對《圓運動的古中醫學》“宇宙模型”的證偽

★ 史周薇（江西中醫藥大學 南昌 330000）

久遠以來，人們觀察太陽東升西落、晝夜更迭，感受寒來暑往、四季交替，以太陽為核心，根據自然界與人體的周期性變化，總結出“春生夏長，秋收冬藏”的規律。該規律描述出四季氣象與生物活力的周期性特征。民國時期，彭子益提出人體的圓運動模型。該模型以天人交感為基礎，認為人體生理與宇宙的運動變化相呼應，“中醫學乃人身一小宇宙之學，人與造化同氣，只因無法得知宇宙，遂無法得知中醫”。其試圖借助對地球四季寒熱變化的論述，說明人體陰陽在生理、病理狀態下的變化機制。但筆者通過借助華北地區氣溫、地溫、水溫實測數據對該模型進行檢驗，證明《圓運動的古中醫學》“宇宙模型”有重大缺陷，與自然事實相違背。

1 圓運動人體模型的關鍵點

圓運動學說認為人體陽氣“夏季外實內空，冬季外空內實”。構造出的人體模型以脾胃之土為人體陽氣升降的中心環節，由腎左升至肝，由肝而心，由心右降至肺，由肺而歸于腎，運動不息，形成一閉合之圓。認為脾胃溫暖則肝隨脾升，進而心火通明，膽、肺與胃同降，則心火不上炎，腎水不下寒；脾胃虛寒則升降失常，寒熱錯雜，由于陽天生熱而浮，陰天生寒而降，最多出現的即是上熱下寒。

2 圓運動宇宙模型的內涵

圓運動理論以中原地區的自然條件為基礎，抽象出“宇宙模型”。在該“宇宙模型”中，將“陽”具體定義為太陽的光熱，而將“陰”定義為太陽光熱的缺失,以陽氣“升發、浮盛、斂降、封藏”的不同狀態取代陰陽的相互作用，將陰陽模型簡化為“陽氣”的圓周運動模型。除注重全年地面以上氣溫的寒熱溫涼，更強調地面所接收太陽的熱量在土下的運動，即“脾胃之土”的作用，認為以地面為中線，該熱量在土上土下反復的吸收和釋放是造成四季氣象變化的核心。具體表現為：夏季太陽輻射強，地面上陽熱盛滿，此熱量是調節一年氣候的熱量來源；秋季該熱量降入土中并繼續下潛；冬季降入土中的熱沉入地下的水中，被封藏起來；次年春，藏入水中的熱釋放至土壤，并繼續上升；該年夏季，熱量浮于地表，并與當年太陽射到地面的熱共同蒸騰于大氣之中，產生陽熱盛滿的景象。圓運動“宇宙模型”強調陽氣入地必須藏于地下的水中才能被儲存，即“腎陰”對陽氣的封藏作用，認為地下之水是產生如上熱量吸收與釋放效應的基礎［1］。

書中反復敘述夏季地上熱多，地下熱少；冬季地上熱少，地下熱多，全年熱的總量不變，只是一年四季，熱量在地上、地下之間循環運動，分布不同。見圖1。

圖1 四季陽氣升降浮沉圖

書中所述“太陽的陽熱”即為太陽輻射。太陽輻射是一種電磁波，根據波長不同，具有熱效應、電效應與視覺效應，并可轉化為其他形式的能量。圓運動宇宙模型以熱量的轉移為核心，僅涉及太陽輻射的熱效應。熱量的吸收與釋放均會引起物體溫度的變化，故本文以溫度作為測量指標，借助華北地區的自然勘測數據進行論證。

3 對圓運動宇宙模型的論證

3.1 圓運動的邏輯基礎與天體圓周運動

地球圍繞太陽作近圓周運動，由于黃赤交角的存在，太陽直射緯度在南北回歸線之間以年為周期來回移動。以地球上人類的視角，則太陽圍繞地球轉動，太陽最高點呈現春—夏—秋—冬逐漸升高再降低的圓周軌跡。對地球上任意一點，太陽高度越高，地面接收的熱量越多；太陽越低，地面接收的熱量越少。某地的日照時長與太陽輻射強度均隨時間成正弦變化，而太陽輻射產生的熱量為太陽輻射強度與日照時間的積分，故所接收的熱量也表現出正弦規律［2］。地球圍繞太陽作圓周運動，這使圓運動宇宙模型構建的基礎——圓周運動，與自然規律相符。

3.2 圓運動的陰陽概念與太陽輻射

太陽輻射被公認為現階段地球各種能源之本。根據計算，到達地球大氣最外層的太陽輻射約為17×1010MW，約為2000年全世界能源消耗的2 萬倍，其中有30%被大氣層反射回宇宙空間，23%被大氣層吸收，僅有47%即7.99×1010MW 到達地球表面［3］。

與人類生活環境關系最為密切的是淺層土壤與低層大氣（后文氣溫即為低層大氣溫度）。太陽輻射穿過1 000 km 厚的大氣到達地表后，地表吸收太陽輻射而溫度升高。對于大氣而言，一方面，大氣層直接吸收太陽輻射而升溫，另一方面，地表吸收太陽輻射升溫后，將熱量傳導給大氣使其升溫，可視為大氣（直接或間接）吸收太陽輻射而升溫。地球吸收太陽輻射熱量的同時也時刻向宇宙釋放熱量，總體表現為白天吸收的熱量大于釋放的熱量，溫度升高，夜間無熱量來源而僅釋放熱量，溫度降低［2］。見圖2。書中將“陽”等同于熱量，將“陰”等同于熱量的缺失，符合現代對于能量的觀點。

圖2 地球輻射平衡圖

3.3 基于氣溫、地溫、水溫論證圓運動宇宙模型

3.3.1 氣溫 量是一種存量，故氣溫的高低不直接取決于某一刻太陽輻射強度的大小，而取決于其所儲存熱量的多少。從春分到夏至，太陽輻射增強，日照時間增加，兩個因子均有利于白天熱量收入大于夜間熱量支出，則溫度不斷升高。夏至日為全年太陽輻射最強、日照時間最長點。從夏至到秋分，太陽輻射減弱，日照時間縮短，但從夏至到大暑，白天熱量收入仍然大于夜間支出，氣溫仍在上升，但上升幅度不斷減小，大暑時大氣熱量收支平衡，溫度不再增加，大暑之后直到秋分，大氣熱量收入小于支出，溫度開始下降。大暑是氣溫逐日上升到逐日下降的轉折點，一般為氣溫年最高日，較太陽輻射最強日延遲約1 個月。從秋分到冬至，太陽輻射繼續減弱，日照時間進一步減少，因此氣溫繼續下降。冬至是全年太陽輻射最弱、日照時間最短點。從冬至到春分，太陽輻射增強，日照時間延長，但由冬至到大寒，大氣熱量支出仍然大于收入，溫度繼續下降。到了大寒，大氣熱量收支平衡，溫度不再下降；大寒過后，熱量收入大于支出，氣溫開始回升。大寒一般是氣溫逐日下降到逐日上升的轉折點，即為地面溫度年最低日，較太陽輻射最弱日延遲1 個月［2］。見圖3。氣溫可指代地面以上“陽氣”的量，與圓運動宇宙模型中陽氣在地面以上的升降浮沉規律相符。

圖3 二十四節氣地球能量收支及氣溫變化圖

三伏天大約是以大暑節氣為中點的1 個月，是全年溫度最高的時期。《圓運動的古中醫學》謂：“初伏前地面雖熱，不覺有熱氣熏鼻，中伏之日，人行地面，覺熱氣由地而上蒸，是暑氣入地的前驅，一過末伏，地面上便覺清涼，是暑氣入地已多之現象。”其所敘述的天氣現象與事實相符，但對現象的解釋在此時尚不能判斷正誤。

3.3.2 地溫 為了說明脾胃之土作為氣機升降的樞紐，胃土降則膽肺之氣可降，是肺氣清肅、心火下降的關鍵環節，宇宙模型中著重論述了土對于熱量下潛的重要作用。

地球是一個內部滾燙的分層球體，由地核向地表逐漸冷卻。淺層土壤的熱量來源為太陽輻射與深層地熱。地熱由地核發出，影響范圍可延伸至地表，地球表面每年獲得的大地熱流量為10.87×1020J，是從太陽獲得能量的1/1000［4］。太陽輻射有年周期、日周期的節律，地表溫度因而有相應的周期與振幅。土壤因導熱系數較低，熱量在其中的傳播速度遠滯后于地表的溫度變化，即當地表溫度最高時的熱量傳導至某一深度的土壤時，地表溫度已降低，甚至低于此時的土壤溫度，由于溫差的存在，該層土壤反向將熱量傳遞至地表，從而無法達到與地表最高溫相同的溫度。相對于地表，地下一定深度處，溫度變化周期滯后，變化幅度減小，短周期的變化被阻擋，長周期的變化可向深處傳播［5］。

地下的土壤根據溫度變化，可分為變溫層、恒溫層與增溫層。見圖4。具體表現為：（1）地表氣溫的變化僅能影響土壤表層，地下1 m 深度處地溫的日變化為氣溫日變化的1/500；（2）氣溫年變化可向深部傳播，深度每增加1 m，峰值溫度的出現時間即滯后1 個月，到地下5 m 深度處，最高溫與最低溫出現的時間與地表幾乎相反，呈現冬暖夏涼的特征，但此時年溫差已減弱至地表的1/10［6］，見圖4。繼續深入，則年變化更小，周期更加滯后，地溫與氣溫有相關關系的地層稱為變溫層；（3）至地下約15 m，地溫已不受氣溫變化影響，因地熱作用，溫度維持在比年平均氣溫高0～1 ℃的水平，華北地區約為13 ℃，即恒溫層；（4）更深的地下，隨深度增加，受地熱影響，地溫逐步升高，進入增溫層，增溫幅度平均為0.03 ℃/m［7］。

圖4 分層土壤逐月溫度變化圖

構造圓運動宇宙模型的關鍵為土壤與地下水對熱量的“潛藏”。在該模型中，全年熱總量一定的前提下，地上與地下的熱量像拼圖一樣互補。要產生上述效果，土壤與地下水作為“潛藏”熱量的倉庫，需滿足兩個條件。首先，地下的熱量釋放至地上時，地下的溫度降低，地面溫度升高；地面上的熱量壓入地下時，地下的溫度升高，地上的氣溫降低，并且地下的溫度應在冬季最高，夏季最低。其次，冬季土壤與地下水中儲存的熱量，在容量上與夏季地面上的熱量應大致相等。這兩個條件同時成立，地下的熱量才足以與地上的熱量相互咬合，產生模型所要求的作用。

但由地溫數據可知，土壤因熱量傳導的阻尼作用，變化時間隨深度滯后，變化幅度逐層減小，沒有與氣溫變化相反的趨勢，無法滿足第一個條件。此外，有季節性溫度變化的土壤深度僅至地下15 m，溫度變化范圍為氣溫的0%～100%。黃土的比熱容為2.0×103J/（kg·℃），密度為1.5×103kg/m3［8］，取北京地區深15 m、面積為1 m2的黃土，假設其年溫度變化與氣溫相等，為50 ℃，則其所能儲存的熱量為2.25×108J（儲存的熱量=黃土體積×密度×比熱容×年溫差），該計算值比實際的土壤儲熱量大數十倍。北京全年太陽輻射最強的夏三月（5、6、7月），太陽輻射總量約為1.82×109J［9］，將其作為宇宙模型中“夏季太陽的陽熱”，則土壤所能儲藏熱量的計算值僅為夏季“陽熱”的1/9。可見，圓運動宇宙模型的核心部分——地下土壤對熱量的儲藏作用不符合事實。

書中另引用證據說：“地面上見為寒，地下已熱矣。地面上見為熱，地面下已寒矣。礦坑底的礦工，夏日著冬衣，冬日著夏衣，地面之下，夏寒冬熱之故。”在中國北方，溫度具有年變化的深度在約15 m。礦井深度多在百米以上，超過變溫層與恒溫層，常年溫度高于13 ℃并保持不變，礦井溫度隨深度升高，甚至達到40 ℃以上，不存在地下礦井溫度的冬夏變化［10］。書中所列證據不符合事實。

3.3.3 水溫 圓運動理論重視腎陰對腎陽、進而對全身陽氣的斂藏作用。以自然界的水類比人體的腎陰，故宇宙模型特別強調水在儲存陽氣中的作用，認為熱量下潛、沉入土下的水中才真正被貯藏。

地下水溫度的高低，主要受地溫的熱傳導影響，而地溫受大氣溫度及深層地熱控制，故地下水的溫度與埋深相關。埋深接近地表的地下水，溫度更易受氣溫的影響，隨著氣溫呈現季節性變化，水溫與變溫層地溫一致。埋深較大時，地下水的溫度隨著深度增加而升高，水溫與升溫層地溫一致。華北平原地區出現地下水的深度在地下10 m以下［11］，溫度幾乎不受氣溫變化影響。淺層地下水的溫度常年維持在約13 ℃，隨著深度的增加，地下水的溫度與地溫同步升高，全年恒溫。

在態相不變的情況下，熱量的吸收與釋放必然引起溫度的變化。地下水的溫度無季節性變化，即不存在熱量的吸收和釋放。這與圓運動理論中熱量潛藏進入地下的水中，引起水溫的變化不符。至此，宇宙模型的核心部分——陽熱下潛被封藏入地下的水中，與事實相違背。

與地下水不同，平靜裸露水體的溫度受太陽輻射、氣溫傳導與蒸發的影響。以密云水庫水溫分層實測資料［12］為證，6月至8月，隨著太陽輻射增強，氣溫不斷升高，水面表層的溫度迅速升高。下層的水由于透光度小，接受太陽輻射少，升溫較慢。上層水因溫度升高而密度降低，像油一樣浮在表面，很難與下層水進行熱量交換。此時表層水溫達到25 ℃以上，水面下10 m 的水溫約為20 ℃，到水面下40 m，水溫約為10 ℃。該水溫分層規律符合宇宙模型中夏季陽氣升浮的特征。

9月至11月，太陽輻射迅速減弱，氣溫也逐漸降低，表層水的熱量收入小于支出，溫度下降并下沉與下層水混合，下層水的熱量來源增多，溫度較夏季升高。此時表層至水面下20 m 的水溫已降至18 ℃，水面下40 m 的水溫反而升高到14 ℃，高于夏季的10 ℃。書中試圖以“游泳家謂水中的溫度，秋后比秋前高”，證明“秋季金氣下壓，陽氣下潛”。水溫實測數據支持宇宙模型的這一論述。

12月至2月為華北地區的冬季。12月至1月，水庫水溫逐漸降低，上下水層由于緩慢對流溫度一致，未出現明顯分層，12月平均水溫約為9 ℃，1月約為3 ℃。2月表層水溫降至0℃，甚至結冰，隨著深度的增加，水溫緩慢上升，但不超過4 ℃。表層水溫低于深層水溫的狀態持續至來年3月，之后進入春季，太陽輻射迅速增強，氣溫升高，再次出現表層水溫高于深層水溫的情形，并持續約半年。如圖所示，12月與1月未出現水溫分層，2月份出現了深層水溫略高于表層水溫的情形。見圖5。2月的水溫分層現象與水在0～4 ℃密度隨溫度升高而升高的特殊性質有關。在趨勢上可以作為冬季“陽氣潛藏”的證據，在數值同樣上無法產生模型所設想的儲藏熱量作用。

圖5 密云水庫逐月分層水溫圖

圓運動宇宙模型特別強調水在儲存熱量中的作用。常溫常壓下，水的比熱容大約是4.2×103J/（kg·℃)，高于其他液體，是黃土的大約2 倍。水汽是唯一能在常溫中以3 種相態（固態、液態、氣態）存在的物質，水的固化潛熱為334.3×103J/kg，汽化潛熱為2 263.8×103J/kg［13］。見圖6。通過態相的改變，能儲存或釋放大量的熱量，是自然界最為高效的熱量倉庫。與此同時，在到達地球表面的太陽輻射能中，有79%照射在海洋上，21%照射在陸地上。海洋對太陽輻射的反射率比陸地小，因此，海洋單位面積所吸收的太陽輻射能比陸地多25%～30%，全球海洋表層的年平均溫度比全球陸地要高10 ℃。據估計，到達地表的太陽輻射能約有80%被海洋表面吸收，通過海水的內部運動，熱量向下傳輸。若僅考慮100 m 深的表層海水，其總熱量就占地球接收太陽總熱量的95.6%［2］。因此，海水的三態變化強烈地影響全球的氣象，儲藏在海洋中的熱量是調節冬季氣溫的主要熱量來源。

圖6 1 kg水在溫度與態相變化時的熱量吸收圖

因此，彭子益對于水儲熱作用的偏愛并非臆想，但有這種作用的水不是地下水，而是更加遼遠廣闊的海水。同時，并非夏季的熱量被海水吸收后，冬季潛藏于水中，而是夏季海洋接收熱量并儲存后，冬季將熱量釋放。這與圓運動模型的構思相違背。

3.3.4 結論 氣溫與水庫水溫數據支持圓運動宇宙模型對陽氣在地上與裸露水體中運動的構想；地溫及地下水溫數據不支持圓運動宇宙模型對陽氣在地下潛藏的構想：圓運動宇宙模型與事實不符。

4 討論

4.1 圓運動宇宙模型的時代局限

彭子益為云南白族人，并在山西居住20 余年。云南與山西多山地，有山洞。巖石具有類似于土壤的對熱量傳導的阻滯作用，因此山洞中年溫差減小甚至長年溫度不變。在尚無精確的溫度測量儀器的時代，人們以自身的感受探測溫度的高低。以山西為例，在氣溫30 ℃的夏日進入20 ℃的山洞，會感到涼爽；在氣溫0 ℃的冬季進入10 ℃的山洞會感到溫暖，即使夏季的山洞溫度高于冬季，人們仍會作出“冬暖夏涼”的判斷。而與此類似，來源于地下水的井水雖然長年溫度恒定，但與氣溫相比，人們仍感到“冬暖夏涼”。這或許是彭子益構造陽氣潛藏模型的原因之一。

4.2 圓運動理論的價值

圓運動學說認為陽天生熱而浮，陰天生寒而降，人體的生理作用使陰中有陽，陽中有陰，陰陽相交而不病寒熱。正常的人體呈現出下焦為陽氣之根，中焦為陽氣之軸，上焦為陽氣之外現，由上至下熱量遞增，并隨四季陽氣的升降浮沉，在人體上表現出相應的感應：“夏季外實內空，冬季外空內實”，左升右降，春升秋降。

人體的紅外熱像顯示，最為健康的軍人四季均呈現上焦溫度低于中焦，中焦溫度低于下焦的現象，左右兩脅的熱值變化與“肝氣從左升，肺氣從右降”的氣化理論相合。平和體質的普通人，胃脘和大腹的四季熱值在夏秋季節涼偏離較明顯［14］；而脾胃虛寒、氣虛、氣陰兩虛證均明顯呈現中焦涼偏離的現象，甚至肝腎陰虛與肝郁化火證也為中焦虛寒，并表現出上下焦的熱偏離［15-16］。見圖7。生理狀態下的人體熱量分布，與彭子益《圓運動的古中醫學》中人體左升右降，脾胃為升降之樞，夏日陽氣外泄、冬季陽氣內藏相符；而病理狀態則與中焦寒濕，陽氣虛浮，熱郁化火的論斷一致。

圖7 不同狀態人體熱像圖

筆者猜想，基于對人體的觀察，彭子益發現了人體周期性的動態變化與病理狀態下的陰陽特征。為了合理解釋該特征產生的原因，他借助人的日常感官經驗，構造出了圓運動宇宙模型，目的是比類取象，便于說理。其宇宙模型的缺陷，是說理工具的缺陷，不能因此否定圓運動學說對于人體在生理與病理狀態下陰陽變化的表述。圓運動學說的真實性在人體紅外熱像中得到了直觀驗證，在臨床中也被大量醫師的實踐經驗證實，其價值與合理學術地位有待于嚴謹學術研究的進一步驗證。