对《圆运动的古中医学》“宇宙模型”的证伪

★ 史周薇（江西中医药大学 南昌 330000）

久远以来，人们观察太阳东升西落、昼夜更迭，感受寒来暑往、四季交替，以太阳为核心，根据自然界与人体的周期性变化，总结出“春生夏长，秋收冬藏”的规律。该规律描述出四季气象与生物活力的周期性特征。民国时期，彭子益提出人体的圆运动模型。该模型以天人交感为基础，认为人体生理与宇宙的运动变化相呼应，“中医学乃人身一小宇宙之学，人与造化同气，只因无法得知宇宙，遂无法得知中医”。其试图借助对地球四季寒热变化的论述，说明人体阴阳在生理、病理状态下的变化机制。但笔者通过借助华北地区气温、地温、水温实测数据对该模型进行检验，证明《圆运动的古中医学》“宇宙模型”有重大缺陷，与自然事实相违背。

1 圆运动人体模型的关键点

圆运动学说认为人体阳气“夏季外实内空，冬季外空内实”。构造出的人体模型以脾胃之土为人体阳气升降的中心环节，由肾左升至肝，由肝而心，由心右降至肺，由肺而归于肾，运动不息，形成一闭合之圆。认为脾胃温暖则肝随脾升，进而心火通明，胆、肺与胃同降，则心火不上炎，肾水不下寒；脾胃虚寒则升降失常，寒热错杂，由于阳天生热而浮，阴天生寒而降，最多出现的即是上热下寒。

2 圆运动宇宙模型的内涵

圆运动理论以中原地区的自然条件为基础，抽象出“宇宙模型”。在该“宇宙模型”中，将“阳”具体定义为太阳的光热，而将“阴”定义为太阳光热的缺失,以阳气“升发、浮盛、敛降、封藏”的不同状态取代阴阳的相互作用，将阴阳模型简化为“阳气”的圆周运动模型。除注重全年地面以上气温的寒热温凉，更强调地面所接收太阳的热量在土下的运动，即“脾胃之土”的作用，认为以地面为中线，该热量在土上土下反复的吸收和释放是造成四季气象变化的核心。具体表现为：夏季太阳辐射强，地面上阳热盛满，此热量是调节一年气候的热量来源；秋季该热量降入土中并继续下潜；冬季降入土中的热沉入地下的水中，被封藏起来；次年春，藏入水中的热释放至土壤，并继续上升；该年夏季，热量浮于地表，并与当年太阳射到地面的热共同蒸腾于大气之中，产生阳热盛满的景象。圆运动“宇宙模型”强调阳气入地必须藏于地下的水中才能被储存，即“肾阴”对阳气的封藏作用，认为地下之水是产生如上热量吸收与释放效应的基础［1］。

书中反复叙述夏季地上热多，地下热少；冬季地上热少，地下热多，全年热的总量不变，只是一年四季，热量在地上、地下之间循环运动，分布不同。见图1。

图1 四季阳气升降浮沉图

书中所述“太阳的阳热”即为太阳辐射。太阳辐射是一种电磁波，根据波长不同，具有热效应、电效应与视觉效应，并可转化为其他形式的能量。圆运动宇宙模型以热量的转移为核心，仅涉及太阳辐射的热效应。热量的吸收与释放均会引起物体温度的变化，故本文以温度作为测量指标，借助华北地区的自然勘测数据进行论证。

3 对圆运动宇宙模型的论证

3.1 圆运动的逻辑基础与天体圆周运动

地球围绕太阳作近圆周运动，由于黄赤交角的存在，太阳直射纬度在南北回归线之间以年为周期来回移动。以地球上人类的视角，则太阳围绕地球转动，太阳最高点呈现春—夏—秋—冬逐渐升高再降低的圆周轨迹。对地球上任意一点，太阳高度越高，地面接收的热量越多；太阳越低，地面接收的热量越少。某地的日照时长与太阳辐射强度均随时间成正弦变化，而太阳辐射产生的热量为太阳辐射强度与日照时间的积分，故所接收的热量也表现出正弦规律［2］。地球围绕太阳作圆周运动，这使圆运动宇宙模型构建的基础——圆周运动，与自然规律相符。

3.2 圆运动的阴阳概念与太阳辐射

太阳辐射被公认为现阶段地球各种能源之本。根据计算，到达地球大气最外层的太阳辐射约为17×1010MW，约为2000年全世界能源消耗的2 万倍，其中有30%被大气层反射回宇宙空间，23%被大气层吸收，仅有47%即7.99×1010MW 到达地球表面［3］。

与人类生活环境关系最为密切的是浅层土壤与低层大气（后文气温即为低层大气温度）。太阳辐射穿过1 000 km 厚的大气到达地表后，地表吸收太阳辐射而温度升高。对于大气而言，一方面，大气层直接吸收太阳辐射而升温，另一方面，地表吸收太阳辐射升温后，将热量传导给大气使其升温，可视为大气（直接或间接）吸收太阳辐射而升温。地球吸收太阳辐射热量的同时也时刻向宇宙释放热量，总体表现为白天吸收的热量大于释放的热量，温度升高，夜间无热量来源而仅释放热量，温度降低［2］。见图2。书中将“阳”等同于热量，将“阴”等同于热量的缺失，符合现代对于能量的观点。

图2 地球辐射平衡图

3.3 基于气温、地温、水温论证圆运动宇宙模型

3.3.1 气温 量是一种存量，故气温的高低不直接取决于某一刻太阳辐射强度的大小，而取决于其所储存热量的多少。从春分到夏至，太阳辐射增强，日照时间增加，两个因子均有利于白天热量收入大于夜间热量支出，则温度不断升高。夏至日为全年太阳辐射最强、日照时间最长点。从夏至到秋分，太阳辐射减弱，日照时间缩短，但从夏至到大暑，白天热量收入仍然大于夜间支出，气温仍在上升，但上升幅度不断减小，大暑时大气热量收支平衡，温度不再增加，大暑之后直到秋分，大气热量收入小于支出，温度开始下降。大暑是气温逐日上升到逐日下降的转折点，一般为气温年最高日，较太阳辐射最强日延迟约1 个月。从秋分到冬至，太阳辐射继续减弱，日照时间进一步减少，因此气温继续下降。冬至是全年太阳辐射最弱、日照时间最短点。从冬至到春分，太阳辐射增强，日照时间延长，但由冬至到大寒，大气热量支出仍然大于收入，温度继续下降。到了大寒，大气热量收支平衡，温度不再下降；大寒过后，热量收入大于支出，气温开始回升。大寒一般是气温逐日下降到逐日上升的转折点，即为地面温度年最低日，较太阳辐射最弱日延迟1 个月［2］。见图3。气温可指代地面以上“阳气”的量，与圆运动宇宙模型中阳气在地面以上的升降浮沉规律相符。

图3 二十四节气地球能量收支及气温变化图

三伏天大约是以大暑节气为中点的1 个月，是全年温度最高的时期。《圆运动的古中医学》谓：“初伏前地面虽热，不觉有热气熏鼻，中伏之日，人行地面，觉热气由地而上蒸，是暑气入地的前驱，一过末伏，地面上便觉清凉，是暑气入地已多之现象。”其所叙述的天气现象与事实相符，但对现象的解释在此时尚不能判断正误。

3.3.2 地温 为了说明脾胃之土作为气机升降的枢纽，胃土降则胆肺之气可降，是肺气清肃、心火下降的关键环节，宇宙模型中着重论述了土对于热量下潜的重要作用。

地球是一个内部滚烫的分层球体，由地核向地表逐渐冷却。浅层土壤的热量来源为太阳辐射与深层地热。地热由地核发出，影响范围可延伸至地表，地球表面每年获得的大地热流量为10.87×1020J，是从太阳获得能量的1/1000［4］。太阳辐射有年周期、日周期的节律，地表温度因而有相应的周期与振幅。土壤因导热系数较低，热量在其中的传播速度远滞后于地表的温度变化，即当地表温度最高时的热量传导至某一深度的土壤时，地表温度已降低，甚至低于此时的土壤温度，由于温差的存在，该层土壤反向将热量传递至地表，从而无法达到与地表最高温相同的温度。相对于地表，地下一定深度处，温度变化周期滞后，变化幅度减小，短周期的变化被阻挡，长周期的变化可向深处传播［5］。

地下的土壤根据温度变化，可分为变温层、恒温层与增温层。见图4。具体表现为：（1）地表气温的变化仅能影响土壤表层，地下1 m 深度处地温的日变化为气温日变化的1/500；（2）气温年变化可向深部传播，深度每增加1 m，峰值温度的出现时间即滞后1 个月，到地下5 m 深度处，最高温与最低温出现的时间与地表几乎相反，呈现冬暖夏凉的特征，但此时年温差已减弱至地表的1/10［6］，见图4。继续深入，则年变化更小，周期更加滞后，地温与气温有相关关系的地层称为变温层；（3）至地下约15 m，地温已不受气温变化影响，因地热作用，温度维持在比年平均气温高0～1 ℃的水平，华北地区约为13 ℃，即恒温层；（4）更深的地下，随深度增加，受地热影响，地温逐步升高，进入增温层，增温幅度平均为0.03 ℃/m［7］。

图4 分层土壤逐月温度变化图

构造圆运动宇宙模型的关键为土壤与地下水对热量的“潜藏”。在该模型中，全年热总量一定的前提下，地上与地下的热量像拼图一样互补。要产生上述效果，土壤与地下水作为“潜藏”热量的仓库，需满足两个条件。首先，地下的热量释放至地上时，地下的温度降低，地面温度升高；地面上的热量压入地下时，地下的温度升高，地上的气温降低，并且地下的温度应在冬季最高，夏季最低。其次，冬季土壤与地下水中储存的热量，在容量上与夏季地面上的热量应大致相等。这两个条件同时成立，地下的热量才足以与地上的热量相互咬合，产生模型所要求的作用。

但由地温数据可知，土壤因热量传导的阻尼作用，变化时间随深度滞后，变化幅度逐层减小，没有与气温变化相反的趋势，无法满足第一个条件。此外，有季节性温度变化的土壤深度仅至地下15 m，温度变化范围为气温的0%～100%。黄土的比热容为2.0×103J/（kg·℃），密度为1.5×103kg/m3［8］，取北京地区深15 m、面积为1 m2的黄土，假设其年温度变化与气温相等，为50 ℃，则其所能储存的热量为2.25×108J（储存的热量=黄土体积×密度×比热容×年温差），该计算值比实际的土壤储热量大数十倍。北京全年太阳辐射最强的夏三月（5、6、7月），太阳辐射总量约为1.82×109J［9］，将其作为宇宙模型中“夏季太阳的阳热”，则土壤所能储藏热量的计算值仅为夏季“阳热”的1/9。可见，圆运动宇宙模型的核心部分——地下土壤对热量的储藏作用不符合事实。

书中另引用证据说：“地面上见为寒，地下已热矣。地面上见为热，地面下已寒矣。矿坑底的矿工，夏日着冬衣，冬日着夏衣，地面之下，夏寒冬热之故。”在中国北方，温度具有年变化的深度在约15 m。矿井深度多在百米以上，超过变温层与恒温层，常年温度高于13 ℃并保持不变，矿井温度随深度升高，甚至达到40 ℃以上，不存在地下矿井温度的冬夏变化［10］。书中所列证据不符合事实。

3.3.3 水温 圆运动理论重视肾阴对肾阳、进而对全身阳气的敛藏作用。以自然界的水类比人体的肾阴，故宇宙模型特别强调水在储存阳气中的作用，认为热量下潜、沉入土下的水中才真正被贮藏。

地下水温度的高低，主要受地温的热传导影响，而地温受大气温度及深层地热控制，故地下水的温度与埋深相关。埋深接近地表的地下水，温度更易受气温的影响，随着气温呈现季节性变化，水温与变温层地温一致。埋深较大时，地下水的温度随着深度增加而升高，水温与升温层地温一致。华北平原地区出现地下水的深度在地下10 m以下［11］，温度几乎不受气温变化影响。浅层地下水的温度常年维持在约13 ℃，随着深度的增加，地下水的温度与地温同步升高，全年恒温。

在态相不变的情况下，热量的吸收与释放必然引起温度的变化。地下水的温度无季节性变化，即不存在热量的吸收和释放。这与圆运动理论中热量潜藏进入地下的水中，引起水温的变化不符。至此，宇宙模型的核心部分——阳热下潜被封藏入地下的水中，与事实相违背。

与地下水不同，平静裸露水体的温度受太阳辐射、气温传导与蒸发的影响。以密云水库水温分层实测资料［12］为证，6月至8月，随着太阳辐射增强，气温不断升高，水面表层的温度迅速升高。下层的水由于透光度小，接受太阳辐射少，升温较慢。上层水因温度升高而密度降低，像油一样浮在表面，很难与下层水进行热量交换。此时表层水温达到25 ℃以上，水面下10 m 的水温约为20 ℃，到水面下40 m，水温约为10 ℃。该水温分层规律符合宇宙模型中夏季阳气升浮的特征。

9月至11月，太阳辐射迅速减弱，气温也逐渐降低，表层水的热量收入小于支出，温度下降并下沉与下层水混合，下层水的热量来源增多，温度较夏季升高。此时表层至水面下20 m 的水温已降至18 ℃，水面下40 m 的水温反而升高到14 ℃，高于夏季的10 ℃。书中试图以“游泳家谓水中的温度，秋后比秋前高”，证明“秋季金气下压，阳气下潜”。水温实测数据支持宇宙模型的这一论述。

12月至2月为华北地区的冬季。12月至1月，水库水温逐渐降低，上下水层由于缓慢对流温度一致，未出现明显分层，12月平均水温约为9 ℃，1月约为3 ℃。2月表层水温降至0℃，甚至结冰，随着深度的增加，水温缓慢上升，但不超过4 ℃。表层水温低于深层水温的状态持续至来年3月，之后进入春季，太阳辐射迅速增强，气温升高，再次出现表层水温高于深层水温的情形，并持续约半年。如图所示，12月与1月未出现水温分层，2月份出现了深层水温略高于表层水温的情形。见图5。2月的水温分层现象与水在0～4 ℃密度随温度升高而升高的特殊性质有关。在趋势上可以作为冬季“阳气潜藏”的证据，在数值同样上无法产生模型所设想的储藏热量作用。

图5 密云水库逐月分层水温图

圆运动宇宙模型特别强调水在储存热量中的作用。常温常压下，水的比热容大约是4.2×103J/（kg·℃)，高于其他液体，是黄土的大约2 倍。水汽是唯一能在常温中以3 种相态（固态、液态、气态）存在的物质，水的固化潜热为334.3×103J/kg，汽化潜热为2 263.8×103J/kg［13］。见图6。通过态相的改变，能储存或释放大量的热量，是自然界最为高效的热量仓库。与此同时，在到达地球表面的太阳辐射能中，有79%照射在海洋上，21%照射在陆地上。海洋对太阳辐射的反射率比陆地小，因此，海洋单位面积所吸收的太阳辐射能比陆地多25%～30%，全球海洋表层的年平均温度比全球陆地要高10 ℃。据估计，到达地表的太阳辐射能约有80%被海洋表面吸收，通过海水的内部运动，热量向下传输。若仅考虑100 m 深的表层海水，其总热量就占地球接收太阳总热量的95.6%［2］。因此，海水的三态变化强烈地影响全球的气象，储藏在海洋中的热量是调节冬季气温的主要热量来源。

图6 1 kg水在温度与态相变化时的热量吸收图

因此，彭子益对于水储热作用的偏爱并非臆想，但有这种作用的水不是地下水，而是更加辽远广阔的海水。同时，并非夏季的热量被海水吸收后，冬季潜藏于水中，而是夏季海洋接收热量并储存后，冬季将热量释放。这与圆运动模型的构思相违背。

3.3.4 结论 气温与水库水温数据支持圆运动宇宙模型对阳气在地上与裸露水体中运动的构想；地温及地下水温数据不支持圆运动宇宙模型对阳气在地下潜藏的构想：圆运动宇宙模型与事实不符。

4 讨论

4.1 圆运动宇宙模型的时代局限

彭子益为云南白族人，并在山西居住20 余年。云南与山西多山地，有山洞。岩石具有类似于土壤的对热量传导的阻滞作用，因此山洞中年温差减小甚至长年温度不变。在尚无精确的温度测量仪器的时代，人们以自身的感受探测温度的高低。以山西为例，在气温30 ℃的夏日进入20 ℃的山洞，会感到凉爽；在气温0 ℃的冬季进入10 ℃的山洞会感到温暖，即使夏季的山洞温度高于冬季，人们仍会作出“冬暖夏凉”的判断。而与此类似，来源于地下水的井水虽然长年温度恒定，但与气温相比，人们仍感到“冬暖夏凉”。这或许是彭子益构造阳气潜藏模型的原因之一。

4.2 圆运动理论的价值

圆运动学说认为阳天生热而浮，阴天生寒而降，人体的生理作用使阴中有阳，阳中有阴，阴阳相交而不病寒热。正常的人体呈现出下焦为阳气之根，中焦为阳气之轴，上焦为阳气之外现，由上至下热量递增，并随四季阳气的升降浮沉，在人体上表现出相应的感应：“夏季外实内空，冬季外空内实”，左升右降，春升秋降。

人体的红外热像显示，最为健康的军人四季均呈现上焦温度低于中焦，中焦温度低于下焦的现象，左右两胁的热值变化与“肝气从左升，肺气从右降”的气化理论相合。平和体质的普通人，胃脘和大腹的四季热值在夏秋季节凉偏离较明显［14］；而脾胃虚寒、气虚、气阴两虚证均明显呈现中焦凉偏离的现象，甚至肝肾阴虚与肝郁化火证也为中焦虚寒，并表现出上下焦的热偏离［15-16］。见图7。生理状态下的人体热量分布，与彭子益《圆运动的古中医学》中人体左升右降，脾胃为升降之枢，夏日阳气外泄、冬季阳气内藏相符；而病理状态则与中焦寒湿，阳气虚浮，热郁化火的论断一致。

图7 不同状态人体热像图

笔者猜想，基于对人体的观察，彭子益发现了人体周期性的动态变化与病理状态下的阴阳特征。为了合理解释该特征产生的原因，他借助人的日常感官经验，构造出了圆运动宇宙模型，目的是比类取象，便于说理。其宇宙模型的缺陷，是说理工具的缺陷，不能因此否定圆运动学说对于人体在生理与病理状态下阴阳变化的表述。圆运动学说的真实性在人体红外热像中得到了直观验证，在临床中也被大量医师的实践经验证实，其价值与合理学术地位有待于严谨学术研究的进一步验证。