运动愈剧烈，从而愈松散且碰撞机会愈多，化学反应速度也愈快。化学反应开始时往往较强，随着反应增多，反应减慢，最后达到化学反应平衡。如果正反应和逆反应的速度相等，反应物和生成物的浓度不发生变化，即处于化学平衡状态时，可以看成元素在溶液里平衡交换和传递。 氧化-还原反应不仅普遍存在于无机化学过程，而且普遍存在于有机化学反应和生物化学反应过程的基础性的反应，作为燃烧和化学反应的基础。对于有机化合物来说，低分子有机化学的取代反应、加成反应、消去反应，是经常出现的而具有代表性的反应。如在适当的化学条件下，链烷中的氢被卤族元素或硝酸等进行取代反应。甲烷和硝酸在高于４００摄氏度下的取代反应便成了硝基甲烷和水。 ＣＨ４＋ＨＮＯ３－→Ｈ３－Ｃ－ＮＯ２＋Ｈ２Ｏ 碳之间除单键烷烃外还有更活跃的双键烯烃和三键炔烃，双键或三键的壳粒交换较不稳定，易断开而跟其它元素原子产生壳粒交换的加成化学反应，如乙烯和水的加成反应生成乙醇，跟氯化氢加成反应生成乙基氯。 Ｈ２－Ｃ２－Ｈ２＋Ｈ２Ｏ－→Ｈ３Ｃ－ＣＨ２ＯＨ Ｈ２－Ｃ２－Ｈ２＋ＨＣｌ－→Ｈ３Ｃ－ＣＨ２Ｃｌ 加成反应的相反过程是消去反应，如卤代烃跟强碱的醇溶液共热，就脱去或消去卤化氢和水生成烯烃。 Ｃ３Ｈ７Ｂｒ＋ＮａＯＨ－→Ｃ３Ｈ６＋ＮａＢｒ＋Ｈ２Ｏ 水在有机物（取代、加成、消去反应）中常常起作分子交换递传的最重要角色。 高分子有机化学的裂化反应、聚合反应、重排反应等过程都可看成不同程度的原子或分子的交换递传方式变换。有机化合物裂化反应常应用于石油不同沸点分镏成汽油、煤油、机油、润滑油、石腊等，为了提高产油量，采用裂化反应技术（即把长链的烃分子在一定的压力下隔绝空气加热）将石腊等高分子壳粒交换薄弱处脱开，并断裂成较小分子，如汽油分子。而聚合反应是把小分子聚合成高分子，如塑料、人造橡胶、人造纤维等，它们之间连接主要靠小分子在一定条件下接触而促使壳粒交换递传。但是天然橡胶或天然纤维在生物体内时跟取出加工成橡皮或棉织品分子状态已经不同的，天然状态下存在大分子内元素原子或分子的交换递传过程，仍可以生长或生成众多同类分子，加工后则成仅有壳粒交换递传有机分子的躯壳而已。 为了更加快化学反应，可借助于某些化合物来帮助化学反应而其本身化合物结构、性质仍然不变，这类化合物称催化剂。催化剂具有催化的功能完全在于其递传方式和递传性质。由于催化剂的递传趋势使其易向某化合物摄取所需要元素或基团，并在催化剂递传中输出，为其他化合物所置换、所合成。催化剂本质都是该物质对某种化学过程易产生某些原子或分子或原子团基的置换和传递，只是递传方式不同而已，以促进化学反应过程。有机化学反应通过溶剂和催化剂起了增强某些分子交换递传，可以更有效地实现水和其它分子的递换传输方式，称为有机化学反应的溶解催化递传原理。 四、生长递传 有机分子和生命分子内通过水分子和其它分子交换递传中存在的，最简单的糖分子或脂分子可通过水解成小分子，如多糖水解成低糖或单糖。糖是二氧化碳和水光合作用下生成的，即在光量子激发下，碳氧原子之间双壳粒交换松懈并打开，使碳原子之间产生交换并构成有机分子碳核心部分，如糖分子碳核结构和周围水分子分离成氢和羟基交换递传方式，叶绿素或酶起了光合催化作用。 ｎＣＯ２＋ｎＨ２Ｏ－→（ＣＨ２Ｏ）ｎ＋ｎＯ２ 它是各种糖、淀粉、纤维等的基本成份。葡萄糖是丰度最大的６碳糖（已糖），它存在于水果汁、植物汁和动物血及组织中。实验室每克分子的葡萄糖氧化产生水和６８６千卡热量，但它可在酶控制下在活细胞中分子交换递传产生水和约２６２千卡的热量，其余热量以维持体温。 Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋６Ｏ２－→６ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ＋２６２千卡 可见自然界动物体吸入氧气并呼出二氧化碳，而植物刚好相反，构成了二氧化碳和氧，甚至水分子的生物体内外循环递换传输过程。水分子和其它分子是有机分子和生命分子的递换传输的基本方式。 天然存在的甘油（多羟基醇）和脂肪酸合成的酯类分子，软脂酸甘油酯和油酸甘油酯是植物脂肪中的一种酯，那些稍低于室温为液态的脂肪称为油类。跟脂肪存在有关的油类，则是液态甘油脂。硬酯酸甘油酯是动物脂肪中的一种酯。甘油是一种丙三醇，它跟三个硬脂酸化合生成硬脂酸甘油酯，如 ３Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ＋Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）５ －→（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）３Ｃ３Ｈ５＋３Ｈ２Ｏ 其箭头方向为酯化反应，相反的为水解反应。酯化和水解成为生物体或细胞水分子和其它分子交换递传重要部分。脂可在强碱作用下水解，产生甘油和脂肪酸钠盐，其分子结构是一长链，含钠一头易溶于水，而另一长尾易溶脂肪的双极性分子，使脂肪破裂形成胶态微滴而由水带走，它是肥皂的原料。 双极性分子常存在于生物体分子结构中，如磷脂是磷脂酸的衍生物，它是含有甘油、两种脂肪酸、一种磷酸（或胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇氮化物等）的双极性分子。在细胞膜中磷脂以两排头部向外紧密排列，两排间断系住蛋白分子，它们之间靠水或其它分子交换递传联系着，并在递传中生长或解体。细胞中包含核糖核酸、蛋白质、酶等，具有双极性结构的分子，即分子两侧具有不同的酸碱性，分别跟酸性物质和碱性物质化学作用，构成元素在分子中双向交换传递。双极性分子各种组合，构成各种性质、功能和递传方式的生长、衰亡过程的生命分子，如ＤＮＡ分子。可见双极性分子及其以水为主递传方式是构成生命分子基础，称为生命分子构成原理。 蛋白质包含碳、氮、氧和氢元素，有的蛋白质还包含硫或磷等其它元素的聚合物，水解时产生氨基酸的单体。从海洋环虫类的卵子的化学分析得出脂类６．８％、肝糖１．２７％、蛋白质１９．０８％、无机盐１．５３％、水７０％等，其它种子和卵子都包含这些成分，只是比例、总质量、结构、递传方式存在差异而已。生物体除水之外蛋白质分量最重，是细胞和生物体核心部分，是细胞里最复杂的变化大的一类大分子。它通过氨基酸缩合反应和水解反应生成蛋白质及其水分子等的交换递传，一旦交换停止也就解体。蛋白质特殊功能是其内部氨基酸（约２０多种）的排列顺序和交换递传方式决定的，蛋白质是构成各种各样的细胞和生物体基础，可以说蛋白质是生命存在形式之一。 化合物间化学反应构成了元素的置换，使得某些分子之间连接起来，甚至出现化合物分子之间进行元素原子、分子、分子团的交换和传递。如果交换和传递的是元素原子、原子基团、分子、分子基团等，并使分子或分子系统（包括细胞）总体上质量在变化。不少高分子有机化合物分子之间又构成递换链，一个分子传递给另一个分子，再传递给下一个分子，整体上有机联系地递换和传递，像一个链式似的，有时还有支链及其跟主链交错交换递传。也有的整体有机地递换和传递成一个环似的，还有的整体有机地链式和环式交错地递传。递传不断地更新改变各个环节质量和结构。如一些高分子或生命分子或分子系统（细胞）就是在交换、递换、递传中更新自己，改变自己，即同化和异化反应过程。 递传中一个环节失调就可能使以下各个环节递传不下去而解体，即递传中有生长和解体过程的代谢反应。可见，有机分子、生命分子、细胞并不是像现化学所以为那样的化学式和化学结构式固定不变的，化学结构式只是描述分子中原子元素联结方式。同化反应、异化反应、代谢反应实质是化学反应（如置换、加成、合成、光合、缩合和消去、水解反应等）链或元素递传链。各个环节递传成份保持一致者为非生长式分子结构。各个环节递传成份或结构以一定方式置换改变，且使化合物分子整体上有生长和解体，称为生长式分子，一般生命分子、细胞具有这个基本特征。 生命分子及其集合体的结构和质量ｍ随时间而变。无机物分子和矿物有机物分子递传的是壳粒或元素的同类递传，结构和质量变化不明显或微量变化，用某种能量改变率ｄＥ／ｄｔ来描述。但是生命分子及其分子系统（细胞）在递传中结构和质量有明显改变，则可应用ｄｍ／ｄｔ来描述。而Ｅ与ｍ是时间函数，可称为生长函数。而ｄＥ／ｄｔ或ｄｍ／ｄｔ是生长函数的变化率，可用来描述生长状态。如果ｄＥ／ｄｔ＞０或ｄｍ／ｄｔ＞０则表示化合物或分子递传中生长。ｄＥ／ｄｔ＝０或ｄｍ／ｄｔ＝０表示化合物或分子递传中处于平衡。ｄＥ／ｄｔ＜０或ｄｍ／ｄｔ＜０表示化合物或分子递传中衰亡或解体，解体后原物体状态完全改变为其他物质分子形式。 若物体的整个生长，衰亡过程用二次微分方程描述，如 ｄ２Ｅ／ｄｔ２＝ｋｄＥ／ｄｔ＝ｋｔ－ｋｔ。 ｄ２ｍ／ｄｔ２＝ｋｄｍ／ｄｔ＝ｋｔ－ｋｔ。 表示物体变化率随时间推延而增长，具有生长性质。而ｋ为负数时，情况则相反 ｄＥ／ｄｔ＝ｋｔ。－ｋｔ或ｄｍ／ｄｔ＝ｋｔ。－ｋｔ 表示物体变化率随时间推延而减少，具有衰亡性质。若在ｋｔ。＝ｋｔ时表示处于全盛状态时期，那么在ｔ。之前表示ｋｔ－ｋｔ＞０为结构生长发育过程。在ｔ。之后，ｋｔ。－ｋｔ＜０表示结构衰亡过程。生命生长环境条件复杂性、多变性，而ｄ２ｍ／ｄｔ２通常不是一个常数。从而生长率ｄｍ／ｄｔ不是一个线性的过程，质量的时间函数变得较复杂。它可以看成ｄ２ｍ／ｄｔ２的常数迭加上某些周期或波动参量来加以修正，ｄｍ／ｄｔ和ｍ（ｔ）随之修正。对于不同种类生命体生长常数不同和修正项不同，特别ｔ。不同表示生命体寿命不同，大体可用２ｔ。表示寿命。尽管ｔ。前后时间上和质量生长分布不一定对称，仅作粗略估计值或平均值。ｋ的大小或斜率表示生长快慢的表达方式。 物质结构及其生长实际上是复杂运动状态和复杂的递传形式。递传中包含递传总量，递传快慢（或频率），递传成分和结构，它跟物质或实物体本身的成分和结构不同，即跟所谓化合物成分和结构不同的。成分和结构没有包含递传成份和递传结构意义，也就没有生长和解体的意义，从而解释不了有机物分子，特别高分子或生命分子的生长过程。生命分子绝不是固定不变的分子成分和结构，而是种类繁多的递传成分和结构，构成了多种复杂联系的化合物或生命物质的系统。递传成份和递传结构在生命系统内部各个环节中往往是变化的，这些描述相当复杂。 系统的递传的输入和输出差异或者各个环节输入和输出差异来描述递传则大大简化问题。并用输入和输出等同和不同来确定交换还是递换，经若干环节递换而构成有机整体的系统为递传。递传中系统在生长和在衰亡中变化，构成了系统的生命过程。化合与分解，同化与异化，新陈代谢都是递传的表现形式或产生的不同现象。化学反应建立在壳粒的交换、递换、递传的基础上，由于元素原子的壳粒易得失程度不同，而构成化学元素的置换、合成、分解等化学反应过程。化学反应实际上是元素原子交换、递换、递传在化学层次上具体形式。化学反应总是正方向和逆方向同时存在的，以趋于化学平衡，但外部环境条件改变则引起反应方向的改变。 溶液中存在多种可以引起化学反应物质，那么可能同时进行几种化学反应，但强弱不一样，其中必存在特定条件下主要的化学反应，以趋于化学平衡。外部条件改变而主次化学反应也随之改变，从而周期性环境变化和条件连续改变也会引起化学反应的周期性或连续性变化，成为分子和分子团递传基础。生命的同化与异化，新陈代谢是分子和分子团的交换、递换、递传在生理层次上具体形式。生物物种间的食物链和遗传等则是物种间的交换、递换、递传在生物层次上具体形式。化学平衡、生理平衡、生态平衡等都是趋匀原理在不同领域、不同学科的具体形式，趋匀或趋于平衡矛盾统一是交换、递换、递传的动力。物质不灭就是质能关系原理在化学、生理、生物领域或学科具体形式。化学反应保持着物质不灭和能量转化守恒，而且贯穿在生理和生物的过程。 参考资料： 1、《物性论-自然学科间交叉理论基础》陈叔瑄厦门大学出版社1994年12月出版 2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄香港天马图书有限公司 2002年12月出版 3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄福建教育出版社1994年6月出版 4、《实用化学手册》张向宇等编国防工业出版社1988年4月出版 5、《论化学基础问题》陈叔瑄《科学（美国人）》中文版2000年8期 （发表于《当代中华英才理论文集》）

chenshuxuan · 发表于 13.3.2006 14:29:52

论有机化学递传本质的应用 陈叔瑄 有机分子多半取自植物体和动物体中，即使煤炭、石油、天然气矿物也是遥远古代植物和动物尸体压在地下形成的，多半以碳元素为主的碳氢化合物。生命分子主要递传方式是氢原子与水分子及其溶解物、混合物，即氢键与水（酸、碱）键交换传输方式。从分子递换传输的生命分子变成了壳粒递换传输有机分子，通常失去氢原子与水（氢与氢氧根）分子等递换传输。有机分子基本递换传输方式是以碳为主的原子间外壳层的壳粒子。有机分子归纳起来有一千多种，分类相当复杂，比较好的办法首先按碳核数目和结构来分大类，其次按有机分子常有元素C、H、O、N、S、F、Cl、Br、I、P等出现程度及其它按拉丁字母次序来分小类。有机分子较难直接从无机分子化合而成的，多半从生命体或有机矿物中提取获得的。 一、有机化学基本问题 对于生化领域来说，一生命系统总是有物质输入和输出，其差是该系统‘生长’或递传量，可以用质量差Δm表示或一系列质量差Δm¡之和表示，正号表示为生长，负号表示为衰亡。 Δm=Δm1+Δm2+┉+Δmn=ΣΔm¡ 输入质量加上原系统质量等于递传后系统质量加上输出质量，是质量不灭性在生化领域中的反映。某类型物质形态质量对系统总质量之比，可以用于表示该物质形态在整个物质系统中地位，比重愈大通常表示其在整体中重要性，称为质比 Δm/m=Δm1/m+Δm2/m+…+Δmn/m=ΣΔm¡/m 输入到输出时间为Δt，各个局部一系列入出时间为Δt¡，它们没有线性之和关系，因为各局部可前后发生，也可能同时发生，甚至统计性质发生等复杂关系，从而生长率或递传率通常具有统计性及其平均值表示 Δm/Δt=ΔΣm¡/Δt 如果质量是一个空间分布和时间的连续函数，那么递传率或生长率可以用微分表示 dm/dt=dΣm¡/dt 当递传率等零时，表示系统处于交换或递换平衡状态，进出保持一致。如化学反应平衡的过程，以及催化反应过程，催化剂就是起了帮助快速递换传输过程而本身不变。又如生命体生长到一定程度会出现没有明显生长和衰亡的相当一段处于大体平衡的过程。 化学反应是元素原子和分子递换传输过程，酸反应是元素原子与其它元素原子递换（置换）传输过程而递换出氢，或者凡能给出氢元素的化学物质均为酸。碱反应是吸收氢元素与其它元素原子递换（置换）传输过程，或者凡能接收氢元素的化学物质均为碱。有机化学反应通常包含水解等分解和合成过程，实际上是水分子和其它分子化合物、混合物递换传输过程。生命体所吸收食物是经过化学反应，分解和合成过程或递传过程所形成的无机分子和有机分子在身体器官或细胞中递换和传输过程，被吸收部份或分子称为同化过程，被排除部份或分子称为异化过程。生命整体上形成身体、器官、细胞的不断物质更新和传输过程，称为新陈代谢过程,实际上是一系列递传和补充链接过程，称为递补链。 以生命过程而言，基本上是元素原子和无机分子、有机分子的递换和传输过程，即一系列化学反应的同化异化过程和新陈代谢过程。化学反应通常需在一定条件下才能实现，如水溶液溶解下分子间易接触并产生递换，即易实现化学反应或元素原子的递换传输。又如适当加热，分子内原子间较松懈与碰撞接触机会增多而产生递换，即易实现化学反应。再如某些催化剂易跟某些物质元素原子或分子产生递换，即分解后再排除出去，而催化剂本身恢复原状，只起加速某些元素原子或分子的递换传输的作用。生命体中酶就是主要的催化剂，不同的酶就起不同催化作用，帮助某些特有元素原子、分子、分子团颗粒的递换传输的作用。 化学分子结构可按交换递传方式不同分为无机分子、有机分子（包含高分子）、生命分子三大类型。生命分子在交换递传中结构具有‘增长’和‘解体’属性，有机分子所含元素成份虽然与某些生命分子一样，但有机分子结构不具有‘增长’和‘解体’属性，所递传的不是元素原子或分子，而是壳粒递传或是单纯元素原子交换传输而没有不同元素间递换，即不具有‘增长’和‘解体’属性，如干木材、煤、石油、天然气和动物、植物死亡留下物质形态等。动物或植物死亡时许多物质分子递换传输进行不下去而解体，体内分子也失去分子或原子的递换传输过程，也就失去生命分子意义，因此有机分子不是生命分子。 二、有机化学原理 分子物性论把分子分成无机分子、有机分子、生命分子三个化学级递传过程。从分子结构角度来看，无机分子是元素原子间壳粒递换传输过程，不产生分子‘增长’，主要是酸、碱、盐和氧化物等。而生命分子在水分子和其它分子递换传输过程，产生‘增长’，并随增长的环节增多，解体机会增多，最后衰亡过程。有机分子，包括高分子通常是某些生命分子衰亡或者停止‘增长’解体，甚至晒干、压干、提取、合成、裂化、聚合、加工等所得的分子，多半是以碳元素为主结构复杂的碳、氢等化合物，分子内元素原子间主要靠壳粒递换传输，有的包含氢键递换传输。因此有机分子容易在有氧的大气中燃烧，氧化成无机物或其它化合物，也可在一定条件下聚合成高分子等，它们成为人类主要的能源和重要的化工原料，如干木材、煤炭、石油、天然气等。 有机化学与生命化学不同在于分子结构与递传方式，生命分子结构建立在以碳元素原子为主与酸碱双极性分子基础上，递传通常以氢键与水键为主，包含水及其水溶解物或水混合物，并且在递传中实现新陈代谢。而有机物包括煤炭、石油、天然气、化纤、塑料、橡胶、油漆、木材、草药等等，已经没有水及水解物等的分子递传过程或没有生命的新陈代谢过程，只有原子、分子间氢元素与壳层粒子的递换传输方式。通常有机物是从生物体中或生物死亡积压地下生成有机矿藏得到的，即动物和植物死亡后没有水及其化合物、混合物等递传和生命过程。但地壳留存大量有机物和无机物，煤有种类繁多的有机混合物。有机物不同于无机物主要是有机物是以碳氢为主的结构较复杂的化合物，以及氢与壳粒子的交换价键的递换传输链接方式。可分为碳元素共价键1~3壳粒的链式、环式、杂环式递换传输称为有机物特有碳氢为主结构和壳粒的递传链接方式有机物结构原理。 有机物多半是易燃的碳氢化合物，即非常容易在空气中燃烧，尤其煤炭、石油、天然气最易氧化燃烧生热和气化推动机械运动，成为主要的热能源。而人工很难直接从无机物合成有机物，主要依靠植物叶绿素的光合作用或生物体递换传输过程中产生有机物，但周期长，速度慢，远不能赶上有机物燃烧取能的消耗。这样人类只有实现大规模地模拟叶绿素或其它方法合成有机物，甚至开发太阳能、地热等来解决日益枯褐能源危机。可见有机物易燃的化学反应和难直接从无机物合成而主要来自生命体死亡后遗物的特点，来自生命遗体或分割生命体或有机矿物提取的有机物可以通过提纯、分馏、合成、水解、裂化、聚合等化学反应过程，为不同目的所产生新有机物，包括高分子聚合物等主要是如何将壳粒递换传输链断开或连接的有机化学反应过程，称为有机化学反应的燃烧、分馏、裂化、合成、聚合的递换传输链断接与分解合成原理。 为了对有机分子成份、结构、递传方式与名称结合起来，有机化合物命名通常按母体的链烃、环烃、杂环系统制定与规定母体位次编排方法。然后才考虑其它因素，如官能团、取代基和化学介词等。化学介词有化（化合或加成）、代（取代或置换）、合（官能团加成化合）、聚（同种分子聚合）、缩（同种或不同种分子缩合，放出水、氨等）、替（取代基链上氮原子）等等。简单的有机化合物可以不用化学介词或只用一两个化、代介词就行了。说明有机分子内外交换方式复杂性、多样性、可变性，如同种分子聚合的壳粒交换与基本分子内部壳粒交换频率和强度不一定相同的，老化断裂常出现在分子间聚合的壳粒交换或聚合键中。 生命分子是含有水及其溶解物或混合物的递换传输过程，使生命分子增长，随着增长环节增多，失调机会相应增多，最终解体。其中RNA和ＤＮＡ生命分子周期性解旋与紧旋过程中吸收和排泄某些元素原子、根、基、分子等生成酸碱双性的成份，使分子生长。但参与生命过程的生命分子种类繁多，除ＲＮＡ、ＤＮＡ外，还有糖分子、脂分子、蛋白分子、酶等等，但水及其溶解物、混合物在生命递换传输中起了根本的作用，靠它可以把各种各样营养送到生命体各个部位和器官。增长过程可以用质量的输入和输出差及其变化率dm/dt表示，但到了一定程度便会解体。称为繁多生命分子都有各自增长、解体的质量变化率过程原理。 三、有机化工应用 1、燃料涂料化工 煤按其变质程度可分为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤等四大类，含碳量与每公斤发热量愈后面愈高，即质量愈好。无烟煤含碳量高达86~98%，每公斤发热量达到7500~8667千卡。而褐煤含碳量只有46~60%，每公斤发热量只有3030~4611千卡，效率只有无烟煤的一半左右。煤可气化或液化，煤的气化通常采取氧、空气或水蒸汽等作气化剂使煤中有机物转化为含氢和一氧化碳等的可燃性气体，如空气煤气、混合煤气、水煤气、半水煤气，所含氢、一氧化碳等各不相同，水煤气含氢和一氧化碳最多，达到48%和38%以上，每立方米放出热量达到2400~2700千卡。煤液化是指在高温高压与催化剂作用下，向煤通入氢气而变成液体燃料过程。 石油在不同的蒸馏温度可以获得含碳原子数不同的成品，C1∽C4为气体、20-100℃蒸馏温度的C5∽C7为石油醚、70-200℃蒸馏温度的C8∽C12为汽油、200-275℃蒸馏温度的C12∽C15为煤油、275℃以上蒸馏温度的C15∽C18为柴油、减压蒸馏的C16∽C20为润滑油、C18∽C22为凡士林、C20∽C24为石蜡和再高分子量的为沥青残渣。因此石油通过蒸馏塔不同层的温度分离出不同的类型分子。还可以通过催化剂裂化技术，即经过催化剂的递换传输过程，将较高分子量分裂或断裂壳粒交换键成较低分子量的分子，以提高汽油产量。 天然气通常是油田伴生的气，不同地方的天然气的成份比例不同，但都是以甲烷为主，含有乙烷、丙烷、硫化氢、二氧化碳、氢、氮等构成的。可燃气也可由几种炼厂气通过热裂化、催化裂化、延迟焦化富气等技术产生，但成份中氢气剧增，热裂化技术生气中氢气尤其丰富，体积比例可达40%。说明裂化技术将长链壳粒交换递传碳链分子断裂成短链碳烃分子不仅提高汽油产量，也增加可燃气产量。有机物腐烂也会产生可燃气，产生沼气等，实际上也是交换递传环节断裂或裂化过程。 涂料是一种以有机树脂为主的胶体溶液。将它涂在物体表面，能形成一层附着力极强的耐腐蚀，耐日光、风雨、海水袭击与微生物侵犯等的起保护和装饰作用的薄膜，而延长涂上油漆器具的使用寿命。油漆成膜物质大体分为以油料与树脂等为主的主要成膜物质，以颜料与体积颜料等为主的次要成膜物质，以及以各种辅助剂，如固化剂、防霉剂、增韧剂等的辅助成膜物质。这些有机分子内部元素原子间主要是壳粒成对交换递传的共价键，联结比较牢固，有机分子外部间有共价键，也有异价键（单壳粒），甚至场质交换递传方式，使不同油漆因成份与交换递传方式不同而产生性能差异。油漆干燥后场质交换被壳粒交换所代替，变成附着力极强的薄膜。 ２、高聚物化工 橡胶是一种高弹性的有机高分子化合物，其分子量通常在几十万以上，甚至高达一百万左右。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶两大类。天然橡胶由橡胶植物所得胶乳加工而成的，如三叶橡胶与古塔波胶。合成橡胶由单体聚合或缩聚而成的，如聚氯丁二烯橡胶、硅橡胶等。未硫化的橡胶为生胶，经硫化的橡胶为熟橡胶或硫化胶。橡胶有机分子内外壳粒交换递传距离易变，只要稍加外力就可改变单体间壳粒交换距离，力的消除其壳粒交换距离又恢复原状态，使其具有弹性，但超过一定距离范围，单体分子间壳粒交换断开，而不能恢复的断裂。 合成树脂是由种类繁多单体经过聚合或缩聚反应而成的高分子量不同树脂状物质，而塑料是以合成树脂或天然高分子化合物为基体，再加入填料、增塑剂、防老剂等而塑制成型的。如高压聚乙烯与低压聚乙烯的原料一样而工艺条件与过程不同，两者聚合程度及其壳粒交换递传距离、频率等差异，使其性能与功能不同而用于不同产品制造，前者多半用于做电线电缆绝缘包覆，后者多半做生活用品器具。其它种类塑料根据其性能作为不同产品的原材料。塑料加热单体分子熔化而具有场质交换，冷却后变成壳粒交换而牢固地粘住。合成树脂单体按加工时塑料的对热工艺性能可分为热固性塑料与热塑性塑料两大类。塑料质量轻，耐腐蚀、耐磨性好、电绝缘性优异、介质损耗极小，又易于加工。由于有的塑料具有高的抗张强度、剪切强度、韧性和刚性，从而在许多场合可以取代金属。 纤维是一种柔韧而纤细的丝状物质，具有相当的长度和一定的强度、弹性、吸湿性，不溶于水。多半是高分子有机物，可以分为天然纤维，如动物纤维（蚕丝、动物皮毛、毛发等），植物纤维（棉花、韧皮纤维、叶纤维等），化学纤维，如聚合物纤维（蛋白质纤维、再生纤维素纤维、纤维素酯纤维等），合成纤维（有机纤维、无机纤维等）两大类。化工上有机合成纤维中乙纶是聚乙烯纤维，丙纶是聚丙烯纤维，尼龙是聚酰胺纤维，腈纶是聚丙烯腈纤维，涤纶是聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合生成的单体分子间壳粒交换递传联接成长链方式纤维，广泛用于制造纺织品。 ３、食品药品化工 生物体死亡及其晒干、烘干、烤干，甚至烹调或其它化学处理后的生物体已经失去生命水分子与化合物、混合物溶液的交换递传过程，就不具有生命生长、繁殖、解体的新陈代谢生理过程，已经转化成壳粒与场质为主的交换递传过程的有机物。有机物不是生物，它不过是生物体死亡遗留下的有机化合物，这类有机化合物通常是在生命体交换递传中生成的，人工至今还难以模拟这个过程，来实现大批量的从无机物转化为有机物的过程，只有少量简单有机物，如氨水、尿素等才用化工方法将无机物变换转化成有机物。利用不同细菌实现不同无机物或有机物交换递传中转化为某些种类有机物则是比较有效的方法。 酶旧称酵素，是在生物体内外能起催化作用的蛋白质，是生物体、细胞系统、分子系统的加快化学变化及其物质迅速交换递传的生命催化剂。酶交换递传通常具有专一性，交换递传效率很高，一个酶分子在常温、常压、近中性水溶液中一分钟可以交换递传数百至数百万个元素原子、分子、分子团等，并使底物分子的转化。不同种类的酶所交换递传原子、分子、分子团不同，通常以其所要交换递传底物来命名酶的名称，如淀粉酶实现对淀粉的加速交换递传，葡萄糖氧化酶对葡萄糖加速氧化交换递传等。按酶功能来分有氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、连接酶等六大类。 酶制剂广泛应用于纺织、皮革、食品等化工行业中。利用发酵酶造酒、制醋、制酱油和其它调味品等。如酿酒酵母菌体内存在大量发酵酶，菌体本身细胞外型呈圆形、卵形或椭圆形。在跟外界底物如酒原料交换递传中生长与繁殖，即通过出芽生长与生成孢子繁殖，而递换传输出的是酒分子及其溶液。实际上是利用某些菌类含有丰富的某些种类的酶，这些酶在其交换递传中生成的产品。这类技术广泛应用于食品加工与制药。也可通过菌体综合利用提取凝血质、麦角固醇、卵磷脂、辅酶甲、细胞血素等产品。 参考资料： 1、《物性论-自然学科间交叉理论基础》陈叔瑄厦门大学出版社1994年12月出版 2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄香港天马图书有限公司 2002年12月出版 3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄福建教育出版社1994年6月出版 4、《实用化学手册》张向宇等编国防工业出版社1988年4月出版 5、《论化学基础问题》陈叔瑄《科学（美国人）》中文版2000年8期 （发表于《当代中华英才理论文集》）

chenshuxuan · 发表于 13.3.2006 14:34:27

地面物态新论 陈叔瑄 物质基本形态有高速低密度的场物质（简称场质），低速高密度高温的星质和密度介于两者之间低速低温的实物形态。地球表面物质大体是处于实物形态，实物本身又有固体、液体、气体三种状态。物质最基本形态是大于等于光速，但低于极限速度之高速平动的连续为主，量子为辅场质。但趋匀原理规定宇宙物质趋匀总是存在正反向平动，必转化为涡旋运动，因此涡旋运动与平动运动一样是物质基本运动状态。而涡旋运动必浓缩质量，成为天体、粒子、量子的存在基础。量子是高速的粒子，但它与连续场质物态界限很模糊。宇宙中物质平动运动趋匀必转化为涡旋运动，涡旋运动趋匀必浓缩质量而相互吸引靠拢，物质涡旋运动平衡趋势又必构成周期性变换运动与周围物质的交换而相互作用。 平衡和对称趋势，使得涡旋体总是在其运动垂直方向两侧（即涡旋面上下两侧）质量分布对称，而构成近球形、铁饼形、竖椭球形等的趋势。稳定的太阳和地球是近球形涡旋体，虽然还在演变，仍然可以看成是一个基本平衡稳定系统。地球上的物体虽然跟着地球自转或公转运动，但物体之间通常处于相对平衡状态，即相对静止状态。地面物体不仅外部之间处于相对稳定平衡状态，而且内部原子、分子内外也处于稳定平衡状态。对已处于稳定平衡状态物体运动，需要用其它能量形式转化或外加作用力来迫使其改变状态或运动。地球内部是低速、高温、高密度的星质物态，外部是高速、低密度的物质态，而地球表面是低速、低温、中等密度实物状态。如果极限速度的场质是物质基本形态，那么外加作用力，不可能使其增加速度或产生加速度，即不同场质之间几乎没有相互作用或不相干的，场质间叠加仍保持各自的运动状态。场质靠趋匀规律，使其物质内在连续性正反运动矛盾转化成涡旋运动而不是外力作用。但场质跟低速实物则有相互作用，主要是以万有引力场质流向涡旋体吸收或浓缩，而又以量子流形式辐射或弥散。因为量子是高速运动的粒子而不能呆留在涡旋体内而辐射。 涡旋运动中心速度愈小，所浓缩质量密度愈大，且范围愈大，因为中心速度愈小，同角速度涡旋体达到光速旋转运动（等于或超过光速则转化为场物质）的半径愈大。在远小于光速条件下，涡旋体构成了天体或实物体。低速度和低角速度的涡旋天体具有很强的质量向心的趋势，同时具有很强的光热辐射，以趋于交换平衡，而且天体质量愈大，浓缩趋势愈强，即天体引力愈强，同时相反的量子流辐射也愈强。这是从低速涡旋运动矛盾条件下推出结论，并揭示了万有引力和天体热辐射的本质，表明辩证推理可以揭示更本质原理。 涡旋运动中心质量密度不可能无穷大，因此涡旋中心必定移动的，具体移动条件不同所构成的运动状态不同。涡旋运动往中心浓缩质量，中心质量密度逐渐变大而中心速度变小，但质量密度不可能无穷大，绝对速度不可能等零的，因此宇宙没有绝对静止物体。有的涡旋运动角速度变小，然后中心速度由零再变大，构成了涡旋与平动周期性变换运动，这是量子运动基本方式，使量子由平动与周期性变换组成的运动。表明辩证推理很有效地推出很有意义的结论。 涡旋运动浓缩趋势又使中心与其外周围质量或总能量密度分布不均，平衡趋势必引起向外弥散质量，以趋于总能密度均匀。涡旋体的浓缩与弥散平衡趋势而构成周期性交换运动，即构成涡旋体与周围空间场物质周期性交换。周期性交换必存在交换频率，交换频率一致或整数倍的两涡旋体才能构成同步交换的有效作用，尤其微观粒子交换频率很单纯，整数倍同步交换是其结构和作用的基础。可见，辩证推理可以一直进行下去，可得到一系列有意义的推论。 涡旋中心高速度运动条件下，涡旋体内质量密度必然浠薄而处于场物质状态。如果物质系统平动能等于总能，此时平动速度达到极限速度，是光速的１．４倍。由于纯平动总是往涡旋运动转化，即不稳定的。纯涡旋也是不稳定的，在平衡趋势中，构成涡旋与平动周期性变换运动稳定状态，光速运动的周期性变换量子是稳定物质运动的极限状态。高速条件下，平动与涡旋矛盾运动构成周期性变换，使光量子具有变换能与平动能各占总能一半的物质系统。 涡旋体的浓缩与弥散两者矛盾运动又引起了内部的微涡旋运动，这些微涡旋是构成涡旋体内质块、粒子、量子的基础，并使涡旋体角速度减少。这些微粒子中心又不可能绝对静止，必定移动，移动的不规则运动又构成热运动，使其具有一定温度运动状态或内能，并可向外辐射光热量子，即热量，以使浓缩质量与辐射光热量子总质量平衡。微旋化条件下推出涡旋体内质块、粒子、量子产生根源，推出天体内热运动和光热量子辐射形成根源，推出涡旋体愈大其角速度愈低的本质。 涡旋面外的上下两侧空间是高速运动连续物质，在涡旋面低速运动下受到带动而产生趋向涡旋面运动和受到带动而趋往轴旋转运动，即涡旋面外上下空间物质的一点构成往涡旋面和往轴向浓缩趋势，两者趋势不同而构成竖椭球形、近球形、铁饼形等的涡旋体，中心速度和角速度愈低愈往铁饼形演变，如星团或星系的形态。可见，没有辩证推理而仅采用演绎或因果推理，上述的一系列结论无法推出，就不会产生全新理论体系。 元素产生于物质的微涡旋运动，由于宇宙远离实物空间条件大体一致，产生质量相近同元素原子，不带壳粒中子和带一个壳粒元素氢原子最易产生，数量最多，其次带两个壳粒元素氦原子，再次是其它稳定的轻元素原子，如碳、氮、氧等，它们和宇宙场物质是天体涡旋运动成体的物质基础。地面轻元素主要来自宇宙，而重元素主要来自地球内部微涡旋趋于表面冷却形成的，可以说地幔不同层次是生成各种元素的“大工厂”。 地球不例外地由涡旋运动中形成的，因此地核也是由趋心运动质块组成的，它撞击地壳使其分裂成若干大小板块。地球特有的环境条件，使其逐渐形成以氮、氧为主的大气圈，包围着地球表面外，同时逐渐形成以水为主的水圈，构成地面海洋和江河湖泊，加上地壳表面的岩石土壤圈等三圈基本物态，即地球表面存在气体、液体、固体的三种实物状态。在地球表面积分布着三分之二弱的海洋、三分之一强的陆地和包围地球表面氮氧为主大气层。 水液体是地球表面最丰富实物状态之一，它总自动流向低洼处，而积累形成海洋。水在太阳照射下蒸发成水蒸气，由于水分子比氮分子、氧分子轻而上浮到天空的高处构成云雾，遇冷化成雨水或雪落到地面，流向低洼处，形成地面水不断地循环。地面水的不断流动和循环，为生成和繁荣生命体基本条件之一。在地面特有环境基础上，还进一步逐渐形成互相依存的微生物、植物、动物的生物圈，它们处于很薄的地面上。 一、地层与矿物 地球虽只是茫茫宇宙中一颗小小行星，但却是太阳系中有水、有空气的绿洲和有生命的，供人类生存的星球。人类对地球或地壳的认识，几乎同人类历史一样久远，从远古石器时代到青铜时代、铁器时代就通过采石、采矿和冶金等的实践活动，对岩石和矿物的地质环境有粗浅了解。人类的航海和海外贸易发展的剌激，促使天文、航海制图和大地测量技术发展。但地质学真正发展是在十八世纪产业革命之后的事，先有德国魏尔纳“水成说”和英国赫顿“火成说”之争，后来又有法国居维叶“灾变论”和“渐变论”之争，以英国赖尔《地质学原理》渐变理论巨著战胜灾变论，完成近代地质学体系。 二十世纪初德国魏格纳提出大陆漂移说，英国赫斯根据古磁观测提出海底扩张说，为现代板块构造说奠定了基础，１９６８年勒皮顺首先提出，全球地壳是由六大板块组成的。实际上地球是宇宙天体一分子，形成过程与天体类似的，由涡旋运动浓缩而成的，核心形成大量质块，质块趋心运动，冲击地壳，使地壳破裂成众多的板块。由于它是太阳外层次的一颗特殊位置的行星，处于特有低温状态，表面主要靠太阳辐射的光、热能量吸收，尤其特有的大气层和大面积海洋，使它处于较恒温状态。 《地球演变动力论》指出地球是近球形的涡旋体，结构大体分为地核、地幔、地壳三部分，地核是由高密度固态质块和液态岩浆构成的，质块具有磁性，在核心质块趋心运动挤压过程中，不仅引起地球磁场改变，地磁变化又引起地电变化，而且也是引起地震根源。地幔主要是液态岩浆和小质块，不同深度地幔温度不同，是产生的各种重元素和上层氧作用而构成各种氧化物，有的构成小质块漂移岩浆间，这些小质块移到地壳冷却时则构成岩石矿床。地壳由固体薄壳、液体海洋、氮氧为主的大气层构成的，固体薄壳在质块冲击下断裂成若干板块，这些板块可在地幔上滑动，形成了地面各种各样现象。 灰尘这个问题看来很普通，人们天天见到，一天不打扫，就会积在桌面和其它家具上，几天不打扫，就会沉积一层厚厚的尘埃，没有什么深奥之处。人们都以为是地面尘土飞扬造成的，这固然能说明一些问题。但房子建在高山顶上，甚至船开到平静海洋中间停留一段时间，仍然有灰尘，这说明了什么问题？这只能说明灰尘主要来源不是地面尘土，而是地球绕太阳公转，并跟太阳一起在宇宙中运动，宇宙物质落入地面的结果。这样才能解释山顶和海洋上的灰尘问题，才能解释遍及地球表面沉积地层。地壳除了地幔形成重元素外，而轻元素主要来自于宇宙。 要证明灰尘主要来自宇宙，还可以在运行大气中的火箭或其它人造天体表面是否同样存在灰尘。要证明每天落入地面灰尘沉积是地层形成主要原因，可以在若干山顶设置标准面积干净表面的灰尘量，量度计算后便可得出整个地球表面每天灰尘总量。地层还有由地幔涌现到地面岩浆形成的火成岩和地幔小质块移到地面构成一定类型岩石矿床，地面特有大气层和大面积海洋构成了风、雨、冰雪等变化无常的气候，雨水也会冲刷一些矿物而沉积在地面低洼处，形成沉积岩或沉积矿床。 法新社华盛顿１９９８年９月１２日电，美国航天局援引“环火星勘探者”探测器收集的数据说，火卫一的日间温度为零下４摄氏度，而夜间温度陡然降至零下１１２摄氏度。对火卫一表面温度的测试结果显示，这颗卫星被一层至少一米厚的极其细小的颗粒覆盖。这可间接证明太阳系所有行星和卫星的表面被宇宙每时每刻落入的尘埃所覆盖，包括地球表面尘埃。 埋藏在南极冰原下的有关冰期、火山喷发、风和雨发生划时代改变的记忆。这些记忆以尘埃粒子、稀有分子以及冰本身特性的形式存在着。隐藏在其中的数万年的气候变迁历史昭示在我们面前。内华达沙漠研究所的冰川学家在南极打钻，一直钻到冰原的底部，从一条长１０００米的垂直冰洞中取出一系列冰芯。气候记录表明，人类８０００年的文明史是在一个气候异常稳定温暖的时期发生的。人类进入工业和信息时代１５０年中气候温和更加明显。但冰原证据表明地球气候有突变的时候，若发生气候突变将严重影响人类生存。 《地球演变动力论》一文指出，地球与其它星球一样都是涡旋体不断吸收其周围空间物质中浓缩而成的，即地球随太阳系运动过程中不断吸收周围空间的陨石、尘粒、场物质而生成地层。地球与其它星球一样在交换运动中内部微旋化，构成以质块为主的地核和以岩浆（包含一些小质块）为主的地幔，并在微旋化中构成元素原子。地幔的不同深度温度不同，所微旋化粒子不同，一般愈上层生成愈轻的元素原子，下层元素原子与上层氧元素原子化合成各种氧化物，停留在地壳中。某些类型元素构成的小质块移到地壳而形成的是某些类型矿藏。 物理探矿利用地震波、重力场、磁场等地球的各种物理属性取得内部情况，这类探矿由于电子计算机技术的全面应用取得了飞跃发展。用地震波探矿方法，即在地表或海上用炸药或压缩空气等造成人工的地震波传入地下，遇到不同介质就会反射回来，并记录之。一般地说，浅界面反射波比深界面来的早，地下构造从浅部到深部受地震波形的时间系列显示出来，可将五千米以内的复杂褶折的地层情况清楚反映出来，再加上有某种矿藏的地方，多多少少被雨水冲扫遗留在地面裸露一些或在附近水流带走留下砂石，这些是普查矿藏的重要方法。在此基础上，再用钻探方法取样来断定实际矿藏成分、质量、分布、范围等。 地球化学是研究地球以及太阳系化学成分、化学演变的理论及其方法，通过实验总结出地壳各种元素平均比值。由于地球温度周期性演变，地幔温度也在演变，加上不同深度温度不同，所生成元素及其质块元素各不相同。这些质块迁移到地壳则成矿藏。地球化学探矿是通过探测矿体附近地层出现化学特征来查找埋藏的矿床，利用土壤取样、水流沉积物取样、空气探测技术线索来查找矿藏的，如在溪水中发现某些矿藏成分，可以推断其上游可能有此矿藏。最后钻探取样分析来确定矿藏成分和组成结构。 航空与卫星摄影、红外扫描、机载测视雷达等遥测技术发现了新现象，如地球到太阳方向上，离地球十至二十个地球半径处有巨大冲击波的太阳风。又如地球周围的大区域地磁层由于受太阳风而压向背面，拖着很长磁尾的磁场分布。这类空间测量可获得地形、地质、土壤、水系、植被和其它现象，如地磁、地电、地光热等的详细资料。许多资料对浅矿藏估计和地震预测很有用的，并促进地学的进步。这也是普查矿藏的一种方法。 地层了解最基本应用技术是挖掘和钻探技术，它通常在地面各种地形测绘和地质普查基础上进行的，盲目钻探或挖掘会造成极大的浪费，成本大大提高。钻探选点和布局很重要，选得好和布局合理，可以做到一次成功。但这跟设计者的地质专业知识和经验密切相关的，专业知识愈精通和实践经验愈丰富愈有利于正确选点与布局。钻探和挖掘工具设备愈先进愈能钻得深且速度快成本低。机械化、电气化及其它技术是目前提高开采矿藏效率基本方法。 挖掘工具设备也愈来愈进步，从锹、铲等手工工具到风钻、电钻机电工具，加上爆破技术等进步，效率大大提高。如挖煤技术从手工工具到机电化设备不能不是一种进步，但这种进步没有什么本质地提高，因为每挖进一尺煤炭都要用木材顶住，非常浪费宝贵木材。最根本办法是将煤矿的煤在地下液化和气化，这项技术若能低成本地实现就会带来极大的经济效益。无机矿藏仍然用机电设备和爆破技术、顶崩支架技术逐步一层面一层面地挖掘的。 二、地面实物状态 恒星体外层次的天体往往是表面低温的行星体或卫星体，如地球表面是低温的实物体，它有以岩石和土壤为主固体状态，有以江河湖海和大洋等水流为主的液体状态，有以氮氧为主的大气层的气体状态，谓之实物三态。它不同于连续为主的场物质状态，也不同于高温的高密度的粒子性模糊的星质状态，如不断辐射量子流的流动的岩浆状态，而是由低温的粒子性明显的各种元素原子与分子组成的并构成一定形状的实物体。 固体的粒子间是靠壳粒交换而联结成体的，通常处于结晶状态，即依靠原子或分子间壳粒交换。由于原子结构不同而使其壳粒交换数量、距离、方向、分布等不同，并结成各式各样晶面的晶体。有的晶体的壳粒与原子核交换较为松懈，壳粒易在物体中移动，而形成导体之类的物体，如金属体。有的晶体的壳粒与原子核较为紧密，壳粒难以离开原子核，而构成绝缘体。壳粒松紧程度介于两者之间的为半导体。即使不定形，甚至粉沫状的固体，也是由大量内部粒子间壳粒交换的颗粒构成的，仍然离不开壳粒交换方式。 液体的粒子间主要靠场质交换而联结成体的，而具有流动性、易断性、易随容器成形，如水。不同实物以不同温度溶化成液体，即具有不同的溶点，溶化液体过程中，要使固体内粒子的壳粒交换脱离而变成场质交换，通常需消耗能量，称为溶化潜热，除少数实物的分子排列中间保留大量空隙而液化时才缩小体积，绝大多数实物液化膨胀体积。水溶液易与许多固体粒子进行场质交换，而拉开固体粒子，即溶解溶质。液体粒子与容器壁场质交换，若容壁交换强于液体内部交换，则表面边缘弯向容壁，如水与玻璃容器，否则弯向液体，如水银与玻璃容器。 气体的粒子几乎独立的，它主要靠重力或容器封装成体的，粒子间空隙较多，因而易压缩、易分离、易流动，如地面的大气层。不同液体气化的温度不同，气化过程需吸收能量，使其场质交换脱离而成独立的粒子，称为气化潜热。气化过程同时膨胀体积，实际上又是释放能量的一种方式，从而气化潜热只是释放能量的引子。也就是说，能量释放往往需要先消耗一些能量作引子，如点火引子燃烧石油释放能量。因此潜热实际上是释放能量的引子，这样气体是液体，液体是固体的能量释放方式，而实物体转化为场质是能量释放的彻底方式。 按质能原理，实物体所具有的总能量与质量成正比，但实物体内的能量是各种各样能量叠加，其整体运动方式则构成机械运动，如平动、转动、振动等运动方式具有矢量性，称为矢能，它只是实物体总能的一部分。势能或位能虽然是整体的标能，只是在重力作用下的相对位置有关的一种机械能量形式。标量参量定义的能量为标能，如温度定义的内能，交换频率定义的交换能，变换频率定义的变换能等。而交换能又有不同层次的交换能，如壳粒交换、原子交换、核交换等，不同的交换则构成不同的作用方式。 粒子通常具有变换能与交换能，可以相互转化，而变换能与平动能成正比，平动能达到光速时，只剩下平动能和变换能，即构成高速粒子的量子。可见随粒子速度提高，相应粒子的交换能转化为变换能，反之粒子制动，变换能转化为交换能。因此粒子的加速可以转化为量子，量子的制动可以转化为粒子或被粒子吸收。粒子低速运动具有交换能，使其相互作用而联结成实物体。因此实物体是各种各样的能量叠加而成的，这些能量之和就是总能。 实物固体随整体速度增大或温度提高就会往液体、气体，甚至场质状态转化，即质量密度愈小方向和运动叠加愈单纯方向转变。极限速度时质量密度最小，运动形式只是单纯的平动运动，但它因趋匀而总是趋于正反运动状态，即处于不稳定状态。高速运动的稳定物质状态是仅有平动和周期性变换运动的量子，也就是说稳定的物质系统至少存在两种以上能量形式。密度愈小，运动愈单纯，即能量愈处于释放状态。质量密度对应着总能密度，密度愈小，愈近场物质状态。 不过真正可作为机械动力是通过实物体气化来实现的，因为液固体转化气体时，通过减少实物密度或膨胀体积来推动机械运动。爆炸过程是一种固液体气化的急剧方式，而燃烧氧化过程是一种固液体气化较平缓方式，蒸汽产生过程是液体气化更平缓的方式。可见物态变换，尤其气化变换所引起的实物密度减少，即体积膨胀特性可被用作机械动力设计。 宏观运动与微观运动间关系可分为三类：一类为微观粒子是宏观物体的同一性质的最小单位，如分子、原子等；二类为微观或部分是宏观整体的有机组成的，如生命体和具有一定功能的机械体；三类宏观现象是微观运动的统计关系，如宏观温度是微观粒子动能平均值，即 Ｔ＝ｍυ２／２＝Ｅυ 其中ｍ为微观粒子质量，υ为平均速度。此外均方速度υ２，最可机速度υｐ等都是用来描述速度统计性质的。又如宏观压强Ｐ是微观粒子动能平均值乘以粒子数密度ｎ，即 Ｐ＝ｎｍυ２／２＝ｎＥυ 在宏观状态中的各微观粒子运动状态往往是随几的，如气态粒子运动能量或速度量值和方向都是随几的，但有一定分布，有个最可几的能量或速度，比其大或小粒子数或几率按指数变小。温度愈高，其最可机的速度愈大，相应平均速度和均方速度也愈大。又由于同一元素众原子生成和存在环境条件各不相同，原子量也是有一定分布，虽然一原子有稳定的壳层粒子的轨道，但各原子之间则有偏离，在宏观上具有一定分布，从而存在一定统计性质。但又因原子核与壳粒交换整数倍才是稳定的，构成了定态波函数，统计关系不同于热力学统计性质。。 　　大数量统计关系通常有个分布曲线，大体可分为三类：麦－玻的热力学统计，具有不规则热统计性质；玻－爱具有整数自旋的对称波函数，如光子或某些原子核等的统计；费－狄非对称波函数，如壳粒子、质子、中子等的统计。它们统一表达式为 ｎｉ＝１／（ｅ（Ｅ－χ）／ｋＴ＋δ） 其中为ｎｉ粒子数几率密度，Ｅｉ为粒子能量，χ为化学势，Ｔ为温度，δ可以取０、１、－１分别表示上三种统计分布。当χ＝０，δ＝０时，为麦－玻统计。当δ＝１时，为玻－爱统计，剩下一种δ＝－１为费－狄统计。 三、热力学三定律 热力学的第一、二定律实际上是《物性论》第一、二基本原理在地面物态的具体的应用。而真正的第三定律是上述物态观念引伸出来的规律。下面将对这三条定律作些具体阐述。 系统对外部物体所作的功Ａ（反抗外力作功）等于 Ｑ＝ΔＵ＋Ａ 即热力学第一定律可表述为传递给系统的热量Ｑ变成系统内能的增加ΔＵ和系统反抗外力所作的功Ａ。它是能量转化守恒定律的具体描述。内能是由温度定义的一种与物态有关的能量形式，而温度是分子平均动能。 热量Ｑ作为量子场质也具有质量和能量，被分子所吸收则转化为分子动能，相应地交换能转化为变换能，才能使分子从交换状态脱离开来，成为独立的气体分子。这个分子动能使分子间壳粒交换为主的固体和场质交换为主的液体变换成独立分子的气体状态。气体分子从交换中脱离开来，实际上是能量释放方式和提高分子平均动能，总能量密度降低，通过膨胀体积对外作功，分子平均动能增加就是物体内能或温度的提高。即热量可用来变换物态（气化）和提高内能（或温度）。 《物性论》的质能关系原理指出：物质是连续的、可入的（可线性叠加的）、不灭的和运动变化的。而质量和能量分别是物质量与运动量的量度，两者在量值上成正比。包含了物质不灭定律和能量守恒定律，此两定律是质能关系原理推出的具体形式，也可以说热力学第一定律是能量守恒定律的具体形式，也是质能关系原理的具体应用。正因为如此，热力学第一定律应扩大为第一物态原理 Ｑ＝ΔＵ＋ΔＥ＋Ａ 其中ΔＥ为交换能改变量，即热量除可转化为内能或对外作功外，一部分可用以改变物态或动能形态，同时迫使交换能转化为变换能形态。 热量自动地从高温物体状态流向低温物体状态过程，而这一过程不可能自动地从低温物体流向高温物体，即温度只能自动地趋于平衡，不可逆过程。正因为如此，热机所得热量和可能全部作机械功，即热机热量必有部分自动流向周围较低温环境中去，使热机效率不可能百分之百。这是热力学第二定律表述。 热力学第二定律实际上是《物性论》趋匀原理在热力学领域的具体应用。趋匀原理指出：物质系统存在分布不均匀、不平衡、不对称的任一运动、状态或结构总是自动地趋于均匀的、平衡的、对称的运动、状态或结构，且具有保持均匀的、平衡的、对称的特性，直到外部条件迫使其改变为止。其具体应用于分子不规则运动平均动能，即温度不平衡时所产生的热量子（热量）运动趋势的结果就是热力学第二定律。 实物固体、液体、气体的三种状态不仅交换方式不同，而且内能或温度所表现的方式和热量传递方式也有所不同，固体和液体多半以光热量子辐射方式，也有采用传导方式来传递热量，而气体则多半以对流方式来传递热量的。正因为气体以对流方式为主和体积膨胀，才能使气体容易对外作功，推动热机机械运动。而热机一方面向外辐射热量，另一方面排出的废气同时带出热量，使热机效率不可能百分之百。 热力学第二定律趋于温度或内能平衡，可扩大为包含内能和其它能量趋于平衡的不可逆过程，如外部条件一定时，地面具体物体总是处于平衡稳定状态，直至外部条件变化而迫使其改变为止，称为第二物态原理。由于实物体外部条件总是处于一定状态，地面任何部分或物体都不可能达到绝对零度，因为周围高于零度物体必然自动流向零度物体，以趋于平衡，所以绝对零度达不到。原热力学第三定律实际上是第二定律的特殊情况的引伸。 热力学真正第三定律应该是三物态之原理，即实物的固体是通过其内部分子间的粒子交换成体的，液体是通过其内部分子间场质交换成体的，气体是通过重力或容器约束成体的，三者之间可通过热量传递实现互相变换，即实现交换能的变换。固体和液体变换为气体过程是实物能量释放或体积膨胀或交换能密度减少的过程。低速宏观物体的交换能可定义为 Ｅ＝ｈΔν＝ｈν。（１－υ２／２ｃ２） 其中Δν是交换频率范围，当光速时交换频率范围为ν。／２，极限速度时交换为零，即物质之间不相干的。愈远离光速高低速，愈不呈现波动性。低速实物体熔化和气化过程实际上是交换能转化为动能和变换能过程，从而交换能密度减少或能量释放。 低速低温实物体交换能变换所需热量实际上转化为分子动能，而动能增加相应地迫使交换能转化为变换能，即交换作用减弱，相应交换能密度减少。熔化、气化过程是吸收热量过程，分子运动更自由或动能增加和交换能转化变换能的过程，虽然这一过程温度不变或平均动能不变（温度不变），而物态改变或交换方式改变而吸收热量过程。反之固化、液化的过程是辐射热量的过程，是分子交换方式改变而辐射热量的过程。熔化的温度称为熔点，气化的温度称为沸点。不同物体分子因壳粒脱离趋势程度不同而使其熔点和沸点不同，壳粒愈难脱离则熔点和沸点通常愈低，即愈处于气态。气化过程更多地采用燃烧氧化过程，将液体或固体的分子转化为气体的分子，以释放能量。 宏观实物体属于低速系统，不呈波动性是因交换频率很杂，各种交换频率的叠加的结果。同一温度（同一内能）的不同物态因交换方式不同，迫使其运动方式不同，气体分子平动能为主变换成液体分子转动能为主，液体分子转动能为主变换成固体分子振动能为主的运动方式，但温度不变时其平均分子动能一样。温度变化时，分子平均动能也跟着变化，温度愈高，即吸收愈多热量而使其平均动能愈大。可见物态变换（相变）过程的热量吸收或辐射主要用于交换形式变换，而同一物态下热量吸收或辐射主要用动能的增减。热量可转化为分子动能或交换形态，使其交换能和动能密度改变。能密度减少是释放能量表达方式。物体分子交换形态变化相应着动能形态的变化，并影响其体积或密度的变化。物体质量密度或总能量密度反映了分子交换方式和运动状态。同一温度不同物体处于不同物态，如常温下氧气、氮气处于气体，水则处于液体，岩石、土壤则处于固体，这决定于分子、原子的结构。一价、二价元素原子易实现壳粒交换而在常温下联结成固体，八价惰性元素难以实现交换而处于气体状态。当氦在接近绝对零度时才液化，处于场质交换状态，且氦原子几乎失去不规则的热运动，完全靠交换场质直接作用而形成超流体和超导体现象。 四、固体材料生成原理 古代就已经有了烧结陶瓷、冶炼金属等技术，只不过这种技术不断提高、更新和扩大，从小型冶炼炉小批量生产开始到大型冶炼高炉大批量生产，并且材料质量和性能也不断提高。如小高炉炼铁不外将铁矿石、石灰石、焦煤混合在高温下熔化，而分离出铁和其它杂质，流出高温铁水在空气中逐步降温就成铁。 液体可以是固体物质熔化，也可以是固体溶解于水或其它液体，但内摩擦或粘度各不相同。对于粘度较低的流动液体落差可作动力应用，如水力发电站等，静止液体可作浮力、压力、毛细等控制应用，如产生大压力的液压机。液体，尤其水常作为化学反应的溶液，以便溶解固体并加热，以实现化学反应。有的液体，如石油是各种烷烃分子的混合物，而烷烃分子碳核愈少或愈轻熔点、沸点愈低，从而可以通过蒸馏塔的温度控制来分解，如熔点由低到高可分为汽油、煤油、柴油、沥青等用温度控制分离之。 利用溶液溶解或燃烧熔化或聚合凝固等性能以实现结晶。结晶过程也可以通过一定的压力、温度和其它条件控制来实现的。如常温、常压下溶液中溶解了某种溶质，只放入微小的母晶，母晶表面的内外因交换不平衡，而有向溶液中接收溶质以趋于交换平稳，新的表面又出现新的不平衡，再趋平衡而逐层结晶。这类结晶称为溶液结晶类型。 另外一些聚合凝固结晶，如水泥、砂、小石和水拌成泥浆是壳粒交换和场质交换混合方式，加上钢筋支撑而倒入模中，随着水的蒸发，特殊壳粒交换方式逐渐代替场质交换，变成非常坚固模的样子固体。不同配方和形成过程的材料具有不同性能和功能材料，所构成的模质量也不太一样，可以用于不同场合。粘合过程的原理类似，也是粘合剂水分蒸发过程就是壳粒交换代替场质交换过程而粘合一起。 水及其它溶液因液体分子间场质交换，可以将某些固体颗粒拌上液体，使分子颗粒或各分子间既有壳粒交换又有场质交换状态，构成可塑性固液体状态，如泥土拌上适量水后可以构成可塑性材料，水分较多的材料较湿润柔软，适当柔软的可塑性材料可制成各式各样模型，凉干过程就是水分子蒸发掉过程，泥土分子间的壳粒交换逐渐代替水的场质交换，而使形状比较固定。若经高温烧结，壳粒交换更多更紧密而更加牢固。 烧结过程不同于结晶过程，它利用像研磨粉碎泥土拌上水成粘稠状，制成砖瓦土杯，凉干后放进窑炉中烧结。烧结过程把水分子与泥土分子壳粒及场质交换方式，通过水分子蒸发后化成泥土分子的壳粒交换连结成固定的砖瓦形状。陶瓷烧结过程情况类似，但瓷土或陶土材料与普通泥土的分子成分结构不同，烧结后的分子间壳粒交换递传方式不同，构成的硬度、韧性、紧密性等都不同于砖瓦。有此无机物捣碎加上水成为可塑性材料，如泥土、瓷土、水泥和上水就成为常见可塑性材料。 陶瓷土捣碎变成分子团颗粒，愈细愈近分子颗粒，加上水搅拌，使水分子的壳粒或交换场质尽可能跟瓷土颗粒壳粒或周围场质交换连结成含液体的固体，构成粘稠状陶瓷土材料。可塑成各种各样碗、盘、缸之类器具和各种艺术雕塑模型，在窑炉有控制地加热进行烧结和退热。在加热的过程是将水分子和某些成分原子蒸发脱离器件，化成陶瓷土分子颗粒间壳粒交换，便成为定形的碗、盘、缸等器具或艺术造型的产品。 高性能陶瓷与传统陶瓷、玻璃、耐火砖等制品不同，具有高强、高韧、高硬度、耐高温、耐磨和耐腐蚀等特性的结构材料，也可作为能量转化、信息传递、环境传感（如热敏、光敏、湿敏、溴敏、气敏和磁敏等）的功能材料。陶瓷主要成分是氧化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硅等，掺入不同杂质和烧结工艺过程不同所构成的陶瓷性能和功能就不同，以便应用于不同场合。这是因为不同杂质和烧结过程来改变氧化硅、氧化铝、氮化硅或碳化硅等分子之间壳粒交换方式，如交换间距、交换频率、交换角度、表里交换强度差异程度、交换传递经历（所交换传递的不同分子）过程、交换场质分布等不同，所构成的性能和功能就差别很大，以至这个古老工艺变成了各国关注的高新技术。 小高炉炼铁不外将铁矿石、石灰石、焦煤混合在高温下熔化，而分离出铁和其它杂质，其交换方式和比重、流动性不同，流出高温铁水在空气中逐步降温就成铁，剩下杂质渣待铁水流出后留在底部。铁水中碳和其它杂质含量不同，冷却速度不同性能也不同。即冶炼条件和过程不同是构成金属元素原子间壳粒交换方式和状态不同，而形成延展性、韧性、硬度、结晶态、导电性、熔点等性能不同，如铁水迅速冷却会使铁原子间壳粒交换只在相邻原子间交换，变得坚硬而脆生铁材料。如果继续在转炉里冶炼，可以改变碳、硫含量，也就改变铁原子之间壳粒交换分布和方式，从而改变铁材料的性能。 金属材料的元素重新组合和控制冶炼方法是人类取得各种各样性能材料的基本应用技术，如不锈钢是钢铁为主，并配合一定比例的铬和若干其它元素重新组合成耐腐蚀合金。含铬１２－３０％和碳０．０１－１．０％的合金基本上属于不锈钢范围。钢铁之所以生锈主要是氧化，尤其周围含水或水气更容易氧化而产生氧化铁之类的分子，即在常温下铁元素原子易与氧元素原子的壳粒交换构成氧化铁之类分子。铁铬合金的原子间壳粒交换比铁氧原子间交换更强，氧原子难以从铁铬合金中拉开而难以形成氧化铁之类分子，因此不易生锈。 合金的冶炼加工过程不同影响着元素原子间的壳粒交换方式形成，加上配置成分比例不同，更影响着原子之间壳粒交换联结方式不同，其所产生的物理和化学性质或性能各不相同的，甚至差别很大。如烧结碳化钨加钴的结合剂的合金是非常耐磨和耐蚀，广泛用其做机床刀具、金属铸模和其它零件等。如碳化钨和镍相互熔合可构成高强度、高韧性，但比较脆硬材料。为了不使碳化钨结晶质地脆硬缺点而加入钼金属，变成硬韧材料，可用于制造保险柜、防盗门等各种设备。 冶炼过程实际上是通过金属壳粒交换方式的固体高温时转变为场质交换方式的液体，而其它物质高温时转化为气体或杂质固体，来分离出铁水。冶炼加工过程不同影响着元素原子间的壳粒交换方式形成也不同，加上配置成分比例不同，更影响着原子之间壳粒交换联结方式不同，所产生的物理和化学性质或性能各不相同的，甚至差别很大。如将铁在高温下烧的通红，铁原子周围的壳粒移动更易更自由，甚至部分处于场质交换，经过锤打，使原子间更靠近，其周围不仅最外层壳粒，而且较里层壳粒也参与交换而连结成体的，经过反复煅烧和锤打后内层壳粒参与的原子愈来愈多，甚至加入某些材料，更增加内层壳粒参与交换连结，构成韧性和硬度都很高的固体材料。 参考资料： 1、《物性论-自然学科间交叉理论基础》陈叔瑄厦门大学出版社1994年12月出版 2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄香港天马图书有限公司 2002年12月出版 3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄福建教育出版社1994年6月出版 4、《实用化学手册》张向宇等编国防工业出版社1988年4月出版 5、《论化学基础问题》陈叔瑄《科学（美国人）》中文版2000年8期 （发表于《跨世纪中国改革开放的理论与实践》）

chenshuxuan · 发表于 13.3.2006 14:37:04

地面物态新论应用 陈叔瑄 《地面物态新论》一文已经提出物质存在高速低密度的场质状态、高温高密度低速的星质状态和低速低温中等密度的实物状态。地球表面物体是处于低速低温的实物状态的物质，即物体，又有气态、液体、固体三种状态，它们是其内部微观粒子间的不同交换方式。原子理论和物态理论实际上是介于物理与化学之间交叉理论的基础，它既是物理学基本理论，又属于化学的基础，因此原子新理论和物态新理论对物理、化学发展将产生重大的影响。不同物态在热力学中呈现的主要能量形式是潜热，也就是说热力学上潜热本质是物态交换方式改变引起的一种能量形式。 一、《地面物态新论》可归结出三条基本物态热力原理： 1、地面物体存在气体、液体、固体等三种基本物态，是三种不同的内部交换方式状态。液体是粒子间场质交换为主形成的状态，固体是粒子间更微小的粒子如原子间的壳粒子交换为主所形成的状态，气体是受重力交换或容器限制而成集合的状态。不同实物在相同温度处于不同物态，相同实物在不同温度下处于不同物态，即物体具有不同的熔点与沸点。可见不同原子、分子组成的物体存在各自条件下交换方式不同的潜热或潜能。某类物体的原子、分子在物态变换过程中，同一条件下（在熔点或沸点下）不是同时物态变换而是有先后过程的，因为原子、分子运动具有统计分布性质的。 通常系统物质浓缩、收缩、吸收质量或能量，即递增过程为正值，而系统弥漫、弥散、辐射质量或能量，即递减过程为负值。如正电荷为递增过程，负电荷为递减过程。物态变换可释放（负值）或吸收（正值）能量，如固体变换为液体，液体变换为气体，甚至固体直接变换为气体吸收了热量（正值），但此时通常温度不变，即所谓潜热。可见热力学潜热或潜能实际上是物态变换的一种能量形式，称为不同物质的状态是各自条件（熔点或沸点）下微观粒子间不同交换方式变换的能量，并呈现为潜热原理。除物态变换外，原子、分子间壳粒交换还可能引起化学分子成份、结构和化学反应的变化，化学过程是更深刻的元素原子间的壳粒交换方式变化。 2、液体、固体加热气化可膨胀体积对外做功，即热量Q可转化为温度定义的内能△U、气体膨胀而对外做功P△V、物态变换的潜热能量△R，甚至化学反应生成与消耗的能量Δχ。在考虑化学反应情况下，热量与内能、做功、潜热能量间关系 Q=△U+△R+Δχ+P△V 此式实际上是热力学第一定律的扩充或称为热力学能量转化守恒原理。因为潜热或潜能实际上不能包含在温度函数的内能中，物态变换过程中温度可以不变的，即与温度无关的能量形式，应另外列出的能量。化学反应实际上是生成或消耗热量重要方式。 液体、固体变换为气体时吸收了热量，体积膨胀，即质量密度或粒子数密度变小，可见潜能与质量密度（或粒子数密度）变化密切相关的。实物系统的温度函数内能、潜热能量、做功，甚至化学反应能等，都与质量密度有关的，即相应的热量都跟系统质量密度或粒子数密度密切相关的。如通常实物系统吸收了热量就会使其内能或温度提高，体积膨胀，气化时质量密度或粒子数密度降低。释放热量就会使系统内能或温度降低，液化时体积收缩，质量密度或粒子数密度提高。固体原子、分子间壳粒交换很复杂，使其构成各种形状结晶状态，密度有的比液体还小。但这不是指元素原子本身质量对体积之比的密度（通常液体因场质交换下原子密度最低），而是指宏观物态密度。 3、《物性论》指出：系统某一能量趋于均匀，可以用该能密度趋匀来表示。热力学内能是温度有关函数，内能改变量或内能密度改变量可以用下式表示。如果相邻两物体存在温度差，即具有热力平衡的趋势而传递热量。 ΔU=mCΔT δQ=ΔU/ΔV=mCΔT/ΔV=ρCΔT 其中ΔU为内能改变量，ΔV体积改变量，C为单位克分子热容量，m质量，ρ质量密度，ΔT温度差，δQ单元热量。系统介质C不变的话，趋匀时温度差愈大，产生往低温处传输热量愈多。也就是说内能趋匀过程是热量Q自动地从高温物体处流向低温物体处，以趋向内能均匀过程，热力学第二定律的一种描述。 实际上热量传递包含内能变化和物态潜热变化和做功，甚至化学变化等过程，不能只看热量对内能（或温度）变化影响。表明开放系统热量（密度）变化是由内能（密度）和潜热（密度）变化等有关。说明实物系统温度愈高或质量（密度）愈高，发射热量愈大。热力学第二定律只考虑温度函数的内能的热量趋势，不考虑物态变换和其它引起热量趋势问题，更没考虑星质物态与场物态等问题。因此热力学第二定律的内能（或温度）趋匀平衡原理充其量不过是《物性论》趋匀平衡原理在热力学中应用特例。 系统温度高于周围就会向周围辐射或发射热量，内能趋于均匀包含了热量传递、辐射、发射。对高温体（热源）来说是发射热量与高温体温度之比称为热温商或熵dS=δQ/T，所谓熵实际上是高温体的单位体积、单位温度向周围发射热量的量度，与质量密度或粒子数密度趋势密切相关的状态函数。熵的变化可引起内能、潜能、化学能，甚至对外做功等变化，这样熵不是温度（或内能）纯粹的函数，也不是对外做功纯粹函数。热量趋势使温度自动趋于平衡或热机效率不可能百分之百必向周围辐射热量。开放系统（指没有容器或没有对容器壁作用）情况下 δQ=Q/ΔV=ΔU/ΔV=CρΔT dS=δQ/T=CρΔT/T 其中ΔV体积改变量，δQ单位体积热量改变量或元热量，T为温度，ΔT温度改变量，δS为元熵。通常热量不仅仅内能产生的，故 TdS≥CρΔT 熵的增长本质在于热量传递产生不是纯粹温度或内能状态函数，而是温度处于平衡时变换为其它能量形式趋匀产生的热量或其它能量传递。即与相应质量密度升高或温度降低的过程有关，如涡旋运动浓缩质量或不断辐射而降低温度等都属于熵增大过程。也就是说，宇宙或自然界单一能量形式趋匀，往往具有不可逆过程，但整体来看又以其它能量形式实现相反的过程，构成整体的平衡。内能趋匀使热量总是自动地从高温处流向低温处，以使内能或温度趋于均匀，如高温天体向周围不断辐射热量，但又以涡旋运动浓缩质量方式，即引力方式接收能量，以趋于天体整体的平衡。 另外，在温度相同的情况下，各个不同的物体在单位时间内从单位面积上发射出去的能量仍然不同的，即它们发射本领不同的，现在各个物体都要达到平衡辐射，那么只有在发射本领较大的物体同时也吸收较多能量的情况下才有可能。可见当物体间靠辐射能发射和吸收来交换能量时，达到热平衡才有可能的。如基尔霍夫定律描述：物体的发射本领和吸收系数的比值与物体性质无关，对任何物体说，它只是波长（频率）和温度的函数。这进一步证明热力学内能趋匀虽然不可逆的，但又以其它方式构成整体的平衡趋势。 二、物态原理应用 如果物理考察的主要是物质能量与能密度变化有关的问题，那么生化则主要考察物质的质量与质量分布结构变化有关的问题。地面物态是介于物理与化学之间或两者之间过渡的物质状态。在某种意义上也是地学与生化间交叉的物质形态。地面三种物态在技术上应用很大程度上是利用其特性，气体密度低，液固体气化过程中体积膨胀，利用这个特性来推动机械运动，成为机械动力基本组成部分。液体是靠分子间场质交换为主方式，通常在容器中处于交换平衡的连续分布静止状态，一定条件下流动可以成为机械动力。固体主要靠原子、分子的壳粒子交换成体的，但以各种方式交换和结晶方式不同，而使其在熔点、沸点等与硬度、坚韧、延展、易碎等程度不同，可以应用于不同场合技术上。 1、固体状态 宇宙存在低密度、高速的场物质状态与高温、高密度、低速的涡旋运动星质状态，星质的交换构成微涡旋，这些微涡旋冷却则构成宇宙实物的元素原子基础。由于元素是按外层壳粒数目与分布来分类的，因此同元素原子质量不可能完全一样，而有一定统计分布的，原子量是其平均值。各星球同一元素质量分布曲线可能有差异，使其光谱线有所偏移，如红移、紫移等现象出现。不同星球由于内部温度、密度等条件不同，所构成元素成份的分布不完全一样的。虽然表面冷却星体在宇宙中运动，经常从宇宙落入宇宙尘、陨石之类物质沉积，而使太阳系行星、卫星有类似固体存在，但内部仍然存在差别。宇宙尘、陨石多半产生于星体爆炸、喷射、散射的产物，而散射最多的是氢、氦之类轻元素，因此宇宙中氢元素最丰富，其次是氦元素。 地球由地核、地幔、地壳组成的，地核主要是质块与高温高密度岩浆构成的，并在质心不断趋心互相挤压运动中影响着地幔和地壳状态，如地震、火山、板块、气象、水文等状态变化现象。地幔则是各种地面元素产生根源，地幔不同层次温度和压力不同，微涡旋演变的元素原子也有所不同，下层主要形成重元素原子，上层主要产生轻元素原子，如氧、氮、氢等元素。下层微涡旋原子运动中与上层微涡旋原子结合成大量氧化物，有的结成小质块，运动在地幔中，甚至移动到地壳冷却，构成各种各样岩石与矿物。可以说地壳无机矿藏来源于地幔。在地壳上各元素在地面特有条件下生成各自性质，包括熔点与沸点性质。 地球表面在其特有环境条件演变过程中，逐渐形成以氮、氧气为主的大气层和液体水为主的海洋和江河湖泊等的水圈，加上三分之一强陆地等其它星球所没有难得的特有环境。三分之二弱的海洋因其热容量大，对地面气温恒定起了非常重要的作用，构成特有的地面温度、气压和各种气象基础。可以说宇宙几乎找不到第二个地球，或跟地球表面条件大体一样的星球几乎找不到，更找不到类似地面生存的生物。所谓“外星人”不过是个幻想，至少近期内不可能找到的，因此要特别珍惜人类赖以生存的地球环境，国际机构应以保护地球环境作为重要目标和任务。 从元素周期表熔点或沸点分布来看，原子周围交换场物质状态与壳粒子分布情况密切相关的。最外层对称饱和分布2个和8个壳粒子的惰性元素氦、氖、氪、氙等不跟其它元素化合或壳粒交换的，而处于独立原子气体状态，因此熔点与沸点非常低，而且原子质量愈小，壳粒离原子核愈近，愈不易离开，相应熔点与沸点温度愈低。氦的熔点接近绝对温标的零度。对于元素原子外壳层分布7、6、5个壳粒的原子壳粒数愈多且质量愈轻愈易处于气体状态，相应熔点与沸点也愈低（往往在零下百度），愈不易液化，场质交换较弱，如氧、氮等气体。对称趋势又愈易得壳粒，以趋于对称分布，使其非金属性愈强。非金属与金属或各自不同交换组合生成各种各样性质的物质形态。 元素原子周围场物质状态对于物理性质影响很大，也影响某些化学性质。愈在元素周期表左下角主族、副族元素，甚至过渡元素原子最外层只有一、两个壳粒，又离核愈远，愈易丢失壳粒，同时场质交换也愈强，因此金属性愈强。过渡元素多数最外层只有一、两个壳粒，也易丢失壳粒而属于金属性元素。金属性愈强的元素原子壳粒在热运动中易脱离原子，在其所构成的金属体中流动，成为易导电的导体。常温下周期表左下位置的多数元素原子处于靠壳粒交换联结成固体，原子之间存在壳粒交换与场物质交换，熔点与沸点温度较高。而靠近周期表碳元素周围元素如硅、硼等熔点和沸点特别高，碳元素本身最高（可达四千度），它们实际上失去金属性，原子周围场物质交换较弱，因此较难熔化。利用各种物质不同熔点和沸点可以将相应实物成份分离出来。 地面不少非金属元素熔点、沸点低而常温处气体状态，场质交换弱，氢、氦元素原子较轻，易逸出地球，而氢与氧化合成水与其它氢化合物而使氢存留在地面。金属性元素熔点、沸点高而常温处固体状态，壳粒与场质交换强。只极少数（如溴、汞）元素常温处液体状态。它们是构成矿石基础，通过其熔点、沸点不同特点采取不同方法可将需要的元素冶炼出来。各种元素原子结成分子情况则有所不同，不少在分子周围场质交换得到加强，如常处液体状态的水，熔点零度，沸点也不过百度，2个氢与1个氧的壳粒交换结成一定结构的水分子，在地面常温下处于液体状态。在地面特有温度与重力下，氮分子与氧分子稳定地存在于地面上空，形成氮分子与氧分子为主的地面大气层。 2、水流动与溶解 地球自转直照太阳周期性变化，使地面大气与水周期性变化。地面气循环和水循环流动，是地面气象水文主要根源。空气在地球运动中气温冷热变化引起气体膨胀收缩周期变化，构成大气流动，风向、强弱循环变化，风力在某些条件下可做动力，推动机械运动。大面积海洋在太阳光照射下蒸发成水蒸汽，它又比氮、氧分子轻而上浮于大气低上层，遇冷成云雾、雨水、冰雪等，落到地面成水流。利用水自动地从高处流向地面低处，以趋于平衡特性，推动机械运动，水流历来是人类重要的机械动力。现代人类更进一步利用它发电，设计成各种各样水电站。 地球特有温度（距离太阳远近有关）、重力条件下，地壳表面氢与氧化合，生成水的平衡趋势，使其自动流向低洼处，逐渐积累成海洋。以至地面水如此丰富，占地球表面积三分之二弱的海洋，调节了地面气温，成为其它星球所没有的各种生物生存发展的温床。但地球表面淡水却很紧缺，解决办法主要是栏河筑坝和淡化海水。前者成本低些，且易于综合利用，处理得好不仅可减缓淡水紧缺，灌溉农田，增加电能源，而且可以改善生态环境。水加热汽化为水蒸气，降低粒子数密度，压力平衡趋势中膨胀体积，推动机械运动，成为早期火车、轮船和工业的主要动力。 水能溶解众多化学物质，改变温度、压力可以溶解的化学物质不同，具有万能溶剂效果。这主要是在常温常压下水分子处于场质交换为主的液体状态，而且在热运动交换中水分子易分离成氢与氢氧根，即暂时电离状态，但它又很快结合在一起，因此是处于动态电离或更确切地说是处于氢与氢氧根的交换状态。掺入其它化学物质，就比较易离解这些物质，不同化学物质离解情况不同，同一化学物质调节不同温度与压力，离解的程度也不同。溶解程度大体可分为易溶的、微溶的、难溶的化合物，利用这类特性可以较方便地实现人工化学反应与分离提纯一些元素与各种物体的过程。 水与溶液在管道中流动，由于水或溶液分子与管壁分子交换而阻碍其流动性，产生粘滞性，不同溶液具有不同粘度。同一溶液不同温度或结晶方式下粘度不同，如硫，汞粘度就有十来种粘度。有的溶液可使材料粘住，如普通胶水粘在两张纸某些部分，干后场质交换随着水分失去，而被壳粒交换所代替，从而纸张粘住。这类液体材料称为胶合剂，不同的胶合剂的分子或原子对于不同材料具有壳粒子交换不同性质，如普通胶水可粘住纸张之类材料，却粘不住木材、塑料、金属之类材料，因为这类胶水分子与这类材料形成不了壳粒交换。如果换成环氧树脂或聚氨脂之类胶合剂就很容易将木材、塑料、金属等材料胶合住，这类胶合剂有机分子与木材、塑料、金属分子、原子的壳粒可实现交换，而牢固地粘住。 3、燃烧与爆炸 气体压力是混合气体中各自气压之和。地面大气主要成氮分子与氧分子，加上少量水蒸气、氩原子与二氧化碳等构成的，海平面为标准一大气压（760毫米汞柱，标准摄氏零度下，1摩尔体积为22.415升），大气压随高度增大而减少。单位体积的水蒸气与空气混合中所含的水蒸气的重量，用一立方米湿空气中所含水蒸汽的克或公斤数表示，称为绝对湿度。使空气中所含水蒸汽达到饱和时的湿度称饱和绝对湿度。而相对湿度是指在相同温度与压力下，绝对湿度与饱和湿度之比。对容器盛水加热气化，可以增大压力或扩大体积，平衡趋势中推动机械运动。 水蒸汽加热通常依靠煤炭等易燃材料燃烧来加热的。而易燃烧燃料多半是有机物与有机矿物，如木材、煤、石油、天然气等燃料，通常称为能源。燃烧过程是氧化的化学反应过程，并气化产生光、热的物理过程。它的燃烧产生热量可使水气化或本身气化而膨胀体积，推动机械运动，成为机械动力。因此机械热动力实际上是一个热源，温度高于周围环境，必向周围辐射热量，加上余气热量消耗，因此效率不可能百分之百，使它成热力学第二定律另一描述的根据，也是热量自动地从高温处流向低温处的更具体描述或《物性论》趋匀原理具体应用。 蒸汽机靠水间接加热气化，膨胀体积来推动机械运动。而内燃机则直接燃烧燃料气化，直接推动机械运动，减少中间环节与间接热量消耗，以提高燃烧燃料的效率。燃料的燃烧过程是气化放热而气体的体积膨胀的过程，即化学能转化为热量与机械能的过程。但不管怎么样，燃烧本身就是热源之一，必向周围辐射热量，并使本身与周围气体加热，膨胀体积。燃烧热量如干木材为4000到5000卡/克，木炭为7000到7200卡/克，煤为6000到7500卡/克，汽油为11000卡/克左右等。而且作为机械动力还跟燃烧迅速程度密切相关的，汽油燃烧引燃温度（闪点）低且燃烧迅速，更易直接燃烧气化推动机械运动。急剧的燃烧反应往往构成爆炸，如炸药等。 三、问题讨论 热力学第二定律一直有人将其扩大化，甚至推广整个宇宙，引出热寂说。实际上热力学第二定律只是内能或温度趋匀表达方式，只是《物性论》趋匀原理的特例。随意扩大热力学第二定律适用范围，以为宇宙会在热平衡中死寂是毫无根据的。 热温商是元热量对热源温度之比为熵。关于熵的解释有所异义，熵增大多半解释为热运动不可逆过程。按熵的定义，熵的增大，在温度趋于平衡（即恒定常数）时，相应元热量增大，实际上是除内能外的其它能量方式转化而来的。 如果说热力学有第三定律话，那就是物态变换原理，即本文开头所提出：物态变换是微观分子不同交换方式的变换，并呈现出潜热原理。绝对零度不可能达到，本来就是热力学第二定律的特例。 参考资料： 1、《物性论-自然学科间交叉理论基础》陈叔瑄著厦门大学出版社1994年出版 2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄著香港天马图书有限公司2002年出版 3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄著福建教育出版社1994年出版 4、《实用化学手册》张向宇等编国防工业出版社1986年出版 （发表于《当代创新专家文论大全》）

chenshuxuan · 发表于 19.3.2006 10:10:35

论细胞递传基础问题应用 陈叔瑄 《物性论》一书指出能量变换、交换、递换是物理相互作用的本质。又在《论化学基础问题》和《细胞遗传和繁殖递传论》中指出，壳粒或其它物质交换和传递是分子、物态结构、化学反应的本质，元素原子交换和传递是无机化学反应，分子递换和传递是有机化学反应的本质。生命过程实际上是一系列的化学反应或化学反应链过程，即元素原子或分子的递换和传输过程，甚至气体、液体、固体物质递换和传输过程，简称递传过程。可见，化学和生命的基础是元素原子、分子、食物的递传过程，可以分成化学级、生命级、生态级的递传过程，《物性论》分为分子物性论、生命物性论、生态物性论来阐述。 一、生命过程 化学反应是元素原子和分子递换传输过程，凡化学反应中元素原子递换（置换）传输过程能递换出氢元素的化学物质为酸，或者与酸根递传过程生成酸性盐并放出氢为酸。凡化学反应中元素原子递换（置换）传输过程吸收氢元素的化学物质为碱。有机化学反应通常包含水解等分解和合成过程，实际上是水分子中氢和氢氧根与其它分子递换传输过程。生命体所吸收食物是经过化学反应，分解和合成过程或递传过程所形成的无机分子和有机分子在身体器官或细胞中递换和传输过程，被吸收部份及其分子称为同化过程，被排除部份及其分子称为异化过程。生命整体上形成身体、器官、细胞的不断物质更新和传输过程，称为新陈代谢过程，实际上是一系列递传和递补链接过程，称为递补链过程。 以生命过程而言，基本上是元素原子和无机分子、有机分子的递换和传输过程，是一系列化学反应过程，是同化、异化过程和新陈代谢生命过程的本质。化学反应通常需在一定条件下才能实现，如水溶液溶解下分子间易接触并产生递换，即易实现化学反应或元素原子的递换传输。又如适当加热，分子内交换松懈与碰撞接触机会增多而产生递换，即易实现化学反应。再如某些催化剂是易跟某些物质元素原子或分子产生递换，即分解后再排除出去，而催化剂本身恢复原状，只起加速某些元素原子或分子的递换传输的作用。生命体中酶蛋白就是主要的催化剂，不同的酶就起不同催化或递传作用，帮助不同的某些元素原子、分子、分子团颗粒的递换传输的加速作用。 《细胞遗传和繁殖递传论》一文指出：有性生殖细胞通常由较小精子细胞穿入较大的卵细胞膜进入内部，构成种子细胞。在适当的外部条件下，如合适的温度、压力、水分及其它营养料的条件下，精子内ＤＮＡ等生命分子及酶、蛋白质开始活动并吸收卵细胞分子系统，转化为精子核的分子并复制新分子，新分子的排列组合与递传顺序延伸外，还受到卵分子条件限制，使得新分子除继承父本外，还受到母本卵的分子排列组合与递传顺序吸收，并在交换递传中调整协调。种子的胚芽细胞就是精子吸收卵分子后生成的分子链和分子系统。这些分子系统在适当条件下生长繁殖成众多细胞的细胞系统，各个分子链都可在吸收养料后生长成细胞或从细胞中分离并构成细胞链，整个分子系统就在吸收养料后生长成细胞系统，即胚芽、胚胎各个器官细胞的细胞系统，然后在外部环境中交换递传生长成生命体。 二、基本原理 生命基本单元是细胞。细胞，尤其种细胞是生命分子有机系统，细胞模（壁）、细胞质、细胞核、染色体等是生命分子的子系统，基因是子系统中的分子链，不同物种就有不同的生命分子排列组合结构和不同的递换传输方式的分子系统，分子链内分子或分子团基本成份、组合结构、递传方式可以用编码表示，这样可简化分子系统的结构复杂性。生命分子内的氨基酸类型和排列组合不同，就具有不同解旋和紧旋，即不同的同化和异化，或不同的一系列化学反应，即不同周期演变的交换递传过程。这些不同的有机分子类型和排列组合可以采取编码表示，而这些编码没有被认识之前称为密码，一旦被认识了可称为解码。因此所谓生命或基因密码信息通常应指这类尚未被认识的生命分子类型和排列组合，即编码方式。具有咬全面信息编码的分子系统，对认识生命过程很有帮助。这种情况下分子有机系统又可称全息分子系统，因此细胞，尤其种细胞是一定分子排列组合与递传方式的有机联系的分子系统，即全息的分子系统的原理。 生命分子主要是ＤＮＡ和RNA等在紧旋与解旋周期运动中不断地从水、糖、脂、氨基酸、蛋白质等有机分子和无机分子在生命分子之间递换传输。DNA和ＲＮＡ解旋时众多的酸、碱交换的键、链解开，具有吸收酸、碱性分子的特性，并递换出不需要的元素原子或分子。紧旋时吸收的分子转化或同化为生命分子，排除出不需要的元素原子或分子，使其生命分子生长。排除出来的元素原子或分子可能成为另一类型生命分子所吸收，可以构成生命分子间的交换递传，在整体上生长。但是任何事物或生命分子都不可能无限生长，随着生长相应交换递传或递补链环节增多，脱节的机会也相应增多，一个环节的脱节而又不能修复时，就要解体成大量有机、无机分子或者整体上衰亡。 《细胞遗传和繁殖递传论》一文不仅提出种细胞是分子有机系统原理，还提出生命生长与衰亡的递换传输原理。这条原理指出，不同生命体具有不同的种细胞，具有不同的分子系统及其子系统和基因分子链，以及不同的交换递传和递补链过程。使其具有不同的递换传输方式，即生长和衰亡方式，形成不同物种的不同生命形态和生命过程。生命体内元素原子、分子、分子集团的递换传输过程是其同化异化和新陈代谢过程本质，它同时使生命生长，随着生长的生命环节相应增多，脱节机会增多，有时是外部条件（如细菌侵犯）引起的，即构成疾病或衰亡机会也增多，脱节能修复则疾病治好，否则就衰亡，称为生命递传生长和衰亡过程原理。 外部环境或人工对物种变异影响较大的是在受精种细胞在精卵递换传输形成生命幼体过程改变其结构或递传成份和方式，甚至更早在基因分子链改变其结构或递传成份和方式。生命愈早期愈可能变异，可以说差以毫厘，失之千里。实际上生物的物种进化变异和适者生存都是在外部环境变化，甚至突变时，生物精卵递传中变异能够适应下来，生存下来并产生某些物种变异，甚至形成新的物种，可见自然选择和适者生存仍是自然环境条件下对生命体早期影响较强，并引起变异。自然选择与适者生存是生物进化较表面现象的描述。实际上人工物种变异也可以通过种细胞早期基因变异，改造物种．其结果会更有效，称为自然或人工物种变异原理。 三、细胞原理应用 1、受精卵培育 俗语“种瓜得瓜，种豆得豆”，即什么种类的种子或受精卵只能产生相应种类的植物或动物的基础上，选择该种类的优良品种，是农业增产最简便的办法，只有优良品种才有可能生长出优良的或丰产的产品。农业技术上很重要而普遍的一步是选种、育种与改造品种。优良的种子或受精卵才有健全的全息分子系统，才有竞争力的递换传输的分子系统。它们通常是上代亲缘关系不能太近，也不能太远（指不同物种间）。上代亲缘关系太近，精子分子系统吸收卵分子成胚过程毫不费力同化，缺少对称趋势竞争力，使其某些部位生长减弱，甚至发育不健全。上代亲缘关系太远或不同物种间，精子分子系统根本吸收不了异种卵分子，无法同化而不能成胚，即出现种间隔离现象。 现代细胞学观念仍缺少分子结构元素壳粒分布对称趋势与核壳平衡趋势矛盾而引起壳粒交换递传，缺少化学反应元素原子交换递传观念，因而对细胞现象只停留在表面解释。实际上细胞是有机联系的分子系统，一旦外部条件具备，分子系统核心子系统细胞核染色体开始活动，并开始分子之间不同元素原子交换递传，递换传输出的另类元素原子又为后面分子所吸收，再递换出新元素原子再传输到后面分子，这样一环扣一环递换传输，使分子系统生长成细胞系统。这样与其说细胞分裂，不如说细胞繁殖。细胞分化与发育实际上是不同分子了系统生长繁殖的结果。从分子递换传输角度解释细胞分裂、分化、发育等现象更为本质，且要深刻得多。 所谓精子入卵，染色体恢复二倍体，卵细胞的休眠状态重新被激活受精卵细胞开始分裂、分化、发育过程，实际上是精卵细胞的分子系统中，带有父系全部遗传信息即一定分子排列组合DNA、RNA和递传方式的分子系统与带有母系遗传信息的分子系统结合过程，实际上是精子分子系统吸收卵分子实现递换传输过程，DNA周期解旋与紧旋中酸、碱两极吸收元素原子，而复制分子，并排除多余元素原子，并传递到下一个生命分子，以至整个细胞分子系统。这样DNA元素递换传输中复制、生长，使精卵细胞分子系统逐渐生长成细胞系统，并逐渐生成胚胎。细胞内外的原子、分子递换传输实际上也是禽蛋孵化过程的本质反映。 1993年3月海外星云报导“牛只性别可由人类决定了”中述：英国科学家发明了一种科技，能决定新生小牛的性别。这种分别受精卵子的方法，已成功地决定了六头小牛性别。原来，带着雄性Ｙ染色体的精子与带着雌性Ｘ染色体精子之间，有微细分别。利用动物胚胎体外受精技术，将牛的卵子配以两类靖子，制造他们心目中牛仔牛女的理想比例。研究小组负责人表示，此方法的准确程度高达90％。这个事实证明了《细胞遗传与繁殖递传论》一文与上述基本观念，即男女、雌雄决定于精子，并在精子分子系统交换递传中吸收卵子分子系统生成胚芽、胚胎或破蛋而出的幼禽细胞系统观念。胚胎还要在母体中继续吸收养料，受母体影响，直到出生。 ２、克隆技术问题 不同细胞是由一系列不同的分子链、分子子系统构成的分子系统，不同基因是不同的分子链，一系列基因（数量可高达百万）构成一定的染色体子系统。细胞膜、细胞质、细胞核、染色体等子系统在元素交换递传中被吸收并转化为其分子链及子系统的一部分，使其生长，排除另一部分不需要的元素，传递到下一个子系统。这样一环扣一环交换递传，在整体上生长。即细胞膜从外界有选择地吸收某些分子及其元素原子，交换传递到细胞质，吸收有用元素原子，排除无用元素原子到细胞核或细胞膜，细胞核再吸收生长，排除出不用元素原子或分子，使整个细胞在交换递传中生长。随着生长分子交换递传环节相应增加，脱节断裂机会也增多，细胞核的不同部位断裂，具有不同的细胞分裂与分化的效果。 仍保持全息的分子系统细胞为主干细胞，不能保持全息的分子系统细胞为体细胞。通常随细胞分裂繁殖次数增多，非全息体细胞相应增多，是细胞分化根源，构成胚胎复杂的细胞系统。胚胎器官体细胞只能在交换递传中分裂繁殖相应器官的细胞，从而胚胎细胞系统生长发育成生命体器官系统。所谓细胞分化实际上是细胞核愈靠外部的不同部位断裂并继续交换递传分子及其元素的结果，但在生命体中生成总是保存一些全息分子系统的主干细胞。这就是从某些体细胞核可以克隆出相应生命体的基础。克隆技术实际上就是在生命体中寻找类似精子的全息分子系统的细胞，并实现类似受精子卵生长发育成相应的胚胎与生命体。 《科学》中文版1999年3 期《克隆技术对医学的影响》一文中提到，1995年夏天在英国苏格兰诞生了不是来源于精子和卵子的结合，而来源于一个26天的胚胎中分离出的细胞和成熟母羊的培养细胞进行克隆，成熟母羊的细胞产生了多莉，这是第一个从成年个体克隆而成的哺乳动物，1997年2月宣布多莉诞生。利用源自易于获取组织的培养细胞生产克隆体的实现会给畜牧业和医学带来大量实际利益，同时也能解答许多重要的生物学问题。克隆的基础是核移植，核移植需要用两个细胞，受者细胞通常取自刚刚排卵动物的未受精卵，供体细胞就是要被复制的细胞（相当于精子），迫使其融合在一起，并移植入替代母体的子宫内成胚。 这说明具有精子细胞分子系统的全息子系统染色体或基因不仅产生于雄性生殖器官中，还存在于某些体细胞核中，因此这些体细胞融入卵跟精子一样，在分子、原子交换递传中逐步吸收卵分子、原子而逐渐形成胚胎，其过程与精子没有什么本质不同。《细胞遗传和繁殖递传论》一文指出，这类体细胞克隆出来的生物体，不会比正常的受精卵发育的生物体更一致、更健康。通常会出现某些缺陷，如胚胎身体过大，寿命较短等问题。但多数器官体细胞核不具有全息子系统，只有局部信息，即只能繁殖相应的器官细胞。 到目前为止各种克隆实验报道，只有1~2%的胚胎存活下来产生活的后代，即使某些活到出生后的克隆体出生后不久就死亡。这说明体细胞毕竟不完全等同于精子的分子系统，基因不过是分子链，是染色体子系统的一个小段，信息或分子排列组合结构与递传方式往往不够完整。这就使生物克隆体在交换递传中发育过程，随生长环节增多而容易脱节，且脱节不易修复而死亡。这样克隆技术是否没有多大意义呢？从医学角度来说，更有意义的工作是局部器官的克隆技术，如从胚胎中提取移植某类细胞，使其在生命体的交换递传中繁殖发育，实现器官的切除再生。所谓干细胞是指能够分裂繁殖与进一步分化能力的细胞，包括主干细胞。 3、基因技术问题 一个真核生物单倍体基因组含有十的四次方到十一次方对的DNA、RNA及其核苷酸等重复或不重复分子总量。基因不同在于不同的DNA、RNA及其核苷酸排列组合与交换递传方式不同，为了简化起见，可采取编码方式或信息编码表达。不同物种具有不同基因组合与递传方式，即具有不同的递传方式或遗传信息的编码，可以说基因存贮了丰富的遗传信息码的分子链。在DNA等分子解旋、紧旋周期运动中实现元素交换递传，并复制、生成、扩充相应分子，随着生长扩充环节增多，断裂机会相应增加，繁殖出新的DNA分子。整个基因分子链就是在元素交换递传中生长，并繁殖出新基因分子链。 DNA生命分子通常是由四种单核苷酸组成的，每一个核苷酸都含有由碳和氮原子组成的杂环碱、一个环形五碳糖与磷酸基团间共价键及氢键连接成的，不同的核苷酸具有不同的杂环碱与戊糖。杂环碱有嘌呤碱（腺嘌吟A、鸟嘌吟G）和嘧啶碱（胸腺嘧啶T、胞嘧啶C、尿嘧啶U）等，戊糖中有氧原子为核糖，而没有氧原子的为脱氧核糖，其分子具有酸碱双极性分子，通过壳粒交换递传中连接不同杂环碱为不同核苷，再连接磷酸基团则构成核苷酸。DNA等生命分子通常由两条多核苷酸链向右或向左的双螺旋结构，并周期性紧旋与解旋中交换递传元素原子与其它无机分子、有机分子，使其生长、繁殖。 DNA是化学脱氧核糖核酸的英语缩写，是人体基因物质基础，它带有父母遗传信息，在一个小小的受精卵中就含有10万个基因，人的容貌、身材、肤色等特征全由这些基因决定的。DNA由四种不同核苷酸的不同排列组合构成的，加上不同的递换传输方式，使得不但亿万物种之间区别开来，甚至同一物种也可区别出不同。每个人的DNA排列组合与递传方式可以说是独一无二的，正如人的指纹千差万别一样，并存在于人的活细胞中。亲缘关系愈近，DNA排列组合与递传方式愈接近，尤其父子关系近乎一样。利用这个技术可以广泛鉴别亲子关系与侦察破案工作上。 参考资料： 1、《物性论-自然学科交叉理论基础》陈叔瑄著厦门大学出版社1994年月12月出版 2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄著香港天马图书有限公司2002年出版 3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄著福建教育出版社1994年6月出版 4、《分子细胞遗传学》解生勇编著中国农业科技出版社1998年出版 5、《细胞遗传和繁殖递传论》陈叔瑄著《科学（美国人）》中文版2000-年3期

chenshuxuan · 发表于 19.3.2006 10:19:04

生命体生长和衰亡递传论 陈叔瑄 地球表面的适当温度和压力及其以氮氧为主的大气圈、大面积海洋的水圈，良好的大陆土壤等环境条件，为自养性的植物和异养性的动物存在、生长、演化创造了基础条件。其他恒星、行星、卫星等由于缺少这些基本环境条件而难以使植物和动物生存和发展。月球表面缺少氮氧大气层和大面积海洋，尽管其表面也存在地球表面的那些元素，仍然生成不了植物体和动物体，甚至细菌。即使在某些星球的有机分子可能合成为细菌式自养体，甚至异养体，但也很难形成地球表面所提供植物和动物一样演化的条件，或产生跟地球表面一样的植物体或动物体。地球表面的特有环境，可以说是宇宙间得天独厚的，同时重复地球表面的特有环境的天体的几乎没有，现时寻找宇宙中类似地面的生物体几乎没有希望。 地球表面的大气层和海洋在太阳照射下形成了复杂的气象，风雨雷电、温度气压等复杂的变化。雷电可以促使无机物合成为某些有机物分子，又可促使某些有机分子合成为生命分子，有的无机和有机分子来自于宇宙，这些有机分子在风雨及大气、海洋等特定条件下帮助聚合成生命分子和细胞。低等生命细胞在海洋中可以吸收水和其他无机、有机分子，使细胞核内分子复制延伸和生长繁殖，生成细胞链和细胞系统的单细胞和多细胞自养细菌、植物体。尽管这些细胞能在光合作用下合成分子链的微生物，却是生物进化的开始，并随生态平衡之趋势，演变成异养细菌和动物体。 一、生命递传 地球表面大气圈开始时可能二氧化碳比较多，那时地球质量比现在小，只能存留比氧分子、氮分子质量高些的二氧化碳等气体，随着宇宙散落地球表面的地层增加，能够存留地面周围的氮气、氧气的大气圈逐渐形成。水蒸汽凝结为水，逐渐积累在地面低洼处，地面水圈形成和扩大，为宇宙散落地面的有机分子在水中分解和合成的一系列化学反应创造了条件。有机分子和无机分子一系列置换、加成、重排、聚合的自动化学反应生成了高分子和细胞。没有水和大气，生命分子和细胞的合成进化是不可能的或不可想象的。合成的高分子又在水中再聚合成分子链，出现元素原子在分子链间交换递传，甚至复制延伸和在光合作用下生成新分子，促进分子链间的递传转化。开始时以微生物形式存在，经过漫长的岁月和周期性前进的地球环境条件演变，促使某些微生物进一步进化为较大的宏观藻菌类植物，其光合作用的功能更强，生成的分子数目和种类增多，跟周围环境物质交换递传能力增强，即自养能力增强。 植物是从最简单结构的藻类植物开始演化而来的，在太古代的地面大气圈和水圈已经形成，并在太阳系和地球运动中构成了复杂的气象变化，其中雷电可促成无机物合成有机物，有机物聚合成高分子和生命分子链，风暴雨雪等也会加速海洋中生命分子链和细胞生成演化。古细胞可能比较简单，能够直接在阳光的光合作用帮助下吸收水及水中溶解的分子和元素原子，并在细胞体内交换递传中更新、生长等自行在自然中养育，排放递换出来的废物送往水或自然之中，让其他类型生命分子或细胞吸收、更新、生长等过程。某些细胞和植物种子自行在土壤和空气中吸取养料，经过交换递传内部过程，吸收有用和排放无用的原子或分子。而又为其他细胞或种子作养料所吸收，经过细胞核内生命分子复制延伸和生长繁殖，即交换递传中再排放无用原子和分子，再为其他细胞或肌体所吸收和交换递传，而构成细胞链、细胞系统并生长成植物体。可见，植物可通过土壤和空气光合作用下自养生长的。同化和异化过程实际上是自动化学反应链或交换递传链的过程。 自养性植物种子因其分子系统的结构模式和交换递传方式差异，就是通常所以为基因和遗传染色体差异，从而遗传基因和遗传染色体可以看成种子细胞核的分子链构成的，其中被认为具有遗传性质ＤＮＡ双螺式分子为核心，加上双螺式ＲＮＡ分子、酶、蛋白分子、糖分子、脂分子（尤其磷脂分子）构成的复杂分子链和分子链之间结构模式和递传方式，只要某一分子变动就可能整体上变异。这些参与细胞核或细胞的生命分子都会跟周围产生元素原子或原子团或分子进行交换递传，并在元素原子交换递传中复制生命分子单元，在原分子双螺解旋中间两侧或两支竞争中延伸生长。如在酶的催化帮助下ＤＮＡ由于串行（或纵向）的磷脂和戊糖有重复吸收或复制同类单元趋势，以趋于交换平衡。而戊糖又连接嘌呤或嘧啶趋势，而嘌呤和嘧嘧又有并行（或横向）的氢交换趋势。并串行的矛盾趋势使ＤＮＡ分子具有旋紧和解旋的周期性变换运动，解旋时具有递传中补充缺少部分并复制，使其趋单元完整的交换较平衡状态，这时出现分叉或分支。各个分支又再旋紧，出现纵向或串行磷糖延伸趋势。 生命分子串并行延伸和相互作用，使分子链不断生长，其生长所需要的物质是通过周围的元素原子或无机分子或有机分子或分子链等交换递传中提供的，并将剩余的或置换出来元素原子或分子传递给下一个分子链。各种物种有特有元素原子、分子、分子链和分子系统的结构模式和递传方式的精卵细胞。其分子链和分子系统在一定条件下可以复制延伸和分叉生长，从而使细胞生长。在生长一段时间后，分子链或分子系统的各个部分单元数都不断增加，随之互相之间递传协调削弱，以至产生断裂。断裂部分的分子链则成为新细胞形成或繁殖的基础。这些新细胞分裂出来并再生长再繁殖，所生长繁殖的细胞构成了细胞链，再进而构成细胞系统。 二、自养生命 自养性植物种子细胞和植物体最大特点就在于其可直接从周围大气中和土壤中直接吸收水、氧、氮、二氧化碳及各种无机分子、有机分子，并将这些元素原子和分子合成或交换递传中生成生命分子单元，如糖、脂、蛋白质、酶、核糖核酸等。不同植物部位可生成的生命分子排列成份、结构模式和递传方式是不同的。不同种植物所生成生命分子排列成份、结构模式和递传方式也不同。它们的细胞和细胞系统不仅外型有差别，而且细胞排列成份、结构模式和递传方式也不相同，使得什么种的植物种子生长成什么植物体，即“种瓜得瓜、种豆得豆”。种子细胞的细胞核、细胞质、细胞膜等包含有植物的胚，而胚是一系列生命分子的交换递传中而互相依存，一旦某分子之间失去交换递传环节，该细胞就不能正常生长。因此生命分子间按照一定方式交换递传，即一个分子交换递传吸收有用或同化复制的成份，排除置换出剩余成份，又为下一个分子所吸收，再在交换递传生长中排除，再供又下一个分子，这样生命分子间构成链，称为分子链。 分子链不同于化学中无机分子和有机分子，它存在一系列自动化学反应之间有机联系，也包含元素递传载体之酶的催化作用。一个分子链通常完成一个胚器官的生长繁殖功能。这些分子链间交换递传相当于胚器官联系，它们的有机组成称为分子系统。一个种细胞是一个分子系统，细胞核、细胞质、细胞膜壁分别是其子系统，各子系统包含若干分子链。植物种子含有子叶和胚的胚芽、胚根、胚轴等。不同种子胚的成分、排列、结构模式和递传方式各不同相同，不同种子胚虽然都含有碳、氢、氧、氮、磷最基本元素和其他有关的元素，但它们成份比例、排列组合、结构模式、交换递传方式不同，从而生长出不同的植物品种来。植物种子能否生长正常或良好，决定于种子本身和周围环境条件。胚的精卵结合的种子分子链或子系统是生长成胚芽、胚根、胚轴的细胞链、细胞系统基础，健康的上代和亲缘关系适中就有正常的分子链或子系统，就能生长出正常的植物体。 种子分子链中去氧核糖核酸和核糖核酸、蛋白质、酶等的排列组合影响着胚和生长趋势，即使同一棵植物长出来果实所包含许多父本和母本性状搭配的统计关系，甚至继承前几代的性状，则果实中各不相同的继承前代基因分子链。还有种子之间在同一植物株上生长环境条件不尽相同，有阳光、磁场、时间前后、花粉授精、营养、竞争等各种情况不同，总有一些健康种子和不良种子等统计关系。整株植物所处周围环境较好，那么健康种子较多，较有利于后代生长。种子在适当气温和阳光、水、养料等环境条件，种子的子叶吸收了水份就使其营养料分子水解，如糖、脂、蛋白、酶等分子水解并随水流动，便于种胚的吸收，胚内分子链则开始活动起来，吸收子叶营养料分子，在传递交换营养分子元素等而得到补充并复制延伸和分叉生长成细胞链和细胞系统，这些养料元素原子、分子交换递传进行一系列取代、加成、重组、分解、合成等千百种化学反应自动过程，统称为同化和异化过程，使得生命分子在不断复制、更新、生长和增殖。 不同的酶分子所起的作用不同，如氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、合成连接酶、异构酶和各种激素等各自功能不同，存在于胚和子叶之中，并处在易跟外界交换而存在的。实际上属于分子链一部分，分子链中主体是分子排列成份和结构模式，如ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白质、糖、脂等组合结构模式，而酶则是构成交换递传方式重要部分。各类的酶就是反映各种交换递传方式，起作催化作用或交换递传作用。可见，酶是生命分子和细胞内外物质交换递传的物质基础，又是生命交换递传方式的具体体现和生命同化异化的重要媒介。当生命分子链复制生长时，酶也往往伴随递传扩大而复制生长，使得细胞生长和繁殖中不仅分子系统重复扩大成份和结构模式，而且也重复扩大递传交换方式。 　　种子胚吸收了子叶养料后，逐渐使胚根生长幼根伸入到土壤（或水）中，从根的顶端有着生长根毛的一段根尖，包含有根冠、生长点、伸长区和根毛区。根冠在根尖的细胞链排列并不整齐，象一顶帽子似的套在生长点外面，以保护根尖，并吸收土壤有用的营养分子和水，递传给根尖的生长点。生长点是胚根子系统分子链主体部分，生长繁殖成根细胞链主体部分。它从根冠递传而来营养分子和叶茎传递而来的另一些营养分子在其细胞内酶帮助下合成复制出新的细胞胚的分子链，并生长繁殖成新细胞于生长点前，旧的细胞逐渐停止分裂繁殖，伸长扩大成为较大细胞，以容纳大量水和无机盐，以便向叶部传递养料，构成根的延伸区，生长点的细胞是新生的小细胞，密度较高，是跟土壤（或水）交换传递养料的细胞，吸收有用元素原子和分子，排除置换出来“废料”于土壤中或且往伸长区输送，伸长区又将从叶得来养料元素原子和分子在其自身更新生长出新生命分子外，置换出来原子、分子再送往生长点，从而生长点是复制再生新细胞和新分子链，使根不断生长。 伸长区的上部已停止伸长，细胞成为上下物质交换传递通道，其表皮细胞复制延伸往侧面进行，构成部分往外突出，置细毛状的根毛，以帮助吸收土壤（或水）中水分和无机盐等养料，往茎叶输送，设该区称为根毛区。根毛区上部直到茎的基部细胞有了明显的分化，其中有些细胞、包括细胞质和细胞核都消失了，这些细胞上下连接的中间横壁消失，只剩下管状的细胞壁构成了毛细导管，根吸收来的带营养料水分和无机盐、根部置换出的某些有机分子就向茎叶输导。 茎的主要功能是对植物体支持和输导的作用，茎本身在细胞系统与根、叶传递交换养料中不断地往顶部延伸和往外围增殖细胞。各种植物茎的形态各异，但都包含新旧细胞构成的系统。将树木茎横切可以明显地看到三部分，最外面的一圈是质地较软，容易削落的树皮，中央部分是质地较疏松的髓，在两者之间是质地坚硬的木质部。茎的最外层表皮是形状比较规则的细胞构成的，具有保护作用，它和木栓层、皮层、韧皮层构成的树皮，分别由相应种类的细胞和分子链生长繁殖而成，旧的树皮脱落，新的树皮细胞和分子链则不断地横向或顶部生长。在树皮里的最外层木质部是形成层，是茎细胞生长繁殖的层，是生成新的木质部的细胞链和细胞系统，也是树皮韧皮部细胞链和细胞系统生成的来源及树顶生长的细胞系统，因此木质部形成层是茎的新生细胞，并往树干周围和树顶生长。 树顶细胞链伸长是复制分子分叉伸长，从而出现支叉细胞链的生长趋势，树木支叉往四周交错竞争生长趋势，以趋于对称分布。但外部条件又使其往往增强某个方向而偏离对称分布，再趋于对称分布过程中往薄弱方向生长。木轮是每年形成层所形成的细胞层停止生长繁殖细胞壁管道存留在木质部里。由于一年里气候、气温、水份及其他条件周期性变化，不同条件细胞生长的大小不同而构成明显的细胞层界线。髓和髓射线主要供横向的营养料交换递传的通道，也是由细胞壁构成的。从而树茎木轮成为树木年龄重要标志。茎细胞系统顶端往向四周延伸相对支叉繁殖支干的细胞链，生长繁殖出支干，支干再分叉出新的支干，支干的未端的胚叶细胞分子链繁殖出叶柄和叶脉的细胞，这些细胞实际上是从茎水分，无机盐的导管和输导有机物的筛管，叶脉成为叶的骨架，有支持作用。支干未端的细胞某些分子链则繁殖生长出花蕊果实。 在叶脉四周分布着叶肉，其细胞壁薄，细胞里有大量的叶绿体，是一种绿色的色素，称为叶绿素。并为上面和下面表皮所保护，表皮是由一层无色透明的排列紧密的细胞构成的，使阳光可透过表皮，防止水过多地散出来。表皮细胞可将空气中二氧化碳吸收并递传入叶绿体又将叶绿体置换出来氧递传出去，构成表皮的二氧化碳和氧的交换递传。叶绿素分子为主的叶绿体的细胞里基粒实际上是由膜组成的扁平袋积而成的片层状结构，基粒间有板状膜联结着，基粒膜由蛋白质和脂类组成的，类似于一般细胞膜由脂类的双层磷脂分子和部分蛋白质覆盖贯穿的结构。在光合作用和适当气温下利用光热能量合成葡萄糖或其他碳水化合物。在跟叶柄支干细胞养料交换递传中又可生成蛋白质、脂类、酶、核糖酸等的生命分子。 植物的不同部位或器官（根、茎、叶等）的分子链进行不同的复制延伸和分叉生长，生成不同的生命分子，繁殖不同的细胞和细胞链。分子链或分子系统的不同部分的生长繁殖可逐渐在交换递传中源源不断补充元素原子而发育成肌体器官系统和肌体系统。可见，生命分子交换递传生长断裂或细胞分子交换递传是精卵细胞生长成生命体的根本所在。而自养体细胞中叶绿体基粒间的物质称为基质，是基粒间交换递传的合成分子，如三磷酸腺甙（ＡＴＰ）等，成为地球生命分子生成源泉，叶绿素分子链细胞在光合作用下实现无机分子，尤其水和水溶液转化为有机分子交换递传，是自养生命体交换递传中生长根本所在。自养生命体或植物是自然制造有机分子的“大工厂”。因此含叶绿素分子链的自养细胞分子系统及其特有交换递传方式称为自养生命体结构递传原理。 三、异养生命 　　异养生物体自身不会从自然界的无机物合成为有机物来养活自己，而只能从已存在有机物的其他生物体，如植物或动动中摄取有机物。动物属于异养生命体，尤其高等动物一旦停止提供植物或其他有机物，就会因饥饿而死亡。动物的食物来自于植物或其他动物体，并从中摄取有机物，如糖类、脂类、蛋白类、核糖核酸类和水、氧、无机盐等，以使动物体内各种类型细胞系统生长繁殖。动物从空腔动物芽生，扁形动物切除再生，进化到蛋生（卵生），再到胎生发展。腔肠动物水螅在春末秋初，水温适宜、营养条件良好时，在其身上会有生命分子链及其细胞链递传代谢过程中长出芽体，芽体细胞分子链在交换递传物质和能量中逐渐长大，顶端开口并生出触手，基部逐渐和母体脱离，构成新的水螅细胞分子系统。但到了秋霜，水里食物较少，水温较低、水螅的外胚层小突起，圆形卵巢和圆锥形突起为精巢，内有许多精子。精子从精巢里头出来在水里游动，游到另一水螅卵巢就发育新水螅细胞。表明水螅这类低等动物既是芽生又是卵生，卵的受精细胞是动物的胚。 随着动物往高等进化，仅靠受精卵内生命分子系统生成胚体还不够，它的后期还需通过母体胎盘内继续从其血液中吸收养分，让胚体较易交换递传养料分子和胚体分子链的复制繁殖，促其新陈代谢和发育生长。不同种类胚胎在后期愈来差异愈大，即使同种的胚胎在大同前提下，小异也就逐渐分化出来，许多遗传性状后期就会逐渐显露出来。胚胎发育共性优先递传发育现象有两方面意义：一方面时间顺序上共性的生命分子链先交换递传发育。因为胚胎细胞内具有复杂的生命分子链的排列组合分布，共性的生命分子链接近于表细胞直接跟细胞外进行物质交换传递使其生长发育，然后才递传给下一个分子链，并生长发育。可见细胞内分子、分子链、分子系统不可能同时生长发育，按一定递传顺序逐渐发育繁殖成细胞、细胞链、细胞系统。有的分子链一直隐含在某些细胞里，直至肌体成熟甚至长大成年才开始交换递传和发育生长。 愈早期胚胎相似点愈多，表明有共同祖先，随着胚胎发育差异性愈来愈大，接近成熟时只有同类才相似，以后才出现大同小异的性状差别。后期分化的物种是在原先分子链和分子系统基础上增添的分子链，从而递传交换后期增添的分子链才转化为细胞链。另一方面精卵细胞内细胞核和细胞质都有一定分子链分布。愈高等动物其卵细胞的分子链分布和关系愈复杂。但分子系统分布和关系复杂性在于低等动物原先分子系统分布和关系较简单，基本器官分子链（如入口、排泄口、消化等）都有，随着生物进化，基本器官分子链也就逐渐增多分子连接环节，每个器官分子链也就逐渐复杂化，甚至分离新器官分子链，整体上精卵细胞分布、结构、关系就随物种进化而复杂化，也使细胞内外交换和递传方式复杂化。但原初的分子链即共性分子链先行交换和递传，使其生长繁殖，生成较相似的胚胎，随着分子链交换递传展开，后来增添的分子和分子链也逐步展开和参与，使胚胎差异性逐渐显露出来。也就是说亲缘关系愈近的性状愈后期出现。 细胞里各分子系统的各分子链不同时展开交换递传，而是有一定顺序和条件进行的，未展开交换递传的分子链和分子系统在已复制延伸的细胞系统或肌体中仍然以分子状态保留其中，而已展开的分子链和分子系统则发育繁殖成细胞链和细胞系统，甚至构成肌体器官系统。其中间某些细胞仍潜存未展开的分子链或分子系统，在肌体发育生长到一定程度，即具备必要交换递传条件才展开的。高等动物的肌体愈进化愈加复杂。协调环节也随之增多且更加复杂化，逐渐实现了统一管理的神经系统，进行神经调节，而且神经系统再通过激素分泌控制调节，使得器官细胞间协调。 失调时分泌某种激素增多或减少来调整失调。如甲状腺激素可促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，有利于肌体生长发育或细胞生长繁殖，提高神经系统兴奋。又如脑垂体分泌的生长激素对动物体生长有重要作用，影响动物糖类、脂类和蛋白质的交换递传和新陈代谢，幼年动物生长激素分泌不足则个体矮小，又如由睾丸分泌的雄性激素可促进雄性生殖器官的发育和精子生成。卵巢分泌的雌性激素可促进雌性生殖器官的发育和卵子生成等。激素通过调节还表现为当血液里二氧化碳含量过多，就刺激神经系统的呼吸中枢，使呼吸运动加快。异养性动物生理最复杂是动物进化最后期肌体结构模式和递传方式要算人体。人体是从受精卵的细胞发育而成的。通过雄性睾丸、附睾、输精管、精囊腺等器官生殖系统产生精子细胞和雌性卵巢、输卵管、子宫、阴道等器官生殖系统产生卵子细胞，精子细胞和卵子细胞结合则成受精卵细胞。 受精卵细胞的分子链和分子系统是精子吸收卵中营养分子和遗传性分子的交换递传中重新组合生成的生命分子系统的细胞。它是一个各个器官分子链繁杂的结构模式、递传方式和分布层次的分子系统，经过胚胎的细胞系统进而交换递传发育繁殖成各种组织、器官、肌体，直至出生以前的胚胎、称胚儿。胚胎在子宫内通过一条脐带跟其胎盘相连，从胎盘中吸取母体养料，新陈代谢所递传出来的废物又经过母体排出。可见精卵细胞的分子系统实际上是动物全息系统。精子在卵中吸收卵细胞分子链组合过程中逐渐掺进雌体遗传因素，雄体遗传因素逐渐谈化，再加上怀胎雌体输送养料，继续影响胎儿向其遗传因素转化，直至出生为止。因此，从根本说儿女来自雄性精子，卵的吸收结合和胚胎发育期间才产生影响。精子雌雄各半，命中几率也各半，构成雄雌胚胎机会也各半。只要不是人为怀胎或出生强制处理，雌雄大体平衡。俗语说儿女流的血是父亲的血，从这个意义上说是正确的。 按上述观念，与其说细胞是平分分裂，不如说细胞是发育繁殖。即细胞是原细胞分离出子细胞，子细胞发育生长较大细胞，再分离出子细胞的一代代生长繁殖的细胞系统。什么种类细胞则生长繁殖该种类细胞，肝脏细胞生长繁殖的是肝细胞系统，骨骼细胞生长繁殖的是骨骼细胞系统。不同种类细胞内的分子链排列成份、结构模式、递传方式各不相同，繁殖生长相应种类细胞。这些细胞称为体细胞，它不同于精卵细胞或种子细胞那样具有全息递传性质。表明精卵细胞中分子链生长繁殖出来的细胞链或细胞系统，主要是体细胞。种细胞只在专门生殖器官或有关器官产生的具有全息分子系统的细胞。 与其说种细胞（或精卵细胞）是精子和卵子细胞合子细胞，是两细胞的染色体各一半结合成遗传性细胞，不如说种细胞是精子吸收卵细胞分子在其交换递传中组合成新的分子链和分子系统，染色体只是这些分子链和分子系统的表象。分子系统在递传交换中生成细胞系统和胚胎，并在跟外部进行物质交换递传中生长繁殖细胞，使胚胎生长成胎儿，最后出生。亲缘关系太远，如物种间精子无法吸收卵分子或吸收后无法协调递传过程，而无法生成生命体，即种间隔离现象。亲缘关系太近，精子虽易吸收卵细胞中分子，但细胞内分子间几乎无竞争地交换递传，不利细胞和生命正常生长，即近亲遗传缺陷现象。这类异养生命体有条件的逐步协调交换递传生长、衰亡过程，称为异养生命体或动物递传生长原理。 这种观念可以从受精的禽蛋直接观察到，将不同时期孵化的蛋进行观察比较，雏鸡是从精子处逐步扩大到整个蛋。受精的鸡蛋的蛋黄顶端附近的白点处是精子，在适当温度下，精子开始活动并吸收蛋黄。精子细胞是一个生命分子有机联系的系统。蛋黄和蛋白是基本的营养分子系统。当精子吸收蛋黄分子，并在口和头部分子链中交换传递，逐渐形成口和头部的细胞链和细胞系统，新的细胞继承了精子和蛋分子的性状，口头细胞系统不断地吸收和交换出来分子往后面的分子链传递，如鸡颈分子链生长繁殖成颈细胞链或细胞系统，并源源不断地从口头递传来的分子使其发育长大，再将置换出来或剩下分子再往后交换递传，逐步使颈后的器官和肢体或细胞系统逐步形成，直至全部蛋黄和蛋白被全部吸收和交换递传过程完成，鸡的雏形也就全部完成，雏鸡就有了完整的生命活动能力，便破蛋而出，到自然界寻食。这个过程也适用于高等的哺乳动物，精卵构成更加复杂，细胞间协调更不易，一下子不适应外界环境，必需在母体中继续供养和发育生长才从胚胎逐步发育成形，直至成熟出生。 四、递传系统 从小而原始动物种到人体的生物各自都有一套代谢系统，其中消化器官系统是很基本的，不同生物体的消化器官系统是不同的，器官结构和交换递传方式差别很大，并逐渐演化。就人体而言，细胞生长繁殖趋势总是左右对称的，人的外部器官和骨骼、肌肉从精卵细胞开始就从头部开始形成，细胞系统总是左右两侧细胞生长繁殖互相竞争，右侧增长引起跟左侧不对称不平衡，促使左侧细胞生长繁殖，其生长繁殖惯性使其超过右侧，又促使右侧细胞生长繁殖以趋于交换平衡，生长繁殖惯性又使其超过左侧，刺激左侧生长繁殖，就这样在对称─不对称─对称中两侧竞向生长繁殖，直至婴儿出生。当神经系统或激素反应出现新不平衡，必趋于对称平衡，这成为交换递传物质基本动力。交换递传物质运动也有惯性，这使已达到对称平衡时又因惯性而继续交换递传，直至不对称不平衡显露才改向。即使出生以后，只要肢体正常仍然可以左右竞向生长繁殖，使人体发育生长。生长到一定程度，各个器官，特别骨骼老细胞逐渐增多到一定程度，老细胞不再繁殖和生长，并转化为硬的骨质支撑身体，只有骨髓仍在跟人体其他部分交换物质，进行新陈代谢，以维持骨骼活动生存，骨折断接后，仍然以骨髓补充细胞并使其愈合。 　　生物体的体液流动是众所周知的公认的现象，特别血液循环系统是体液流动最基本部分。生物体的营养和各种激素通过管状血液输送到身体各器官和各部位，并由血液将身体各器官和各部位交换递传出来的废物输送给其他器官和部位，最后作为尿粪由膀胱、肛门排除掉。心肺之间也存在氧气和二氧化碳的交换递传。但是动物体的废气远不止二氧化碳，如放庇、口吐气、皮肤汗毛散出的气等，动物体吸进肺部的气是氧气，而氧气难溶于血液中，从而心肺间血液循环氧气只占吸进氧气中很少部分，大部分是通过细胞之间交换传递的。气体的交换递传主要途径就是经络系统。由于它非管状的，从而不能象血管和神经束那样容易找到，肌体的解剖也难找到这类细胞间的递传关系，但经络系统可以通过针刺感受到的，通过气功锻炼可感受到气之流动。经络脉又不跟血管重合，也不跟神经束重合，而是另一类气路的独立循环系统。 　　中医研究人体穴位分布，发现人体任一节肢都有微针系统，每二节肢相连部位总是对应整体上两极，提出生物全息律，也是全息细胞存在于人体一定部位的依据。这些穴位和经络分布跟通常的神经系统不同，也不能用神经系统解剖能代替和解释的，更确切意义应是骨骼肌肉细胞链或细胞系统链间交换递传环节上的联系，每一节肢可以看成一个细胞链或细胞系统，每一器官也可看成一个细胞链或细胞系统，众多器官完成人体的一定功能的系统，如消化系统、血液循环系统、呼吸系统、神经系统等都可以看成细胞系统链，而链是指细胞系统之间的交换递传的联系方式。生命体就是这些细胞系统链一环扣一环交换递传中生长、繁殖、衰亡的新陈代谢过程。呼吸系统及骨骼肌肉系统跟全身气的交换递传中流动联系起来就构成跟经络和穴位有关系统。这样人体中消化系统是以食物固液体流动的主要通道。血液循环（包括淋巴液等）系统是液体流动的主要通道。呼吸及经络系统是以气体流动主要通道。脑和神经系统是场能或信息流动的主要通道。也就是说生命体或人体是固、液、气、场的复杂流动系统，而且这些系统之间又不可分割联系，并受到脑和神经系统统一支配和调节。 　　人体跟周围空间交换传递中接收固液体食物、空气、信息场能和排除固粪便、液体尿汗，呼出气和汗毛排出气，也会向周围辐射热及其他生物场。每个人都可发出特殊气味的气体和复杂形式的生物场，以至一个人离开所在地方或跑到什么地方，警犬能够按其身体排出气味追踪到此人。人体的气流动和生物场传递尚末受到医学界和生物界足够认识和了解，在中医和气功实践一些现象虽总结出某些经验规律，但对其本质认识仍然有限，许多现象难以解释。生物体与无机物一样在其周围存在着场，如万有引力场、热辐射场、光场、电场、磁场，甚至气场和声场。场是不同场质存在的空间，这些场来自于不同的交换传递场质或能量形式，场质是能量交换传递的载体。而所交换传递的物质有低速与高速之分，小于光速的物质场如气场、声场等，等于或高于光速的物质扬如热辐射场、光场、电磁场、引力场等。而一个粒子周围又存在高速交换递传场质，并在跟周围场质交换中而存在的。 高等动物实际上综合的多器官组成的和多交换递传系统协调的结果。交换递传理论最有利于解释自然环境条件下变异和人工克隆技术、基因技术，生物体内细胞之间是在交换递传中生存、生长、繁殖的，有些细胞是按精子细胞的分子链或分子系统成份结构模式和递传方式进行的（即具有全息性质）。这部分细胞（但不是所有细胞）移植到卵中可以在交换递传中生成孕育成生命体，正如原始或低等动物的芽细胞的孕育过程。由此推论生殖系统和经络系统细胞最有利于实现环境条件巨变和人工克隆、基因技术。能够构成胚胎的种细胞交换递传开始阶段，对种细胞分子系统某些部位进行变异是最有效的变种。自然选择是环境条件巨变，通过成胚过程分子系统调整和递传方式改变实现的，人工也可直接通过成胚过程改变分子系统内关系和递传方式，称为自然和人工变种过程原理。 参考资料: 1,<物性论-自然学科间交叉理论基础> 陈叔瑄著厦门大学出版社1994年出版 2,<物性理论及其工程技术应用> 陈叔瑄著香港天马图书有限公司2002年出版 3,<思维工程-人脑智能活动和思维模型> 陈叔瑄著福建教育出版社1994年出版 4,<细胞遗传和繁殖递传论> 陈叔瑄著 <科学>中文版 2000年3期 5,<论化学基础问题> 陈叔瑄著 <科学>中文版 2000年8期

chenshuxuan · 发表于 19.3.2006 10:21:21

论经络系统气和场递传 陈叔瑄 交换递传理论最有利于解释经络系统，生物体内细胞之间是在固、液、气、场质交换递传中生存、生长、繁殖的，有些细胞是按精子细胞的分子链或分子系统成份结构模式和递传方式进行的（即具有全息性质）。这部分细胞（但不是所有细胞）移植到卵中可以在交换递传中生成孕育成生命体，正如原始或低等动物的芽细胞的孕育过程，由此可推出生殖系统和经络系统细胞最有利于实现克隆技术。人体内各个器官细胞的分子系统结构成分、排列组合、递传方式各不相同，所生长繁殖的细胞各不相同，只能生成相应器官细胞而不是其它细胞，这类不具有全息性质细胞称为器官细胞，如肝细胞、胃细胞、肺细胞等。不过各个细胞分子系统的某部分的改变，就会引起极大变异，尤其具有全息性质的细胞分子系统的某部分改变易引起物种在递传中变异，这类变异技术可称为基因技术。 一、生命生理系统 从原始动物到人的生物体各自都有一套代谢系统，其中消化器官系统是很基本的，不同生物体的消化器官系统是不同的，器官结构和交换递传方式差别很大，并逐渐演化。就人体而言，由精卵细胞之分子系统在递换传输过程中发育成人体细胞系统，再在跟外界交换递传中形成包含器官系统的人体生理系统，并继续在交换递传中发育生长。人体生理系统可以划分成包含口腔、食道、胃、小肠、大肠、肛门、肝脏等器官的消化系统，以心脏为中心的血液循环系统，以肺脏为中心的呼吸系统，以大脑为中心的神经系统以及生殖排尿系统等。每个生理系统都有各自性能和功能，各自结构形态组成的细胞系统和各自递换传输方式的系统。对于复杂的人体营养料分子交换递传中走遍亿万个细胞不仅时间长久，而且容易使某环节递传中脱节，而逐渐演化形成血液循环系统和内分泌、激素等，以促使营养料交换递传加快和经历缩短以减少失调机会，达到延长生命效果。 绝大部分动物和人体的细胞生长繁殖趋势总是左右对称的，人的外部器官和骨骼、肌肉从精卵细胞就从头部开始形成，细胞系统总是左右两侧细胞生长繁殖互相竞争，右侧增长引起跟左侧不对称不平衡，促使左侧细胞生长繁殖，其生长繁殖惯性使其超过右侧，又促使右侧细胞生长繁殖以趋于交换平衡，生长繁殖惯性又使其超过左侧，刺激左侧生长繁殖，就这样在对称─不对称─新对称中两侧竞向生长繁殖，直至婴儿出生，这是交换递传物质基本动力。即使出生以后，只要肢体正常仍然可左右竞向生长繁殖，使人体发育生长。生长到一定程度，各个器官，特别骨骼老细胞逐渐增多到一定程度，老细胞不再繁殖和生长，并转化为硬骨质支撑身体，只有骨髓仍在跟人体其他部分交换物质，进行新陈代谢，以维持骨骼活动生存，骨折断接后，仍然可以从骨髓补充细胞并使其愈合。 　　中医研究人体穴位分布，发现人体任一节肢都有微针系统现象，每二节肢相连部位总是对应整体上两极，提出生物全息律，这些穴位和经络分布是骨骼肌肉细胞链或细胞系统链间交换递传环节上的联系，每一节肢可以看成一个细胞链或细胞系统，每一器官也可看成一个细胞链或细胞系统，而链是指细胞系统之间的交换递传的联系方式。生命体就是这些细胞系统链一环扣一环交换递传中生长、繁殖、衰亡的新陈代谢过程。微针系统表明这类节肢和细胞具有全息结构和递换传输方式。实际上遍布动物和人体经络脉系统的细胞存在具有相当于精子之类的全息结构和递传方式的细胞，是实现克隆生命体的技术基础。 呼吸器官系统与骨骼肌肉系统跟全身气的交换递传中流动联系起来就构成跟经络和穴位有关系统。这样人体中消化系统是以食物固体流动的主要通道。血液循环（包括淋巴液等）系统是以液体流动的主要通道。呼吸及经络系统是以气体流动为主要通道。脑和神经系统是场能或信息流动的主要通道。也就是说人体是固、液、气、场的复杂流动递传系统，而且该系统之间又不可分割联系，并受到脑和神经系统统一支配和调节。人体跟周围空间交换传递中接收固液体食物、空气、信息场能和排除固粪便、液体尿汗，呼出和汗毛排出气，也会向周围辐射热及其他生物场。高等动物或人体是多种器官系统和固、液、气、场质交换递传方式的协调生理系统，称为生命体多种递传生理过程原理。 每个人都可发出特殊气味的气体和复杂形式的生物场，以至一个人离开所在地方或跑到什么地方，警犬能够按其身体排出气味追踪到此人。人体气流动和生物场质传递尚末受到医学界和生物界足够认识和了解，在中医和气功实践一些现象总结出某些经验规律，但对其本质认识仍然有限，许多现象仍难以解释。生物体与无机物一样在其周围存在着场，如万有引力场、热辐射场、光场、电场、磁场，甚至气场和声场。场是不同场物质存在的空间，这些场来自于不同的交换传递场质或能量形式，场质是能量交换传递的载体。而一个粒子周围又存在高速交换递传场质，并在跟周围场质交换中而存在的。表明了粒子或实物又与场质不可分割地联系在一起，粒子运动引起周围场质变化，场质变化又反过来影响粒子运动状态，可见粒子或实物运动实际不是简单的质点运动。 二、经络与穴位 中医的经络系统不同于人体神经系统、血液循环系统等的肌骨分子交换递传气路系统，它跟肺呼吸合起来构成了气循环系统。而消化系统和血液循环系统是供给生物体新陈代谢的固液营养交换递传的循环系统。神经系统是外界环境与身体内部信息能量交换递传系统，大脑通过神经系统指挥控制五官信息接收和人体自身活动。经络系统中五脏主要指肺脏、心脏、肝脏、肾脏、脾脏、再加上心包，六腑主要指胃、小肠、大肠、膀胱、胆、三焦（处于胸隔膜上下，相当于胰脏）。经络系统包含经脉和络脉的总称，经脉是经络系统的主干，以十二经脉为主体，是肌骨分子递传气路穴位主干。而络脉比经脉小，是经脉系统的分支，纵横全身，相当于网络，以十五络为主体。再由其分出细小支脉，称为孙络。经络系统是生命分子链和细胞系统链的生长繁殖中气的交换递传系统，那么十二经脉就是细胞系统链的十二条气交换递传主通道，帮助血液送来养料进行（酶摧化下）一系列自动化学反应作用。促成细胞系统的生长繁殖和新陈代谢。 　　经络系统途径分类如下，手三阳经包含手阳明大肠经、手少阳三焦经、手太阳小肠经等经脉，从手经内脏到头部。足三阳经包含足阳明胃经，足少阳胆经，足太阳膀胱经等经脉从头经内脏到足。相应地手三阴经包含手太阴肺经，手厥阴心包经、手少阴心经等经脉从内脏到手。足三阴经包含足太阴脾经、足厥阴肝经、足少阴肾经等经脉从足走腹。经络是气循环系统，血脉是液循环系统，而经络气循环通过生命分子链和细胞链间交换递传中氧化血液送来水和养料，同化成分子链和细胞链、细胞系统所需的成份，并把废气废料送还血液，而气继续随养料递传给下一个生命分子和细胞，使其生长繁殖，最后通过肝脏等返回到肺脏。 从受精卵的精子吸收卵分子而开始在精子分子链系统开展交换递传，通常从头部分子链交换递传中生成细胞链，至细胞系统，并将递换出来和剩余部分递传给后面部位器官如心、肺、胃等内脏细胞的内外生长繁殖，再将其递换出来和剩余部分再递传给四肢器官细胞内外生长繁殖，再由四肢往内脏交换递传的往返过程。对应经络系统的足三阳经和手三阴经就是顺着精子吸收卵而往胚胎发育的交换递传和生长繁殖转化顺序进行的，即从头经内脏（胃、胆、膀胱、心、肺等），再到手足四肢交换递传和细胞生长繁殖顺序，使这些细胞系统或器官逐次成形。当其四肢交换递传返回到内脏（如大肠、小肠、胰、肝、肾、脾等）的进一步交换递传使细胞链、细胞系统繁殖生长，完成整个生命体胚胎生成。胚胎通过肚脐跟母体胎盘相连，通过肚脐继续由母体输送养料，让各个细胞系统继续交换递传养料和生长繁殖成婴儿。称为精卵成胚和发育生长递传与经络关系原理。 婴儿出生后各个器官继续运转，使其在外部条件下生长发育。经络系统始终是人体气循环的重要通道，也是精卵细胞分子交换递传成胚成体重要过程的顺序。十二经脉是气运行的主要通道，而经脉所运行的气系统由吸气（中焦水谷之气所化）上布于肺，自肺脏开始，逐经相传于厥阴肝，而又复注于肺，构成十二经循环。其流注顺序（肺）手太阳肺经→手阳明大肠经→足阳明胃经→足大阴脾经→手少阴心经→手太阳小肠经→足太阳膀胱经→足少阴肾经→手厥阴心包经→手少阳三焦（胰）经→足少阳胆经→足厥阴肝经→（肺），周流不息。这可看作氧气交换递传系统，它跟血液循环系统看作营养递传系统相对应的。前者始于肺而终于肺，后者始于心脏而终于心脏，两者又交叉于心肺。 　　经络系统认识来自于中医针灸穴位和气功、武功实践，某些穴位针刺，可以引起有关的某内脏止痛和治疗效果。某个内脏病态，就会引起交换递传途径受阻或出现不正常，而在该途径上的穴位往往是基本环节的关键部位。针刺可以从外部打通该气分子递传途径气路通道，细胞链或细胞系统间交换递传重新活跃起来，并使气路畅通，使失调的器官从新得到调节，让生命继续正常生长繁殖细胞和新陈代谢，有治某些失调性病症的效果。针刺有酸麻，甚至沿经络脉有射气感觉。针拔掉又逐渐恢复原样，只要反复多次针刺，加上其他药物配合治疗，效果更佳。气交换递传途径受阻或不正常也可采用气功从内部打通气路不畅或不正常，以使细胞链或细胞系统间交换递传畅通和重新活跃起来，促使生命过程恢复正常。有些穴位可以置人体于死命，有些穴位可以使人体局部或全部四肢动作不起来，有些穴位可促进生长发育，不同穴位组合可使增强某些器官的功能。表明人体穴位途径是经络系统或气分子递传的关键部位。 　　西医注重通过血液循环来实现内科治疗，而中医则注重经络气递传循环系统来实现治疗，两者各有千秋，可以做到相辅相成。针灸穴位是气通道联系关键环节，一个关键穴位阻塞可以影响全身行动，有的关键穴位可以置人于死命。正如人体几分钟不供氧气就会死亡，这表明气循环对生物体是多么重要一环，由于经络是气交换递传途径，从而跟气功发展也有密切关系，也跟生物时钟密切相关。例如十二经的井、荥、俞、原、经、合等六十六穴在一旬，逐日流注，按时开穴、周而复始。各按年、月、日、时、分、秒等不同周期地进行开穴、闭穴循环，有着严格的生物时钟周期，一定的年月日和时辰处于最佳、佳、一般、差等开穴之气流畅时刻。表明人体在适应地球环境条件中进化的，跟天时地利等条件密切相关的。中医的时辰观念仍有深刻的生物时钟科学含义。 　　人体各穴位的开闭周期反映气循环不像管状血液循环那样简单明确，通过血管很快地流遍全身。从而急诊往往西医更有效，某些慢性疾病或失调性疾病或健康保养等往往中医更有效。经络脉不同于血脉和神经束，但针灸按穴位刺激时就有沿经络脉途径感到酸、麻、胀、痛、痒、冷、轻重、旋转等感觉。气功武功中点穴可以使人局部或全部身体动不起来，即阻塞气路经络脉作用，这些都不是血脉或神经束能够做到的。中医的气含义很广，把在身体运行的物质都称气，如营气、卫气、宗气等。营养之气实际上由血液循环下运行的。宗气主要是肺脏呼吸之气，卫气才是真正肌肉及细胞系统交换递传之气。人体发功时可以促使其气注流畅，甚至排到体外，构成体外气场。有的疾病是由于某部位气塞而交换递传代谢出现不正常，发功或针炙后将这些气塞部位冲破就会恢复健康，有的所谓“病气”滞留在身上，发功或针炙后可将其排出体外，更换新鲜的氧气流畅于身体各部位。这些“病气”多半是废气，如二氧化碳、氨气之类没有及时带走和排出而形成的。 针炙或气功弄得好可促进新陈代谢，使营气、卫气、宗气畅通无阻而减少身体失调性的病症。人生病不外肌体间失调或细菌从外部侵入体内引起的，分别用不同治疗方法解决之。由于经络系统的交换递传可以看成广义的气路通道，为了使人体全身各部位都能得到气，特别氧气等，又都能排走废气，特别二氧化碳和氨气等，其气递传顺序基础上，有的急需，有的不是急需或缓慢的，让路于急需的而出现周期不等的开闭穴。闭穴意味着让气交换传递暂停而跳过到下一通道的穴位，开穴则意味着接受送来的气的交换递传实现该部位同化的一系列自动化学反应，并将异化的废料或气递传给再下一通道的穴位。各个部位各个穴位开闭穴的周期不同，总有些时刻穴位开穴数量最多，另一时刻数量最少。有些穴位开穴最有利于某种疾病治疗。有些穴位开穴最有利于思维或精神状态特佳。开闭穴的一定组合对一个人生长发育特别有利。可见时辰并非反科学的迷信，只不过许多开闭穴的分子递传气路经络系统尚缺少科学方法，尚未真正找到其规律性。 　　生命分子链和细胞链交换递传主要靠固、液、气，吸收了体液养料和体气而同化成生命分子和细胞的一部分，使分子链和细胞链生长繁殖，并将异化出来的废料废气递传给下一个生命分子链和细胞链，上一分子链或细胞链交换传递出来的废气废料常成为下一分子链细胞的养料，其废气废料再传递给再下一个分子链或细胞链，这样一环扣一环以至整个细胞系统、整个器官、整个身体实现固、液、气的新陈代谢过程。身体中除呼吸道外，绝大部分气是靠生命分子之间交换传递的。中医上称为卫气，跟营气合称为水谷精气。营气行脉中化生血液营养送往全身，即通过血管中血液将营养输送到全身。而卫气散行脉外，濡养腠理皮毛，温煦五脏六腑，即血管之外生命分子和细胞之间交换递传氧气等，在跟养料化合同化时放出热量，保持内脏和身体温度，加上肺脏呼吸之气，贯通心和肺循环，以推动营卫流动的宗气，构成了身体循环之气血。 中医将身体中流动物质或交换递传物质看作气，把血液流动跟经络气流动联系起来。从而血管脉博跳动状况成为诊断病情重要依据，然而经络脉穴位又不是血脉，两者之间联系主要在于人体中生命分子链和细胞链交换递传中形成的，使得经络系统的不畅也可在脉博跳动状况得到反映。有人做过实验，当放松入静时，单位时间氧耗率明显下降，比清醒状态下的正常人约低１６％。正常人在熟睡时，单位时间氧耗率才降低１０％。这说明练气功比睡眠得到更好的休息，使大脑皮层和全身内脏器官得到休养生息。实验还证明放松入静气功态可使基础代谢降低，人体生命活动的最高中枢组织系统内耗减少，效率提高，也就是说气功态能使血浆中皮质激素、生长激素等分泌量降低，从而使蛋白质更新率和酶的活性有新的变化，免疫系统功能提高，甚至可以将更多气和能量集中往外排放，形成较强的生物气场和能量场。 人体通过气功呼吸变自然呼吸为腹式呼吸，并意守丹田，逐渐形成深、慢、细、匀的腹式呼吸，这样可增强腹肌运动，加深呼吸深度，又极大地减少呼吸频率，可由每分钟１８次减少到４－１次，逐渐地把内气聚集，贮存和调动起来，扩大了肺活量，促使氧气的更新率，肌体细胞新陈代谢。实验证实气功师练功时丹田部位的体表温度升高２．８℃左右，气功练到一定程度，丹田部位有一股热气感，即内气聚集、贮存的表现，随之自觉有一条热量流下伸至会阴穴，往后向上升，循督脉沿脊椎往头部，再向前往下人体中线任脉穴位回到丹田。再进一步，可出现内气沿着周身十二经络和奇经八脉循行之感觉。这时全身经络气血流畅，精神充沛。表明气及其对应能量畅行于身体各部位，有些部位也会因此气至病除。 三、生物的场 　经络系统不是血液循环系统，也不是神经系统，但三者密切相关的，而大脑及神经系统具有整体上指挥控制作用，指挥人体的动作行为和接受外界信号。通过眼、耳、鼻、口舌、皮肌等接受外信号，经过神经传入大脑某些区域而有所感觉。也可以通过神经指挥四肢及身体各部位动作。不仅如此，神经中枢对内脏也有一定感觉和指挥控制作用，对血液循环系统和经络系统也有一定的感觉和指挥控制作用。一个人大脑中的神经细胞约有一千亿个，终其一生所动用者不及２０％。另外８０％左右脑神经细胞可加以开发利用，据说脑神经细胞是人体上能量最强之物质状态，被真正利用能量也只有１０％左右，尚有大量人体能量未被有效利用。以至有人在偶然事件中发出惊人的能量。这就是脑神经细胞及其能量可能被开发被利用而逐渐形成的功能运动。 用红外观察镜在没有亮光的黑夜里看到人体行为，这是人的红外线场传递所致。自然界有许多特异的现象，如练气功进入高层次境界可以看到人头顶光圈，不同的人不一样。又如双胞胎不在一起也经常互相感应，记得有一份报导说，一对孪生兄弟的父母因车祸双双去世，被两家人收养，一别３２年，他俩在律师事务所见面时一眼就认出对方是自己的亲手足，再一看对方拿着各自发明的新产品，不仅性能几乎相同，连形状也十分相似的专利品。类似这类双胞胎感应和亲属感应现象多得不胜枚举。这只能表明人体外都存在生物场，不同种类物种和不同人的生物场的交换频率，强度及其叠加后的复杂形式各不相同的，但亲缘关系愈近和条件愈相似的生物场的结构愈接近，容易引起互相感应或场的交换传递。现代的脑电图、心电图等的仪器的信号来源无不来自于生物场。甚至可以利用生物场或创制相应的仪器来鉴别亲缘关系和解决其它有关的问题。 任何实物都在跟周围物质交换递传中存在的，无机物周围有引力场、电磁场、辐射场等。同样地有机物、生命体、人体周围也在跟周围空间交换递传中存在着场。通常生物体生活在空气和水之中，从而生物体的气交换、水交换、物质交换和能量交换均成为必不可少的必要存在条件，在其周围有气和场。植物主要靠叶绿素的叶进行气体的光合作用，但不排除茎、根存在较少量的气交换传递，在其周围有个气和场。动物体或人体主要呼吸器官进行大量气交换传递，但不排除其他部份进行少量的气交换递传，如热了会冒汗，是排废液废气的一种形式，更多的是看不见的气交换递传，构成了动物体周围的气场。人体进入气功态，就使身体与周围空间气交换递传频繁起来，强度也增强，形成较强的气和场。每个人排放气和场成份、频率、强度等各不相同，即有特殊气味和散发光热量，这是生物体周围实物气和能场的基本形式。 有人运用高频电场摄影和辐射场摄影，拍摄和研究了人体辉光，表明人镇静时，其手指通常是蓝色光环，而高度兴奋时就为红色光环了，随人的情绪变化而所释放能量和气的信息而不同的。又有人研究人体病灶区周围会产生干扰性辉光斑，跟人体经络图描绘七百多个穴位很符合。表明经络穴位具有气场畅通的集中点，这点受阻就影响其他有关部位气场的畅通。每个人头上也有一种常人看不同光圈，但具有该特异功能的人或气功层次较高的人往往可以见到这类光圈，不同的人具有不同光圈。这些都是人体周围存在生物场的反映。可见人体内外存在着气注和电磁能量交换传递，构成人体周围气和生物场。 俄国和美国有些科学家用一种特殊摄影机，拍下了未出芽的植物存在一个植株形光影，待植物出芽后，他们惊奇地发现，植物生长的极点恰恰同事先所摄的光影相重合。表明植物周围存在生物场，而且这个场交换传递分布跟种子胚分子链相应，以至长出的芽跟事先光影重合。植物尚存在这类光生物场，更何况动物体和人体。实际上，生物体或人体周围更丰富的是非实物性场质，最明显不过的是生物体或人体热量交换，周围环境温度高于体温，身体吸热，但身体自动调节体温，又以冒汗的形式将热量排放出去，加快热交换。周围环境温度低于体温，生物体就会向周围辐射又不断地从食物吸收消化提供身体热量，不断辐射又不断地从食物糖分中得到补充，以维持体温。即使生物体走掉了在刚才的生物体所处空间仍有保持短时间热量，经过一段时间后才散到周围空间。 气功师若在红外热象仪距离一米远处做实验，可收至红外辐射信号。其信号不同于常人或本身处于常态下的红外信号，有较大低频涨落调制红外线，其调制幅度可达８０％，而常人不超过１５％。又如气功师手指家兔膻中穴，隔一定距离运气发功１５分钟后，结果家兔血红细胞电泳率明显加快，电荷密度明显增加，这种效应可持续５０－６０分钟以上。可见气功确实能发射像红外线之类的生物辐射场。又如气功师进行静电增量探测观察到，当其运气发功于头部时，在头部印堂穴２厘米处或百会穴５厘米处，收到静电增量为１０－１４到１０－１３库仑级的电荷富集信号，多次实验大致如此。用磁敏二级管探测装置对气功师头顶百会穴处探测，收到较强的磁信号。这表明气功运行时具有强大能量。这个能量排出或吸收可以构成电场或磁场。 每个人在其周围空间都存在着一个生物场，时时刻刻放射出热辐射和各色光，只不过多数人视而不见而已。由于每个人的气质、性格、修养、健康、心境、道德等诸因素千差万别，呈现的光热也是千奇百怪，即所发光热成份、频率、强度各不相同，一般有雾白色、红橙色、浅黄色、绿色、蓝、紫色、直至五颜六色等七彩光。身上有绿光的人，气功上说是一种利他性，有利于为他人治病。频率愈高愈有利于他人。生物场质除实物场外，就是热、光、电磁及其他能量场质，都是人体内生命分子链和细胞系统交换递传中形成的气场和能量场。通常亲缘关系愈近，生物场的成份、频率、强度配置等愈接近，双胞胎更接近，容易出现传递“共振效应”，一个出了什么重大病痛，往往使另一个即使离很远也会产生感应，出现类似病痛。有些亲人的预感也跟此感应有关。 四、人体科学 　　生物和人体周围不仅存在种种各种生物场质和场，它多半是生命体不断辐射的场物质，生物和人体五官也不断接收外部场物质及其信号，并构成各种场质及其信号的交换递传。大脑和神经系统是人体所有器官系统及人体活动的总指挥，通常忙于接受外感觉第一信号和第二信号系统，且忙于对这些信号处理加工并按处理结果去执行，无暇顾及内感觉。生物和人体周围存在场质及其信号交换递传过程，外部第一、二信号干扰愈小，亲缘关系生物场愈近愈易产生“共振效应”，称为生物场及其信号交换递传原理。 放松入静的气功状态实际是大脑从外感觉的第一信号和第二信号引起思维转向内感觉的心理控制状态。饿了想吃东西之类就属于内感觉的心理状态，但进入自我调节气功状态就是内感觉的心理飞跃状态。这种状态使得感觉外部信号和思维的大脑皮层区域得到休息，减少这方面的能量消耗，而将能量转向大脑皮层控制自身内脏和身体四肢，促使经络气和能量场在体内畅通运行，并在人体周围构成交换递传的气场和能量场，甚至使有些人的个别器官具有特异功能。这是中华民族长期历史所积累的事实，并有记载。古代文明的印度从另一角度，也有类似事实记载。现代有更多国家民族关于特异功能的事实报导：经络、气功、特异功能等是生命科学的一部分。建立在经络系统基础上的针灸技术是医学上重要宝库。 目前世界各国生命科学研究者所揭示的现象往往跟文明古国所揭示的人体现象相当一致，表明古代文明的成就是值得发掘的，并在新的基础上发扬光大。气功态既然是思维心理转向自身内感觉，抛却外界纷扰的一种特有状态，从而气功心理就是放松入静，抛弃杂念，仍于一念或无念之中使肌体处于自然状态。把意念入静作为气功的核心，忌讳思想不安定、心猿意马、三心两意，注意力分散，使大脑皮层活动难以真正转向自身感觉就难以调动经络运气和形成有效较强有力的生物场，这类注重心理因素的气功称为养生气功或静功。有些气功则跟武术联系起来，将内身功能发挥在武术上，如太极拳、八段锦、易筋经等为武术气功或动功。养生气功主要用于强身、防病、治病、抗衰老等医疗保健的功法和功能。而武术气功则用于防卫、拳击、格斗、技巧等武术的肢体气力增强，调动人体内的潜能而发挥作用的功法功能。 　　第一信号系统光、声、热和接触所形成的心理状态是低层次的心理状态，为许多动物所具备的，有些武术气功是在观察动物的格斗中学习形成的。但人类一生下来就离不开社会，离不开第二信号系统或语言文字，就离不开思维，从而构成心理现象则复杂得多。这些信号系统经过耳闻目睹后再跟第一信号系统联系起来，深化了第一信号系统的反映，并构成一幅图象、观念和想象，形成相当复杂的心理现象。人类还有外界各种各样的需要、欲望和兴趣等而形成更复杂的心理现象，如环境心理、消费心理、教育心理、恋爱心理、管理心理、法律心理、犯罪心理等等。但心理是受到人的社会利害关系支配，如果气功没有强身治疗功能，静功就得不到普及和发展，气功没防卫博击等功能，动功就得不到普及和发展。其他心理也是如此，只不过心理因素更加复杂。特别涉及人群或社会宏观心理现象可采用统计方法去研究其倾向性。 　　引起心理主要在于内感觉和外感觉两个方面，而更主要来自于外感觉的第一信号系统、第二信号系统和社会意识等方面，第一信号和第二信号的外感觉引起的心理是被动性，而社会意识心理则带主动性。动物心理主要来自内感觉和第一信号系统，即外部光、热、声等无条件反射引起的心理反应，如防御、格斗等心理反应。儿童心理则以第一信号系统无条件反射和第二信号系统有条件反射，包括语言文字等心理反应为主。随着年纪增大，社会意识心理就开始占据主要地位，构成上述的恋爱心理、教育心理、消费心理等等较高级的心理活动。有些心理活动引起感情冲动，产生某种行为，有些心理活动经过理智判断，提高思维活动效能。但人的社会利害关系则往往支配着心理活动，社会经济关系是社会意识引起心理活动的基础，离开经济基础和利害关系讨论人的心理得不到宏观社会心理规律。个人心理活动尽管千差万别，善恶念头不同，仍然可从上述关系找到线索。 　　内感觉的心理活动是最原始的心理活动，但人在高度发展科技和社会基础上返回到内感觉的心理研究，已经有了质的飞跃，内感觉是人脑及其神经系统对人体自身的内部过程引起感觉，如气功入静状态，从外感觉收回而专注于自身内部的感觉，并指挥控制内身气血畅流和能量的发挥，有的从治理脏腑着眼，练的是脏腑气。有的气功从疏通经络入手，练的是经络气。有的从整个的人体去锻练，行气走片，练的是心灵气或混元气，就是应用人脑和神经系统对人体的总指挥控制功能，将人从外感觉收回至内感觉，以心理意念支配人体活动的一类功法和功能。“天人合一”的说法应理解为人体进化以适应自然环境条件而逐渐形成的符合自然、符合宇宙规律的某种呈现。可以通过练功达到人体跟周围空间交换递传的气场和能量场联系起来，并畅通无阻。因此，与其说“天人合一”，不如说人是天然宇宙进化的产物或高度发展的智慧生命体，并适应自然、宇宙而产生的一致现象。 　　由于人在日常生活中，外界事物和切身生活、工作、学习需要，纷扰太多，繁杂的心难以平静，难以用平静的大脑去发掘内身的功能。许多人一坐下来，不是考虑孩子、家庭、社会种种关系，就是被柴、米、油、盐等杂事所困挠，或为工作、学习等各种各样外部世界的事件所感触，即便闲着无聊也是无所事事胡思乱想，根本不会顾及体内的潜能。气功练习就是要求暂时抛弃一切杂念，达到入静境界，使大脑神经系统从接收外界信息环境收回而集中于自身体内的指挥控制，处于某些气血流动最佳的姿势和动作，才能进入经络畅通境界或气功状态，诱发出功能很强或能量很高的生物气和生物场，这种情况下，大脑皮质细胞经过一念就可通过能量，带动激发出身体部位能量或气在身体周围，构成气功能量，可用来治疗某些疾病。功力深厚的人，气功练到一定程度就会产生某种特异功能。可见中医针灸和气功实践并非没有科学根据。 参考资料: 1,<物性论-自然学科间交叉理论基础> 陈叔瑄著厦门大学出版社1994年出版 2,<物性理论及其工程技术应用> 陈叔瑄著香港天马图书有限公司2002年出版 3,<思维工程-人脑智能活动和思维模型> 陈叔瑄著福建教育出版社1994年出版 4,<细胞遗传和繁殖递传论> 陈叔瑄著 <科学（美国人）>中文版2000年3期

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