正视中医10
以新的视角看中医——《人体热环境医学》（10）
热力学形变过程中能量存在形式的转换
杜 湧 滨
人体内部处于循环运动之中，维持身体正常运动和内部循环的温度，公认的正常体表温度是从36度到37度之间，这个人体温度测量的经常是腋下体表的温度，它所代表的是人体的温度状态，主要是腋下表皮热状态，也传达了身体内部的热状态。
而人体内部各个组织、器官、脏器所处的温度，也就是局部热环境应该是有所差异的，这些差异有些是由人体生理所决定的。
有的人在某些时候身体整体或局部的热环境处于不正常状态，这种不正常的热状态会影响各种组织、脏器、循环的功能，从而影响到它邻近组织、脏器的热状态。
人体处在某个正常温度值范围内的温度，其内部组织、脏器的局部热状态、温度是不均衡的，有的组织、脏器温度高，有的组织、脏器温度低，但某种组织、某个脏器的温度高于它所应有的温度到一定程度时，局部组织、器官将因此会发生物理性变化，对各组织、脏器的正常功能的影响是存在的，甚至相当大。
温度在一定情况下代表热状态，但并不是衡量能量贮存状态的唯一标准，因为所贮存的内能有两种；动能和势能，动能一般指的是分子无规则运动所具有的动能，也就是所包含的热量，另一种是分子间的势能，在正常的身体状态下，分子间的势能为零。在一定条件下，分子动能（热量）可以转化成为分子间的势能贮存起来，这个条件是在过热环境下过热分子发生共振。为了理解相关的知识，摘录有关词条如下；
“分子的势能是内能的重要组成部分
分子间由于存在相互的作用力，从而具有与其相对位置有关的能，即分子势能。所以分子势能与分子间的相互作用力的大小和相对位置有关。分子间作用力越大,势能越大。
分子势能与分子距离的关系
1.分子距离在平衡距离处分子势能最小。
2.分子距离在大于平衡距离和小于平衡距离时其分子势能将增大。
3.分子距离在小于平衡距离时，斥力大于引力，分子势能表现为斥力，最大值在零距离处。
4.分子距离在大于平衡距离时，引力大于斥力，分子势能表现为引力，最大值在无穷远处。
5.分子距离在无穷远处引力和斥力都为零,引力引起的势能最大。
6.分子距离在无穷近处引力和斥力最大,斥力引起的势能最大。”
由此我们可以理解，当人体的热状态正常时，分子之间的距离是正常的，即“分子距离在平衡距离处分子势能最小”，基本可以看作为零。
在我看来，当一个人的身体处于能量过剩的状态，也就是身体内部的热量过大，当达到一定程度后就有可能发生这种从分子动能向势能的转换，转换完成后将使身体的某点、某个局部、某种组织、某个脏器或某个系统发生热力学形变。形变后有可能对身体健康造成重大影响。
从上面的叙述我们知道人体分子存在着两种能量，动能和势能。在身体正常时分子间的势能为零，即分子所存在具有的只有动能，也就是热量。什么时候身体中分子间的势能不为零，具有较明显的势能呢？
在人体组织中分子间的距离应该是适当的，在这个距离处分子间的势能为零，而这个距离也正好使分子的无规则热运动得到充分的体现。当一个分子撞击到其它分子，改变了它运动方向，它又撞向另外一个分子，这种碰撞就是一种能量传递过程，如果分子无规则运动速度过慢，分子撞向下一个分子的频率就会减慢，传递能量的速率会变慢，这实际上标着着人体内部热量不足，测量体温时会温度稍低，这样从宏观上看人体的营养（热量）不足，体现在反应上应该是乏力等。
如果是分子无规则运动速度快，它碰撞其它分子的频率就快，传递动能就快就多，如果分子间的距离变得近了，那么分子以同样的速度运动撞击的频率同样会加快，传导动能的速率因此会加快。但是我们在这里必须提出一个很重要的问题，即分子在撞击完另一个分子，这个分子给被撞击的分子以动能，而被撞击的分子在被撞击后有一个形变，形变后分子将在极短的时间内恢复到原有的形态，在恢复原有形态的过程中将撞击分子给它的动能又基本100%的还给了撞击分子。
被撞击分子在获得了撞击分子所给与的弹性力后，获得的是加速度，这个加速度应该是极大的，在极小的距离处就加速到它最大的速度。
可以设想，如果分子间的距离缩短了，但这种距离的缩短并没有影响分子无规则运动的速度，即在撞击到下一个分子之前这个分子已经达到了最高速度，这种情况只是使得撞击频率加快了，即分子向其它分子传导动能的速度加快，这样我们获得的结果是温度并不升高，只是在和原来相同体积内的总动能增加，即总热量增加。
为了较为透彻的说明分子的动能转化为分子间的斥力势能的过程，分为几个阶段。
1.如果在我们的身体里由于组织中的水分子获得动能逃离该点的组织，那么其它分子间的距离缩小，这一点的物质成分也发生了变化，即水分子变少，单位体积内的其它分子数量变多，这样就会发生以下的现象，由于水分子少了，水分子和水分子相互之间的碰撞少了，而其它分子和水分子之间，其它分子和其它分子之间的碰撞多了，这个比例的关键看组织中失掉水分子的数量，失掉水分子的数量越多，其它分子之间、其它分子和水分子之间的碰撞频率越高。单位体积内水分子之间、水分子和其它分子之间、其它分子之间碰撞的动能总和由于水分子的减少，其它分子密集而增加了，增加的原因是其它分子所具备的动能要比水分子大得多。在这种情况下，只是因其它分子密集产生的碰撞频率增加，总的动能大。宏观的效果是该点内向外的压强增加，从而发生的生理现象是该点的脉动性变差，僵硬。
2.在这种情况下，如果某种原因使得该点继续失掉水分子，该点其它主要分子之间相互距离小了，单位体积内的其它分子数量继续增加，单位体积内所具有的总能量继续增加。能量增加主要是其中分子总动能的增加。
3.如果由循环供应的能量超量增加，该点水分子可能会因此继续逃逸，其它分子相互之间的距离继续缩小，单位体积内其它分子的数量增加，于是它们所包含的总能量又有增加，能量增加主要还是包含分子量的总动能增加。另一方面，由于其它分子相互之间的距离近了，它们之间或它们与水分子之间的距离小于平衡处，这样分子之间的斥力势能不再为零，即分子间已经存在了斥力势能。
4.在超量能量供应的情况下，该点的水分子继续逃逸，其中的水分子比例更少了，单位体积内所有分子所具备的能量总和更大了，这也意味着，占主要成分的分子碰撞频率、碰撞速度所具有的总能量又增加了。
5.当在某个时间点，这一点中水分子又减少了，而其它占主要成分的分子在相互碰撞后，获得加速度把该分子逐渐加速，但此分子还在加速之中，并没有达到最高速，就已经撞上另一个分子了，分子所具备的能量还没有完全转化成为动能，因此由于分子虽然所具备的加速度大，但速度慢，宏观上这个点的温度显示并不高，因为分子无规则运动速度并不大。从前边借用的气体公式我们知道温度是和该点的压强、体积成正比的，为此这个点的体积、压强并不大，而这增加的是正在加速的分子对其它分子的撞击力，反映在被撞分子的受力方面，即分子间所具备的斥力势能增大了，而动能减少了，总的能量不变。
完成这种能量转换的顺序是水分子逃逸-其它分子间距变小-单位体积内总能量增加-其它分子间的距离缩小到分子运动速度还没有达到最高速，依然在加速阶段-分子运动速度变慢-分子被撞击的频率增加-分子间的斥力势能增加，动能减少-完成能量存在形式的转换。
以上的物理过程对本理论是非常重要的，它奠定了人体热力学形变的基础。
这种贮存能量方式变化的重要因素，尤其是水分子大量逃逸的关键物理现象是振荡。
在这个物理能量的转化过程中，身体组织的局部也发生了形态上的变化，从开始的温度增高、体积稍大、压强增大、僵硬、脉动性变差，突变成温度不高、体积挛缩、僵硬、密度高，这种变化对身体的危害有时是非常大的。这种物理过程引发的形态变化，一旦固定下来，并不容易改变。
引发这种形态变化的根本原因之一是人体摄入的热量过大，较大程度的超过了生理需要。还有一种是情绪间接引发形变，这一点会专门探讨。