《祖國(guó)》/趙娜

在許多現(xiàn)代技術(shù)裝備中應(yīng)用了量子力學(xué)原理，如太陽(yáng)能發(fā)電、光刻機(jī)、核磁共振醫(yī)學(xué)圖像顯示、核彈等。量子理論在二十世紀(jì)初由普朗克、薛定諤、愛(ài)因斯坦等科學(xué)家提出并共同建立了理論體系。量子力學(xué)主要描述物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)與變化規(guī)律的物理科學(xué)，量子力學(xué)的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一系列劃時(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明。

二十一世紀(jì)將是量子科技在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的時(shí)代。我國(guó)已經(jīng)在量子通訊、量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域取得非凡成就，走在世界前列。量子科技在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究突破儼然是全人類(lèi)最為期待的課題之一。鄭金水和他的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在這領(lǐng)域工作了二十年，非常榮幸有機(jī)會(huì)分享這方面的成果。

量子的魅影

鄭金水

眾所周知，慢性病是全世界的醫(yī)學(xué)難題，患者需長(zhǎng)期依賴(lài)藥物控制。人體的本質(zhì)是一具能量系統(tǒng)，我們?nèi)祟?lèi)每天吸收食物的能量，再通過(guò)身體活動(dòng)來(lái)釋放能量并與周?chē)h(huán)境進(jìn)行信息交換。生命體一切活動(dòng)的根源在于能量，能量的產(chǎn)生、傳遞和吸收是維持生命系統(tǒng)正常運(yùn)作的基本條件。我們從量子力學(xué)的角度去看待生命與疾病，或許會(huì)找到慢性病治療的突破口。

當(dāng)我們來(lái)到森林里，我們會(huì)感到心情愉悅、病體減輕，這背后隱藏著什么科學(xué)原理呢？陽(yáng)光光量子照到綠色植物，綠色植物在光合作用中產(chǎn)生光電效應(yīng)，光子照射使植物產(chǎn)生生物電子，植物就向空間釋放電子，這些植物釋放的電子被空氣中的氧分子所捕捉，這時(shí)的氧分子我們稱(chēng)之為負(fù)氧離子。氧分子攜帶著電子通過(guò)呼吸進(jìn)入體內(nèi)，隨血液循環(huán)，電子到達(dá)細(xì)胞，補(bǔ)充了細(xì)胞膜不足的電位差，加強(qiáng)了細(xì)胞的新陳代謝，如，加強(qiáng)了神經(jīng)細(xì)胞的代謝，加強(qiáng)了病灶組織的細(xì)胞代謝，這就是我們來(lái)到森林里心情愉悅與病體減輕的科學(xué)原理。這過(guò)程包含兩項(xiàng)重要的課題：電子的產(chǎn)生與電子的輸送。

光照射到貴金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，這類(lèi)光變致電的現(xiàn)象被稱(chēng)為光電效應(yīng)?？茖W(xué)家愛(ài)因斯坦創(chuàng)造性解釋了光電效應(yīng)理論，因此榮獲了1921 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。量子效應(yīng)通常描述微觀尺度下的量子化現(xiàn)象，大部分也是描述“能量”與“波”的量子化，如普朗克的黑體輻射、光電效應(yīng)等。常見(jiàn)有光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、量子穿隧效應(yīng)、原子能階的量子化。

生活中人們一提到量子就覺(jué)得它“高大上”，其實(shí)它一直就在我們周邊發(fā)生，只是量子實(shí)在太細(xì)微，而被高大粗的人類(lèi)忽略了。當(dāng)物質(zhì)到極小，如電子或比電子還小的，比如光子等，我們通稱(chēng)為量子，量子具有許多異于傳統(tǒng)物理學(xué)的特質(zhì)，比如兼具有波、粒態(tài)，量子態(tài)最大的特性是對(duì)能量的吸收或釋放是不連續(xù)的具有能階性的，人類(lèi)利用這些特性應(yīng)用開(kāi)發(fā)了量子科技。

量子科技的材料技術(shù)

自古以來(lái)，人們喜愛(ài)佩戴黃金首飾，是因?yàn)辄S金接觸皮膚后，人體熱源光子激發(fā)黃金原子躍遷出核外電子，黃金所躍遷出的電子對(duì)人體健康大有裨益，這就是人們喜愛(ài)黃金首飾的光電效應(yīng)科學(xué)原理。

把黃金納米化制成納米黃金，再利用共振吸收原理，使電子產(chǎn)出增大1000 倍，這種設(shè)想用現(xiàn)代科學(xué)材料技術(shù)是可以實(shí)現(xiàn)的。

鄭金水團(tuán)隊(duì)研發(fā)的富勒烯球體衍生系列為基材的納米復(fù)合材料，利用人體熱源散發(fā)之紅外線光量子激發(fā)復(fù)合材料中的納米貴金屬躍遷出電子。被人體光子照射到的材料電子會(huì)吸收光子的能量，其中機(jī)制遵循的是一種非全有即全無(wú)的量子力學(xué)準(zhǔn)則，光子所有能量都必須被吸收，用來(lái)克服逸出功。復(fù)合材料固有頻率原始即被設(shè)計(jì)成極接近人體的頻率，故對(duì)由基態(tài)到低激發(fā)態(tài)的躍遷而產(chǎn)生的電子輻射產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收，量子力學(xué)計(jì)算表明這種躍遷的概率系數(shù)比其他躍遷的概率系數(shù)大得多。

人體皮膚具有屏障保護(hù)作用，復(fù)合芯片產(chǎn)出電子數(shù)量再多對(duì)內(nèi)臟作用緩慢不明顯，因電子會(huì)被皮膚組織屏障攔截并消耗。森林里植物釋放電子主要由氧分子攜帶通過(guò)呼吸進(jìn)入體內(nèi)，只有稀少的電子從皮膚進(jìn)入體內(nèi)。

藥物進(jìn)入體內(nèi)主要有3 種途徑即口服、打針輸液、手術(shù)植入。電子從體外進(jìn)入體內(nèi)達(dá)到醫(yī)學(xué)效應(yīng)，也必須像針管推藥一樣使電子直接穿越皮膚進(jìn)入體內(nèi)發(fā)揮作用。

石墨烯發(fā)明人于2010 年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。納米石墨烯的問(wèn)世，為本發(fā)明解決了電子傳導(dǎo)的難題，石墨烯具有優(yōu)異電學(xué)特性，其傳導(dǎo)電子速度是光的1/300，且電阻幾乎為零。鄭金水團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用納米石墨烯材料與納米碳管材料組合成發(fā)射裝置，使電子直接穿越皮膚到達(dá)體內(nèi)器官組織，其中石墨烯起電子傳導(dǎo)作用、納米碳管類(lèi)似針管作用把電子發(fā)射入體內(nèi)，電子最深可達(dá)體內(nèi)垂直距離8厘米。

石墨烯與納米碳管組合裝置之場(chǎng)發(fā)射主要機(jī)制為電子在高aspect ratio 納米碳材中，利用量子穿隧效應(yīng)(quantum tunneling)，而穿隧到真空中。在發(fā)射之應(yīng)用上，主要是利用沿著納米碳管之管軸上之電場(chǎng)，使電子發(fā)射至真空中。由于碳管之非常高之a(chǎn)spect ratio，導(dǎo)致非常高之電場(chǎng)增益效應(yīng)(field enhancement)，使得累積表面電荷之場(chǎng)發(fā)射起始電壓大幅降低。由于納米碳管之微小半徑，使得作用在碳管之電場(chǎng)變得相對(duì)大。

至此，鄭金水團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)電子的產(chǎn)出與輸送體內(nèi)的兩大課題，特別是石墨烯與納米碳管組合裝置場(chǎng)發(fā)射技術(shù)研發(fā)成功，是人類(lèi)首次攻克量子科技在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的最后難關(guān)。因此，鄭金水團(tuán)隊(duì)榮獲國(guó)家五項(xiàng)醫(yī)學(xué)發(fā)明專(zhuān)利，相關(guān)學(xué)術(shù)論文發(fā)表在國(guó)家級(jí)期刊上。

中西醫(yī)的治療原理

當(dāng)科技把我們帶到更高的位置再俯看中西醫(yī)的治療模式，會(huì)發(fā)現(xiàn)許多有趣的現(xiàn)象。

中醫(yī)的治療主要是診斷氣血障礙與調(diào)理氣血。無(wú)論是針灸、推拿、刮痧、艾灸，還是中藥的內(nèi)服或外敷，最終結(jié)果都是圍繞著調(diào)理氣血、維持能量運(yùn)作來(lái)達(dá)到治療的目的。中醫(yī)認(rèn)為，人體陰陽(yáng)平衡，氣血暢通，精氣神飽滿，人體自然就健康。

中醫(yī)的氣血論對(duì)不對(duì)？當(dāng)然對(duì)的，智慧的中國(guó)人不可能錯(cuò)了兩千年。

從生到死，人體始終處于恒溫、恒壓的生命狀態(tài)。維持人體恒溫、恒壓的能量，中醫(yī)謂之氣，氣從哪里產(chǎn)生的？這些能量來(lái)自人體細(xì)胞的代謝，即全身細(xì)胞代謝所產(chǎn)生的能量。

細(xì)胞能量代謝需依賴(lài)血液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與氧氣供養(yǎng)。人體動(dòng)脈供養(yǎng)新鮮的血給全身細(xì)胞，細(xì)胞代謝后把沒(méi)用的二氧化碳、乳酸及其他廢物排入靜脈。人體細(xì)胞每分每秒都在進(jìn)行能量代謝，心臟每分每秒都在推送血液，這樣的氣血大循環(huán)亦推動(dòng)著生命的生老病死。

所謂氣虛血瘀，即氣對(duì)血推動(dòng)無(wú)力而致血行不暢，同時(shí)，血瘀亦使養(yǎng)分供養(yǎng)不及，導(dǎo)致細(xì)胞能量代謝不足，造成氣虛。氣血失調(diào)百病生，中醫(yī)治病指導(dǎo)原則就是調(diào)理氣血。

其實(shí)西醫(yī)的治療模式也是氣血論，只是手段、套路有些不同而已。西醫(yī)治病主要是吃藥、打針輸液。依據(jù)不同病癥，在吊瓶里加入相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)成分與藥物，如生理鹽水、白蛋白、葡萄糖等，代謝性疾病還加入激素類(lèi)藥物。打吊瓶是通過(guò)一定液體壓力，加強(qiáng)血液流動(dòng)，輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供養(yǎng)細(xì)胞，激素藥物是強(qiáng)制指令鞭策細(xì)胞加強(qiáng)能量代謝。

患者為什么會(huì)比較喜歡西醫(yī)呢？當(dāng)患者打吊瓶后血液即刻暢通，激素藥也即刻加速細(xì)胞代謝，使患者身體馬上舒服，各種癥狀即刻得到緩解，故大部分患者會(huì)感到西醫(yī)治療效果快又好。

大部分的慢性病都與氣血失調(diào)有關(guān)，解決氣血障礙是中西醫(yī)的共識(shí)。人類(lèi)科技發(fā)展必然發(fā)現(xiàn)更安全、更加高效調(diào)理氣血的新發(fā)明。

鄭金水科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)二十年艱難研發(fā)與臨床實(shí)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了慢性病主要原因：細(xì)胞膜電位差變異，使細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)交換放緩甚至停擺，導(dǎo)致細(xì)胞衰弱、病變，慢性病由此發(fā)生、發(fā)展直至死亡。該團(tuán)隊(duì)發(fā)明的量子科技穿戴產(chǎn)品所產(chǎn)生的高強(qiáng)度電子發(fā)射入體內(nèi)，補(bǔ)充了細(xì)胞膜不足電位差，恢復(fù)細(xì)胞膜離子通道正常開(kāi)合，使養(yǎng)分順利通過(guò)細(xì)胞膜，細(xì)胞代謝廢物也正常排出細(xì)胞外，增強(qiáng)了細(xì)胞活力，使細(xì)胞恢復(fù)正常能量代謝。同時(shí)，吸收的特定波長(zhǎng)紅外線可以引起人體蛋白質(zhì)分子中的醯胺鍵的量子振動(dòng)，從而可使生物能量順利地從一處傳遞到另一處，保持生命體處于正常健康狀態(tài)。近百年來(lái)，科學(xué)家經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算推理，為我們揭開(kāi)了生物能量產(chǎn)生、傳遞和吸收的機(jī)制，也為人們了解人類(lèi)自身生命系統(tǒng)運(yùn)作機(jī)理打開(kāi)了一道大門(mén)。

我國(guó)科學(xué)家攻克量子科技醫(yī)學(xué)效應(yīng)的難關(guān)

森林里的負(fù)氧離子

森林里的負(fù)氧離子對(duì)人體的助益，主要是氧分子所攜帶的電子。綠葉釋放電子是以氧分子為載體進(jìn)入人體發(fā)揮效應(yīng)。人工制造電子及如何輸送進(jìn)入人體內(nèi)一直是科技界的難題。

鄭金水科研團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用石墨烯與納米碳管裝置解決了電子場(chǎng)發(fā)射輸送的世界難題，攻克了量子科技在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的難關(guān)。該技術(shù)難度極高，納米碳管只在一個(gè)角度發(fā)射電子才能進(jìn)入體內(nèi)，固定碳管角度所用輔助材料極難提取，微納加工工藝極為復(fù)雜，中國(guó)人率先攻克了此世界難題。

量子通訊應(yīng)用兩個(gè)量子系統(tǒng)頻率一致無(wú)論多遠(yuǎn)都會(huì)產(chǎn)生共振吸收交換信息，這種信息交換絕對(duì)安全，只要頻率密碼不被攻破。量子計(jì)算機(jī)應(yīng)用量子的波粒二象性（疊加態(tài)）極大地提高算力。量子科技正在各個(gè)領(lǐng)域熱烙研發(fā)中，鄭金水團(tuán)隊(duì)的科研成果對(duì)其他領(lǐng)域研究者的研究或許有所幫助。

鄭金水團(tuán)隊(duì)研發(fā)的量子科技穿戴產(chǎn)品中已有少量產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通，我們期待此來(lái)之不易的世界尖端高科技產(chǎn)品早日讓更多人認(rèn)知并使用，讓世界前沿尖端科技惠及百姓。

二十世紀(jì)是量子理論研究階段，二十一世紀(jì)將是量子科技應(yīng)用的時(shí)代，量子科技大幕正在緩緩打開(kāi)，全球各科研團(tuán)隊(duì)、各國(guó)正在圍繞量子技術(shù)布局發(fā)力，量子科技是第四次工業(yè)革命主戰(zhàn)場(chǎng)的制高點(diǎn)。鄭金水和他的團(tuán)隊(duì)將在量子科技領(lǐng)域繼續(xù)努力，為國(guó)家、為人類(lèi)醫(yī)學(xué)進(jìn)步貢獻(xiàn)綿薄力量。