超分子化学论文汇总十篇

时间:2023-03-28 14:55:16

超分子化学论文

超分子化学论文篇(1)

清中后期墨学复活以后,随着墨学研究的不断深入,墨家丰富的逻辑思想逐渐被人们挖掘整理出来。梁启超继承并超越前人,首次系统地运用近代西方逻辑及印度因明等新学来研究墨家逻辑思想,揭开了中国古代逻辑思想研究的新模式。

一、梁启超墨家逻辑研究的历史背景

梁启超所处时代的历史背景给其墨家逻辑研究提高了不可或缺的历史条件。

(一)梁启超墨家逻辑研究的历史前提

明末清初起,以徐光启、利玛窦翻译《几何原本》和李之澡、傅汎际翻译《名理探》为标志,西方逻辑开始逐步传入中国,“古希腊的欧几里德几何学与亚里士多德的逻辑学被介绍到我国,一种全新的演绎思想展现在中国人面前。”但是由于中西方文化发展和思维习惯的差异,这一时期的西方逻辑并未引起中国知识界的普遍关注,对中国文化所能产生的实际影响也是很有限的。鸦片战争以后,随着“西学东渐”的浪潮兴起,逻辑学作为西学之一再次传播到中国。在新的政治、经济历史条件下,包括逻辑在内的西方学说对中国文化产生了广泛而且深刻的影响。

同时,训诂学的兴起使先秦诸子学复活起来,学界名儒特别注意校勘之学,古籍中的许多错误或遗漏之处得以校正,古代思想家的一些著作得到了历史的考证和科学的整理。长期被忽视的荀、墨、名诸家的作品也受到了人们的注意。做为显学之一的墨家,素称难读的《墨经》也基本上能够被读通了。例如毕沅集他人研究成果,写成《墨子注》;晚清的俞樾、王闿运、苏时学等对墨学多有研究,分别著有《墨子平议》、《谈墨子杂志》、《墨子刊误》等书;孙诒让则集乾嘉以来各家《墨子》校注之大成,于1893年出版了《墨子间诂》一书,其书考据精当,校勘、训诂俱佳,嘉惠后人颇多。梁启超评价说,“仲容(即孙诒让)则诸法并用,识胆两绝伦,故能成此不朽之作。…盖此书出,然后《墨子》人人可读。现代墨学复活,全由此书导出。”这些业已存在学术成就为后来治墨学者充分挖掘该书的逻辑内容提供了可靠的文本资源。

梁启超之前,开展《墨经》与西方逻辑的具体比较,已有陈兰甫、邹特夫之先行工作可资借鉴。梁启超在《中国近三百年学术史》中亦曾经有所论及,书中指出:“邹特夫(伯奇)则言《墨子》中有算学,有光学,有重学,已告陈兰甫,而著其说于所著《学计一得》中。”

另外,同时代严复、章太炎、胡适和章士钊等的逻辑论著也为梁启超墨家逻辑研究提供可资借鉴之处。有了清代学者的学术成就作基础,才有了包括梁启超在内的后来学者对中国古代丰富逻辑思想的进一步挖掘、整理和发扬。这些都是梁启超把墨家逻辑思想与西方逻辑及印度因明作比较研究的不可或缺的前提。

(二)梁启超研究墨家逻辑的自身条件

梁启超的墨家逻辑研究首先得益于自身深厚的国学功底。梁启超的传统文化功底主要来自两个渠道:一是在考中秀才前,梁启超主要接受家庭教育为主,他随其祖父、父母的言教去钻研八股文。另一途径是在1885年,梁启超以秀才的资格入当时广州最高学府学海堂及后来师从康有为。在学海堂读书期间,他跟随老师的指挥棒去钻研段玉裁、王引之的训诂学,去学习考释、辑佚、辨伪,也同时进行词章学、文字学的基本训练,并转向汉学。后来梁启超在回忆这段经历时说,“时余以少年科第,且时流所推重之训诂词章学,颇有所知,辄沾沾自喜”。

其次,梁启超有机会接触到时代新学。万木草堂四年的学习使梁启超眼界大开,他接触到当时翻译过来的一些西方历史、法律、地理、数学、物理学、生物学、电学、机械学等图书,对西方有了初步的了解。四年的学习里,他第一次看到中国之外的世界。戊戌变法前,梁启超和康有为在北京设立强学会,此期间,梁启超大量接触到西学,在《三十自述》中他说:“余居会所数月,会中于译出西书购置颇备,得以余日尽览之”。戊戌变法失败后,梁启超流亡日本,受到日本传统文化的影响,他经常提到他所读书籍的一些作者如:福泽渝吉、加藤弘子、德富苏峰,中村正值等,梁启超也通过日文的转译吸收了大量的西方思想。在后来的《墨子之论理学》(附言)中,他说,“logic之源语前明李之藻译为名理,近侯官严氏译为名学,此实用九流“名家”之旧名,惟于原语意似有所未尽,今从东译通行语,作论理学。其本学中之术语,则东译严译择善而从,而采东译为多。吾中国将来之学界必与日本学界有密切之关系,故今毋宁多采之,免使与方来之译者生参差也。” 转贴于

最后,前辈的启发为梁启超的墨学研究提供巨大的精神动力。严复翻译出版以归纳法为主要内容的《穆勒名学》,系统地介绍了西方归纳逻辑,为梁启超跳出中学的圈子来看西学起到重要的引导作用。梁启超在《论中国学术思想变迁之大势》中这样评价严复:“海禁既开,译事萌蘖,游学欧美者,亦以数百,然无分毫影响于学界。惟侯官严几道(即严复)译赫胥黎《天演论》、斯密亚丹《原富》等书,大苏润思想界。十年来思想界之丕变,严氏大有力焉。顾日本庆应至明治初元,仅数年间,而泰西新学披靡全国。我国阅四五十年而仅得独一无二之严氏”。

虽在师承康有为时就接触到墨学,但梁启超真正对墨学的热爱,对墨家逻辑的热衷,还是始于孙诒让的引导。梁启超在《中国近三百年学术史》中自注:“此书(指《墨子间诂》)初用活字版印成,承仲容先生寄我一部,我才二十二岁耳。我生平治墨学及读周秦子书之兴味,皆自此书导之”。孙诒让在致书梁启超时提醒他说,“《经》、《说》诸篇闳义眇旨,所未窥者尚多。窃疑其必有微言大例,如欧士论理家雅里大得勒(亚里斯多德——引注)之演绎法、培根之归纳法,及佛氏之因明论者。…拙著印成后,间用近译西书,覆事审校,似有足相证明者。”并鼓励梁启超对于墨家宜“宣就其说,‘以饷学子’斯亦旷代盛业,非第不佞所为望尘拥慧,翘盼无已者也。”学界名流的期待给梁启超墨学逻辑研究给予了极大的激励。

二、梁启超墨家逻辑研究的动机

梁启超墨家逻辑研究是其整个墨学研究的组成部分,以其退出政坛为界线,包括墨家逻辑在内的墨学研究分为前后两个阶段。

前期,梁启超作为“流质多变”的政治家,他敏锐地看到逻辑学的社会功能,把逻辑学作为西方富强并能满足中国社会需要的内容而加以推崇,他说:“论理学为一切学问之母,以后无论做何种学问,总不要抛弃论理的精神。那么,真的知识自然日日加深了。”“凡一切政治法律生机社会诸学科无不由‘论理的’而趋于‘历史的’,凡以归纳论理学之日以光大。”为服务于救亡图存的现实需要,他认为“今欲救亡,厥性墨学,惟无学别墨而学真墨”。正是以这种政治热情,梁启超在《子墨子学说》《墨子之论理学》中完成了其早期的墨家逻辑研究。

退出官场之后,在欧洲一年多地实地考察,梁启超看到了曾让他“醉心西风”的欧洲,在经历第一次世界大战后,正面临着深刻的社会危机。社会革命暗潮涌动,西方社会给“物化”了,“把一切内部生活,外部生活都归结到物质运动的‘必然法则’之下”,引发了“精神饥荒”。于是,梁启超以中国古典文化为载体,引入西方文明的基本理论和方法,运用现念重新诠释中国古代思想文化,使之与西方文化化和,“返本开新”,形成一种新文化。梁启超怀着这样的思想文化心态,开始了晚年的学术研究。他用更宽阔的眼界站在世界学术的高度,呼吁“要人人存一个尊重爱护中国文化的诚意”,用西洋人研究学问的方法,去研究包括墨学在内的优秀传统文化。“在吾国古籍中,欲求与今世所谓科学精神相悬契者,墨经而已矣”,抱着这样的心态,梁启超理性、系统地从事其晚年的墨家逻辑研究,并取得前所没有的成果。

三、梁启超墨家逻辑研究的价值及启示

超分子化学论文篇(2)

【正文】

本文分四部分。首先明确什么是量子引力?其次给出当代量子引力发展简史,更次概述当代量子引力研究主要成果,最后探讨量子引力的一些哲学反思。

一、什么是量子引力?

当代基础物理学中最大的挑战性课题,就是把广义相对论与量子力学协调起来[1]。这个问题的研究,将会引起我们关于空间、时间、相互作用(运动)和物质结构诸观念的深刻变革,从而实现20世纪基础物理学所提出的空间时间观念的量子革命。

广义相对论是经典的相对论性引力场理论,量子力学是量子物理学的核心。凡是研究广义相对论和量子力学相互结合的理论,就称为量子引力理论,简称量子引力。探讨量子引力卓有成效的理论,主要有两种形式。第一,是把广义相对论进行量子化,正则量子引力属于此种。第二,是对一个不同于广义相对论的经典理论进行量子化,而广义相对论则作为它的低能极限,超弦/M理论则属于这种。

圈(Loop)量子引力[2]是当前正则量子引力的流行形式。正则量子引力是只有引力作用时的量子引力,和超弦/M理论相比,它不包括其它不同作用。它的基本概念是应用标准量子化手续于广义相对论,而广义相对论则写成正则的即Hamiltonian形式。正则量子引力根据历史发展大体上可分为朴素量子引力和圈量子引力。粗略来说,前者发生于1986年前,后者发生于1986年后。朴素量子引力由于存在着紫外发散的重正化困难,从而圈量子引力发展成为当前正则量子引力的代表。

超弦/M理论的目的,在于提供己知四种作用即引力和强、弱、电作用统一的量子理论。理论的基本实体不是点粒子,而是1维弦、2维简单膜和多维brane(广义膜)的延展性物质客体。超弦是具有超对称性的弦,它不意味着表示单个粒子或单种作用,而是通过弦的不同振动模式表示整个粒子谱系列。

圈量子引力和超弦/M理论之外,当代量子引力还有其它不同方案。例如,Euclidean量子引力、拓扑场论、扭量理论、非对易几何等。

二、当代量子引力研究进展

我们主要给出超弦/M理论和圈量子引力研究的重大进展。

1.超弦/M理论方面[3]

弦理论简称弦论,虽然在20纪70年代中期,已经知道其中自动包含引力现象,但因存在一些困难,只是到80年代中期才取得突破性进展。

1)80年代超弦理论

弦论发展可粗略分为早期弦理论(70年代)、超弦理论(80年代)和M理论(90年代)三个时期。我们从80年代超弦理论开始,简述其研究进展。

1981年,M·Green和J.Schwarz提出一种崭新的超对称弦理论,简称超弦理论,认为弦具有超对称性质,弦的特征长度已不再是强子的尺度(~10[-13]厘米),而是Planck尺度(~10[-33]厘米)。

1984年,Green和Schwarz证明[4],当规范群取为SO(32)时,超弦I型的杨-Mills反常消失,4粒子开弦圈图是有限的。

1985年,D.Gross,J.Harvey[5]等4人提出10维杂化弦概念,这种弦是由D=26的玻色弦和D=10超弦混合而成。杂化弦有E[,8]×E[,8]和SO(32)两种。

同年,P.Candlas,G.Horowitz,A.Strominger和E.Witten[6]对10维杂化弦E[,8]×E[,8]的额外空间6维进行紧致化,最重要的一类为Calabi-丘流形。但是这类流形总数多到数百万个,应该根据什么原则来选取作为我们世界的C-丘流形,至今还不清楚,虽然近10多年来,这方面的努力从来未中断过。

1986年,提出建立超弦协变场论问题,促进了对非微扰超弦理论的探讨。在诸种探讨方案中,以E.Witten的非对易几何最为突出[7]。

同年,人们详细地研究了超弦唯象学,例如E[,6]以下如何破缺及相应的物理学,对紧致空间已不限于C-丘流形,还包括轨形(Orbifold)、倍集空间等。

人们常把1984-86年期间对超弦研究的突破,称为第一次超弦革命。在此期间建立了超弦的五种相互独立的10维理论,而且是微扰的。它们是I型、IIA型、IIB型、杂化E[,8]×E[,8]型和SO(32)型。

2)90年代M理论

经过80年代末期和90年代初期,对超弦理论的对偶性、镜对称及拓扑改变等的研究,到1995年五种超弦微扰理论的统一性问题获得重大突破,从此第二次超弦革命开始出现。

1995年,Witten在南加州大学举行的95年度弦会议上发表演讲,点燃起第二次超弦革命。Witten根据诸种超弦间的对偶性及其在不同弦真空中的关联,猜测存在某一个根本理论能够把它们统一起来,这个根本理论Witten取名为M理论。这一年内Witten、P.Horava、A.Dabhulkar等人,给出ⅡA型弦和M理论间的关系[8]、I型弦和杂化SO(32)型弦间的关系、杂化弦E[,8]×E[,8]型和M理论间的关系等。

1996年,J.Polchinski、P.Townscend、C.Baches等人认识到D-branes的重要性。积极进行D-branes动力学研究[9],取得一定成果。同年,A.Strominger、C.Vafe应用D-brane思想,计算了黑洞这种极端情形的熵和面积关系[10],得到了和Bekenstein-Hawking的熵-面积的相同表示式。G.Callon、J.Maldacena对具有不同角动量与电荷的黑洞所计算的结果指出,黑洞遵从量子力学的一般原理。G.Collins探讨了量子黑洞信息损失问题。

1997年,T.Banks、J.Susskind等人提出矩阵弦理论,研究了M理论和矩阵模型间的联系和区别。

同年,Maldacena提出AdS/CFT对偶性[11],即一种Anti-de Sitter空间中的IIB型超弦及其边界上的共形场论之间的对偶性假设,人们称为Maldacena猜测。这个猜测对于我们世界的Randall-Sundrum膜模型的提出及Hawking确立果壳中宇宙的思想,都有不少的启示。

2.圈量子引力方面[12]

1)二十世纪80年代

1982年,印度物理学家A.Sen在Phys.Rev.和Phys.Lett.上相继发表两篇文章,把广义相对论引力场方程表述成简单而精致的形式。

1986年,A.Ashtekar研究了Sen提出的方程,认为该方程已经表述了广义相对论的核心内容。一年后,他给出了广义相对论新的流行形式,从而对于在Planck标度的空间时间几何量,可以进行具体计算,并作出精确的数量性预言。这种表述是此后正则量子引力进一步发展的关键。

同年,T.Jacobson和L.Smolin求出Wilson圈解。在引进经典Ashtekar变量后,他们在圈为光滑且非自相交情形下,求出了正则量子引力的WDW方程解。此后,他们又找到了即使在圈相交情况下的更多解。

1987年,由于Hamiltonian约束的Wilson圈解的发现,C.Revolli和Smolin引进观测量的经典Possion代数的圈表示,并使微分同胚约束用纽结(knot)态完全解出。

1988年,V.Husain等人用纽结理论(knot theory),研究了量子约束方程的精确解及诸解间的关系,从而认为纽结理论支配引力场的物理量子态。同年,Witten引进拓朴量子场论(TQFT)的概念。

2)二十世纪90年代

1990年,Rovelli和Smolin指出,对于在大尺度几何近似变为平直时态的研究,可以预言Planck尺度空间具有几何断续性。对于编织的这些态,在微观很小尺度上具有“聚合物”的类似结构,可以看作为J.Wheeler时空泡沫的形式化。

1993年,J.Iwasaki和Rovelli探讨了量子引力中引力子的表示,引力子显示为时空编织纤维的拓朴修正。

1994年,Rovelli和Smolin第一次计算了面积算子和体积算子的本征值[13],得出它们的本征谱为断续的重大结论。此后不久,物理学者曾用多种不同方法证明和推广这个结论,指出在Planck标度,空间面积和体积的本征谱,确实具有分立性。

1995年,Rovelli和Smolin利用自旋网络基[14],解决了关于用圈基所长期存在的不完备性困难。此后不久,自旋网络形式体系,便由J.Baez彻底阐明。

1996年,Rovelli应用K.Krasnov观念,从圈量子引力基本上导出了黑洞熵的Bekenstein-Hawking公式[15]。

1998年,Smolin研究圈和弦间的相似性,开始探讨圈量子引力和弦论的统一问题。

三、当代量子引力理论主要成就

1.超弦/M理论方面

1)弦及brane概念的提出

广义相对论中的奇性困难、量子场论中的紫外发散本质、朴素量子引力中的重正化问题,看来都起源于理论的纯粹几何的点模型。超弦理论提出轻子、夸克、规范粒子等微观粒子都是延伸在空间的一个区域中,它们都是1维的广延性物质,类似于弦状,其特征长度为Planck长度。M理论更推广了弦的概念,认为粒子类似于多维的brane,其线度大小为Planck长度。为简单起见,我们把brane也称作膜。超弦/M理论中,用有限大小的微观粒子替代粒子物理标准模型中纯粹几何的点粒子,这是极为重要且富有成效的革命性观念。

2)五种微扰超弦理论

这五种超弦的不同在于未破缺的超对称荷的数目和所具有的规范群。I型有N=1超对称性,含有开弦和闭弦,开弦零模描述杨-Mills场,闭弦零模描述超引力。ⅡA型有N=2超对称性,旋量为Majorana-Weyl旋量,不具有手征性,自动无反常,只含有闭弦,零模描述N=2超引力。IIB型同样有N=2超对称性,具有手征性。杂化弦是由左旋D=10超弦和左旋D=26玻色弦杂化而成,只包含可定向闭弦,有手征性和N=1超对称性,可以描述引力及杨-Mills作用。

3)超弦唯象学

从唯象学角度来看,杂化弦型是重要的,E[,8]×E[,8]是由紧致16维右旋坐标场(26-10=16)而产生的,即由16维内部空间紧致化而得到,也就是说在紧致化后得到D=10,N=1,E[,8]×E[,8]的超弦理论。

但是迄今为止,物理学根据实验认定我们的现实空间是三维的,时间是一维的,把四维时空(D=4)作为我们的现实时空。因此我们必须把10维时空紧致化得到低能有效四维理论,为此人们认为从D=10维理论出发,通过紧致化有

M[10]M[4]×K

此中K为C-丘流形,此内部紧致空间维数为10-4=6,M[4]为Minkowski空间,从而得到4维Minkowski空间低能有效理论。其重要结论有:

(1)由D=10,E[,8]×E[,8]超弦理论(M[10]中规范群为E[,8]×E[,8])紧致化为D=4,E[,6]×E[,8]、N=1超对称理论。

(2)夸克和轻子的代数Ng完全由K流形的拓朴性质决定:为Euler示性数χ,系拓朴不变量。

(3)对称破缺问题。已知超弦四维有效理论为N=1,规范群为E[,6]×E[,8]的超对称杨—Mills理论,现实模型要求破缺。首先由第二个E[,8]进行超对称破缺,然后对大统一群E[,6]已进行破缺,从而引力作用在E[,8]中,弱、电、强作用在E[,6]中,实现了四种作用的统一。

4)T和S′对偶性

尽管五种超弦理论在广义相对论和量子力学统合上,取得了不少进展,但是五种超弦理论则是相互独立的,理论却是微扰的。尽管在超弦唯象学中,原则上-丘流形K一旦固定下来,在D=4时空中所有零质量费米子和玻色子(包括Higgs粒子)就会被确定下来,但是-丘真空态总数则可多到数百万个,应该根据什么原则来选取-丘真空态,目前还不清楚。T对偶性和S对偶性的提出,正是五种超弦理论融通的主要桥梁。

在M理论的孕育过程中,对偶性起了重要作用。弦论中存在着一种在大小紧致空间之间的对偶性。例如ⅡA型弦在某一半径为R[,A]的圆周上紧致化和ⅡB型在另一半径为R[,8]的圆周上紧致化,两者是等效的,则有关系R[,B]=(m[2,s]R[,A])[-1]。于是当R[,A]从无穷大变到零时,R[,B]从零变到无穷大。这给出了ⅡA弦和ⅡB弦之间的联系。两种杂化弦E[,8]×E[,8]和SO(32)也存在类似联系,尽管在技术性细节上有些差别,但本质上却是同样的。

A.Sen证明,在超对称理论中,必然存在着既带电荷又带磁荷的粒子。当这一猜测推广到弦论后,它被称作为S对偶性。S对偶性是强耦合与弱耦合间的对称性,由于耦合强度对应于膨胀子场,杂化弦SO(32)和I型弦可通过各自的膨胀子连系起来。

5)M理论和五种超弦、11维超引力间的联系

M理论作为10维超弦理论的11维扩展,包含了各种各样维数的brane,弦和二维膜只是它的两种特殊情况。M理论的最终目标,是用一个单一理论来描述已知的四种作用。M理论成功的标志,在于把量子力学和广义相对论的新理论框架中相容起来。

附图

上面给出五种超弦理论、11维超引力和M理论相容的一个框架示意图[16],即M理论网络。此网络揭示了五种超弦理论、11维超引力都是单一M理论的特殊情形。当然至今M理论的具体形式仍未给出,它还处于初级阶段。

6)推导量子黑洞的熵-面积公式。

在某些情形下,D-branes可以解释成黑洞,或者说是黑branes,其经典意义是任何物质(包括光在内)都不能从中逃逸出的客体。于是开弦可以看成是具有一部分隐藏在黑branes之内的闭弦。Hawking认为黑洞并不完全是黑的,它可以辐射出能量。黑洞有熵,熵是用量子态来衡量一个系统的无序程度。在M理论之前,如何计算黑洞量子态数目是没有能力的。Strominger和Vafa利用D-brane方法,计算了黑-branes中的量子态数目,发现计算所得的的熵-面积公式,和Hawking预言的精确一致,即Bekenstein-Hawking公式,这无疑是M理论的一个卓越成就。

对于具有不同角动量和电荷的黑洞所计算结果指出,黑洞遵从量子力学的一般原理,这说明黑洞和量子力学是十分融洽的。

2.圈量子引力方面

1)Hamiltonian约束的精确解。

圈量子引力惊人结果之一,是可以求出Hamiltonian约束的精确解。其关键在于Hamiltonian约束的作用量,只是在s-纽结的结点处不等于零。所以不具有结点的s-纽结,才是量子Einstein动力学求出的物理态。但是这些解的物理诠释,至今还是模糊不清的。

其它的多种解也已求得,特别是联系连络表示的陈-Simons项和圈表示中的Jones多项式解,J.Pullin已经详细研究过。Witten用圈变换把这两种解联系起来。

2)时间演化问题

人们试图通过求解Hamiltonian约束,获得在概念上是很好定义的、并排除冻结时间形式来描述量子引力场的时间演化。一种选择是研究和某些物质变量相耦合的引力自由度随时间演化,这种探讨会导致物理Hamiltonian的试探性定义的建立,并在强耦合微扰展开中,对S纽结态间的跃迁振幅逐级进行考查。

3)杨-Mills理论的重正化问题

T.Thiemann把含有费米子圈的量子引力,探索性地推广到杨-Mills理论进行研究。他指出在量子Hamiltonian约束中,杨-Mills项可以严格形式给出定义。在这个探索中,紫外发散看来不再出现,从而强烈支持在量子引力中引进自然切割,即可摆脱传统量子场论的紫外发散困难。

4)面积和体积量度的断续性

圈量子引力最著名的物理成果,是给出了在Planck标度的空间几何量具有分立性的论断。例如面积

此中lp是Planck长度,j[,i]是第i个半整数。体积也有类似的量子化公式。

这个结论表明对应于测量的几何量算子,特别是面积算子和体积算子具有分立的本征值谱。根据量子力学,这意味着理论所预言的面积和体积的物理测量必定产生量子化的结果。由于最小的本征值数量级是Planck标度,这说明没有任何途径可以观测到比Planck标度更小的面积(~10[-66]厘米[2])和体积(~10[-99]厘米[3])。从此可见,空间由类似于谐振子振动能量的量子所构成,其几何量本征谱具有复杂结构。

5)推导量子黑洞的熵-面积公式

已知Schwarzchild黑洞熵S和面积A的关系,是Bekenstein和Hawking所给出,其公式为:

附图

这里k是Boltzman常量,是Planck常量,G[,N]为牛顿引力常量,c为光速。对这个关系式的深层理解和由物理本质上加以推导,M理论已经作过,现在我们看下圈量子引力的结果。

应用圈量子引力,通过统计力学加以计算,Krasnov和Rovelli导出

附图

此处γ为任意常数,β是实数(~1/4π),显然如果取γ=β,则由式(3)即可得到式(2)。这就是说,从圈量子引力所得出的黑洞熵-面积关系式,在相差一个常数值因子上和Bekenstein-Hawking熵-面积公式是相容的。

Bekenstein-Hawking熵公式的推导,对圈量子引力理论是一个重大成功,尽管这个事实的精确含义目前还在议论,而且γ的意义也还不够清楚。

四、量子引力理论的哲学反思

我们从空间和时间的断续性、运动(相互作用)基本规律的统一性、物质结构基本单元的存在性三个方面进行哲学探讨。

1.空间和时间的断续性

当代基础物理学的核心问题,是在Planck标度破除空间时间连续性的经典观念,而代之以断续性的量子绘景。量子引力理论对空间分立性的揭示和论证,看来是最为成功的。

超弦/M理论认为,我们世界是由弦和brane构成的。根据弦论中给出的新的不确定性关系,弦必然有位置的模糊性,其线度存在一有限小值,弦、膜、或brane的线度是Planck长度,从而一维空间是量子化的。由此推知,面积和体积也应该是量子化的。二维面积量子的数量级为10[-66]厘米[2],三维体积量子的数量级为10[-99]厘米[3]等。

对于圈量子引力,其最突出的物理成果是具体导出了计算面积和体积的量子化公式。粗略说来,面积的数量级是Planck长度lp的二次方,体积的数量级是lp的三次方。这就令人信服地论证了在Planck标度,面积和体积具有断续性或分立性,从而根本上否定了空间在微观上为连续性的经典观念。

依据空间和时间量度的量子性,芝诺悖论就是不成立的,阿基里斯在理论上也完全可以追上在他前面的乌龟。类似的,《庄子·天下》篇中的“一尺之捶,日取其半,万世不竭”这个论断在很小尺度上显然也是不成立的。古代哲学中这两个难题的困人之处,从空间时间断续性来看,是由于预先设定了空间和时间的度量,始终是连续变化的经典性质。实际上在微观领域,空间和时间存在着不可分的基本单元。

2.运动(相互作用)基本规律的统一性

20世纪基础物理学巨大成功之一,就是建立了粒子物理学的标准模型,理论上它是筑基于量子规范场论的。这个模型给出了夸克、轻子层次强、弱、电作用的SU(3)×SU(2)×U(1)规范群结构,在一定程度上统一了强、弱、电三种相互作用的规律。但是它不含有引力作用。

超弦/M理论的探讨,在于构建包含引力在内的四种作用统一的物理理论。传递不同相互作用的粒子如光子(电磁作用)、弱玻色子(弱作用)、胶子(强作用)和引力子(引力作用),对应于弦的各种不同振动模式,夸克、轻子层次粒子间的作用,就是弦间的相互作用。在Planck标度,超弦/M理论是四种基本作用统一理论的最佳侯选者,也就是所说的万物理论(Theory of everything)的最佳侯选者。

在Planck时期,物质运动或四种作用基本规律的统一性,正是反映了我们宇宙在众多复杂性中所显现的一种基本简单性。

3.物质微观结构的基本单元的存在性[17]

世界是由物质构成的,物质通常是有结构的,但是物质结构在层次上是否具有基本单元,即德谟克利特式的“原子”是否存在?这是一个长期反复争论而又常新的课题。当代几种不同的量子引力,尽管对某些问题存在着不同的见解,但是关于这个问题从实质上来看,却给出了一致肯定的回答。

超弦/M理论认为,构成我们世界的物质微观基本单元是具有广延性的弦和brane,并非所谓的只有位置没有大小的数学抽象点粒子。粒子物理学标准模型中的粒子,都是弦或brane的激发。弦和brane的线度是有限短的Planck长度,它们正是构成我们世界的物质基本单元,即德谟克利特式的“原子”,这是超弦/M理论为现今所有粒子提供的本体性统一。

圈量子引力给出了在Planck标度面积和体积的量子化性质,即断续的本征值谱,面积和体积分别存在着最小值。由于在圈量子引力中,脱离引力场的背景空间是不存在的,而引子场是物质的一种形态,因此脱离物质的纯粹空间也就是不存在的。空间体积和面积的不连续性和基本单元的存在,正是物质微观结构的断续性和基本单元的存在性的最有力论据。

总之,超弦/M理论和圈量子引力从不同的侧面,对量子引力的本质和规律作出了一定的揭示,它们在Planck标度领域一致地得出了空间量子化和物质微观结构基本单元存在的结论。这无疑是人们在20世纪末期对我们世界空间时间经典观念的重大突破,也是广义相对论和量子力学统合的成果;同时更是哲学上关于空间和时间是物质存在的客观形式,没有无物质的空间和时间,也没有无空间和时间的物质学说的一曲凯歌!

【参考文献】

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超分子化学论文篇(3)

是什么使美国放弃了花费4000多亿美元发动战争才得以控制的伊拉克石油?也许只有两个解释:美国已经控制了比伊拉克更丰富的石油资源,或者美国已经掌握了能够代替中东石油的新能源技术。

原国家体委主任、少将伍绍祖在2009年10月人民出版社出版的《伍绍祖文集-人体科学卷》第296页讲到“过去美国是反对低温核聚变,现在他们也改变态度了。还有水转化为油的问题,到底是怎么回事?我亲自去了王洪成那里三次,非常仔细地看了。我自己拿个大瓶子接了自来水,喝了一口,然后一直拿着这个瓶子,让人往里面放了一滴催化剂,最后全部变成了油,全部烧掉了。这些都是问题,都还没有解决,也许这里面蕴藏着一个巨大的科学领域。”

伍绍祖描述的“水变油”最早发生在1983年。哈尔滨市一位民间发明家发现在水中加入他偶然失误配制成的“特殊膨化剂”,再加入少许汽油、柴油、棕榈油、玫瑰油等碳氢化合物作为结构信息,95%以上的水就能转变成与汽油或柴油等化学成分极为相近的燃料,能够全部燃烧甚至驱动各类机动车。

很自然,这类天方夜谭式的现象从诞生之日起就受到很多人的怀疑和抨击,一是因为它与人们的常识相悖,二是从原有科学原理上似乎也讲不通。1992年12月16日中国石油化工科学研究院的专家们在检测结论中认为:经检测确认95%以上的水转变成柴油等燃料,但按照现有自然科学理论认为“水中氧的去向与油中碳的来源不明”。因此十多年来不论普通民众还是大批科学家,听到“水变油”的神话不仅很难相信,甚至还有受到愚弄、欺骗的感觉。主流科学界十多年来一直对“水变油”的试验和研究采取否定和抵制态度,并将之解读为“伪科学”而加以批判。

但令人奇怪的是,还有一些科学家与领导人,不但对“水变万物(水变油)”深信不疑,还致力于推动该项目的基础研究和产业化研究。

1985年10月28日大庆石油化工设计院张方纬(院长)、黄炳权、王福生、那英武、周喜臣、赵恒昌、李俊廷、郑尧舜(大庆市市长)8位专家亲笔签字寄给中共中央、国务院的报告中写道:“(一次完成一吨半水基液体合成燃料的生产)是令我们这些从事多年石油化工的同志难以置信的事,但却是千真万确的事实。时间就是一切,中国不尽快搞成(产业化),而让其它国家捷足先登,那时我们将顿足悔恨千古,死时也不能瞑目的憾事。”

第十三届中共中央政治局常委胡启立同志1986年亲自实地考察、请清华大学化学系宋心琦教授严格组织检测了“水基燃料”的真实实验演示,当时讲了三句名言:“是鱼目还是珍珠我能分得清;这是一项令人难以置信而又千真万确的伟大科学发现与发明;搞得好能引起一次新的工业革命,搞不好有可能引发一场新的石油战争。”

著名物理学家、两院院士、“两弹一星”功勋王淦昌1998年5月在病床上第7次写信给中共中央领导人,信中说:“关于水基燃料,十多年前,我看过三次实验。有一次还用水基燃料行车十多公里。当时我曾为之题词……十多年来,由于各种原因,一直未能试生产……希望中央尽快查明事实真相作出决断……否则有可能演出‘中国人相争、外国人得利’的闹剧;……现在已到了刻不容缓的时候了。”

对一项新的高技术发明,尤其是颠覆性的重大科学发现,存在非共识与争议也是很正常的事,但观点如此对立、态度如此截然不同是否超出了学术争议范畴?

不可否认,科学是不断发展变化的,这也是人类文明进步的原动力之一。曾几何时,“日心说”已经是更为科学和超前的理论,而如果以今天的“常识”来看,布鲁诺为了维护日心说而被烧死实在是有点冤枉。科学常识是一成不变的吗?

而尊重事实、没有调查就没有发言权则是永恒不破的科学态度。从对“水变油”态度肯定与否定截然相反的两方 表现来看,人们应当认真思考:在科学无法解释所有问题的今天,也许“水变油”实验与形成机理研究是一项最大胆的科学探索。

鉴于能源关系到国家安全和发展战略,经过国防科工委考察与严格检验,1993年7月24日,中国人民国防科工委政治部任命该技术发明人为新能源试验开发基地主任,国防科工委副参谋长祁军少将(正军级)兼任新能源基地党委书记,1994年1月初,哈尔滨市人民政府将该发明工作移交国防科工委主管。该项科学发现终于被立项研究。次年6月,许驭因实验工作扎实、基础理论创新研究思路清晰,被原国防科工委新能源基地任命为副总工。

不幸的是,因为发明人涉及经济纠纷1995年底被立案审查,导致该项目的真实性再次遭到主流学派的严重质疑,国防科工委新能源试验开发基地遂被解散,该项目研究一度失去了国家经费与舆论上的支持。

“水变油”的实质――氧核冷裂变

“水变万物(水变油)”实验之所以引起巨大争议、令许多著名科学家极力反对,是因为只有偶然巧合的实验结果而缺乏有力的科学理论支撑。事实上,多学科交叉的自然科学理论创新确实艰辛,而且不是短期内轻而易举就能突破的。

原国防科工委新能源试验开发基地主持基础研究的副总工程师、现在上海担任一家新能源研究所所长的许驭,就是经过近18年的潜心研究与磨难,终于揭开“水变油”谜团和地下石油与天然气的真实形成机理的科学家。

2010年5月15日,许驭在上海向《中国科技财富》记者详细介绍了他的研究发现说:“水变油”的过程事实上是一种新发现的天然冷核反应,常规的热核反应是在高温等特殊条件下用普通物质完成的,而“水变油”则是在常温或低温条件下发生的水中氧原子的冷核裂变,许驭称之为“氧核冷裂变”。

氦-3是国际上物理学家公认的核裂变产物。许驭认为,重现土卫六与地下石油天然气形成过程的超常规实验中共发生了两次“氧核冷裂变”:第一次通过巧妙接收宇宙线μ子引发超分子微腔中激发态氧原子发生无水环境中的“氧核冷裂变”,形成高密度超分子超流μ子氦-3离子磁流体(实质上已通过超分子微腔自组装成天然氦-3冷聚变成氦-4的高能冷核聚变微电机);第二次将上述与超分子微腔相配位的μ子氦-3离子磁流体等新物质按万分之一的比例放入大量海水中,在μ子氦-3与外来中子冷聚变为氦-4(放出18.4 MeV能量)的过程中,在海水中发生了第二次“氧核冷裂变”生成石油天然气、大量的氦-4(在干天然气田中含量约占7%)、岩盐等;多余新物质继而与其它物质冷核聚变生成其它金属、非金属共生矿。

以上重现实验检测结果证实:在地球上共生矿的形成过程中,同样存在着一种普遍的能量联系方式即引力波,引力波就是通过大量原子的周期产生与衰变过程中而形成的一种能量波,其主要表现是氢质子吸收反电中微子衰变为中子。芬兰赫尔辛基技术大学Blaauwgeers等学者通过对超流3He磁流体的核磁共振(NMR)研究发现:一种独特的涡旋――直径约10μm的双量子涡旋,即环绕一周位相变化4π的量子涡旋――是氦-3磁流体中最普遍的涡旋结构。许驭认为特殊添加剂中氦-3磁流体双量子涡旋结构,也是水中发生第二次“氧核冷裂变”的必要条件之一。

许驭认为,自然界共生矿的形成过程与生命起源谜题,几乎牵涉到自然科学的各个学科。经过许驭科研组十多年来对天、地、矿、生、数、理、化、医等多学科大跨度的深入研究发现,自然界共生矿的形成过程与生命起源历程,都与拓扑性质的高能、中能与低能超分子光子学和光子集成新技术密切相关。

一种来自宇宙射线π介子衰变的带电高能粒子叫做μ子(俗称胖电子),其一切性质与电子相同,但其质量是电子的207倍。诺贝尔物理学奖获得者阿尔瓦雷兹(L Alvarez)早在1957年在液氢泡室实验中就观察到μ子引发的冷核聚变反应,1968年阿尔瓦雷兹在诺贝尔物理学奖受奖仪式上,再次强调了μ子催化冷核聚变反应的美好前景。许驭认为哈尔滨发明家意外发现的超常规实验(水中氧核冷裂变)与古海洋水中氧核冷裂变形成油气藏等共生矿具有相同的形成机理;其主要能量来源经过合作者重现实验验证就是阿尔瓦雷兹首先发现的高能宇宙射线μ子,因为只有高能宇宙射线μ子才能进入原子核,形成μ子氧原子和瞬发γ(伽玛)辐射,进而形成超分子微腔内的真空相干(强耦合)轴向γ射线激光,引发氧等离子与超分子微腔配位的正氧离子冷裂变,水中的氧原子(原子量16)被瞬发伽玛射线激光分解为碳(原子量12)和氦(原子量4),燃料的主要成分碳氢化合物由此形成。

早在1947年,中科院高能物理所第一任所长张文裕教授在美国普林斯顿大学做科研时,首先发现了宇宙线高能μ子轻松取代核外电子形成 μ子原子的同时发生瞬发γ(伽玛)辐射,当初学术界称赞为“张原子”、“张辐射”。有关检测文献报道,初级μ子能量为100 MeV,次级μ子能量为5. 6 MeV,而氧核核外库伦势垒为2. 34MeV;以前的测定显示激发态氧-16的γ频谱的平均能量对应的值是5-7 MeV,说明在与γ量子波长相对应的超分子光学微腔内发生“氧核冷裂变”没有违反能量守恒定律。

为了让记者更好理解,许驭打了个比方“就像照片底片感光后显影,没有添加任何外来物质而发生了化学变化。宇宙射线比可见光能量更大,它能进入原子核引发核反应,而这种核反应是低温的,辐射只在超分子光学微腔内发生,因而是安全的。”

对于“水变油”的怀疑者来说,“水只含氢和氧,燃料必须的碳是从哪里来的”是他们最主要的质疑根据。在化学变化中,原子不可能无中生有;但在核反应中,原子可以聚变或裂变为其他原子,形成新的物质。

事实上,1980年代EMU-01国际合作组用西欧核子中心SPS加速器把氧-16加速到15、60和200AGev时,发现了氧原子核分裂为碳核和氦核,以及核碎裂为4个氦原子核的测量结果。只是这种变化条件非常苛刻,日常环境下难以实现,而哈尔滨民间发明家幸运地找到了在低温或常温条件下低成本实现冷核裂变的途径。

从许驭的基础理论创新研究结论中可以看出,新发现的超分子光学微腔是冷核裂变不可缺少的条件,这也是有理论根据的。因为国外学者发现,不发光的有机化合物,当其体积由宏观减小到纳米尺寸时,都可能发光,而且发射光的颜色和光谱线的带宽随发光体的尺寸而变化。这种现象被称为量子约束效应(quantum confinement),原因是电子的能带随体积发生变化,从连续到分立,能级位置也发生移动。

诺贝尔物理学奖获得者李政道在他的著作《粒子物理和场论》第25章写道:“至今,在任何高能实验中,能量愈高,我们能探索的空间区域就愈小。因此,我们失去了研究与真空相关的相干现象的机会。为了考察这类可能性,我们把高能或高物质密度分散分布到一个大的空间体积。这类改变真空性质的实验方法,可以称为真空工程……如果我们确实能变革真空,那么我们可能会碰到许多新的完全没有预料到的现象。”

1995年 芭托莉(F.J.Bartoli)等学者发现,四个吡咯共轭构成的卟吩环叠加的有机微腔,不仅有很强的异电荷金属离子配位能力,有类超分子性质的配位化合物分子内电荷迁移,而且能引起有机光学微腔的真空相干效应。

许驭在深入分析、验证“水变油”超常规意外实验时发现:超分子有机微腔是最理想的真空光学量子腔。用类似于克利福德平行线的复几何多维时空超分子微腔去改变拓扑性质的真空,用接收海平面宇宙射线形成的μ子原子或外来相干电磁波等天然外来能量去激发真空,使超分子有机微腔的微“轮胎”型真空物质密度增大207倍以上,可以实现超分子有机微腔内外的相干电磁能(瞬发伽玛射线激光)真空相变,进而重现天然“氧核冷裂变”与其它核天然“冷核聚变”。

许驭说:“水变万物(水变油)其实分为两个阶段,第一阶段是通过冷核裂变将水分子变成碳氢化合物,第二阶段是由加入的汽油、柴油、酒精等提供结构信号模板,水转化出的碳氢在信号模板作用下重新组合、复制转化,所以加什么变什么。实验中95%的水加5%的油就能完全转化成油,但转化后的油具有敲缸、爆缸、腐蚀性等副作用,还需再加工。如果变为65%的水加35%的油就能基本克服这些副作用,但用油量明显上升。”

“发明家异想天开,实验构思奇巧,对人类的贡献极大;但发明家不懂理论、不愿与相关单位开展紧密合作克服其不足,也是当年该项目的产业化推广受到长期制约的原因之一。海水中的‘氧核冷裂变’生产出的透明原油,一定要通过大型炼油厂提炼再加工才能使用。”许驭语气中显露着对发明家的由衷敬佩与无限惋惜。

油气藏等共生矿形成的新解释

许驭用“氧核冷裂变”反应不仅解释了“水变油”现象,同时也为土卫六与地球油气藏等共生矿的形成原理,提供了一个全新的有说服力的解释。

传统理论认为煤炭、油气藏等能源是由远古时期的动植物尸体在地质作用下逐渐演变的。许驭指出,这种解释有一个明显的漏洞:在世界上已发现的3万多个油田中,有8个特大油田占了全部储量的一半左右。如果说石油是由动植物演变而成的,那么就不会出现这种情况,因为生物在地球上的分布虽然不均衡,有的地方多,有的地方少,但绝不会造成如此巨大的差别。从石油的储藏位置来看,世界上已发现的油气田有99%以上产生在沉积岩中。更为有趣的是,许多油气藏与金属和非金属矿床相伴(杜乐天:矿套),在勘探金属矿时,有时会钻出石油,钻石油时,却发现了金属矿床,这一现象是“有机生油说”无法解释的。然而,人们在许多油气田中却发现了大量的氦,这是以往的“有机生油说”和“无机生油说”都无法解释的。

许驭认为土卫六与地球油气藏等共生矿是由来自宇宙的陨星撞击形成的,其“氧核冷裂变”关键反应的外来能量来源与“水变油”超常规实验类似。

许驭强调,数千万年前至数亿年前,在地球、土星及其卫星“土卫六”跟随太阳进入银河系某一主旋臂时期,引力常数发生了变化,类似于1994年7月17日至22日深度撞击木星的彗星(多次多颗彗星)撞击了地球及土卫六古海洋及其沿海地区。天体上的星际分子与地球上的沿海物质会合以后,发生了非常复杂而又协同有序的自组织演变,形成了能接收高能宇宙射线(100 MeV 至5. 6 MeV的能量)、产生天然微型强激光的含有天然光子晶体的特殊光功能材料以及天然形成的超分子微腔体系凝聚态高密度物质。

这种高能新物质只占产生冷核反应海水的万分之一至十万分之一。在天然微型激光冷却形成瞬发的冷分子与冷原子与氧等离子体后,进而发生了超分子配位微腔(相当于微型托卡马克[Tokamak])以原秒速度(每秒发生10的16次方次数)捕陷海水中的激发态氧原子,链式产生了复杂而有序的天然冷核反应与化学反应,使海水中激发态氧原子(核外库伦势垒2. 34MeV)发生局域极化冷核裂变,安全无污染地变成了碳核和氦-3同位素等新物质。其中既有氧原子核的冷核裂变(裂解为碳核、氦-3核以及余下的一个中子与氢核发生冷聚变成为氘核),又有凝聚态光功能新材料中的氦-3在常温下结合一个中子转变为氦-4的冷核聚变。(此前的常温液态高密度μ子氦-3离子及其配位主体超分子体系磁流体,已能简便地通过微电机形式直接转换成极低成本的高效电能。)

氧核冷裂变为碳核后的多余中子转变为质子的β-衰变,同时放出了恒等的电子和反电中微子;行进速度是可见光速度7000倍的超光速反电中微子(携带22. 6 MeV能量)与电中微子并不发生湮灭,而是立即发生了固有的反隧穿效应(其量子涡旋运行的拓扑几何多维卡拉比-丘成桐空间类似于彭罗斯扭量理论引用的“克利福德(William Kingdon Clifford )平行线”),促进天然超分子微腔上的有机基团(-CH2-CH2-)六个核迅速发生冷核聚变(形成-Si-)、以及其它核发生天然冷核聚变形成相邻的金属与非金属共生矿。

彗星等天体深度撞击地球(与土卫六)古海洋的同时发生了地壳下陷与重力异常(包括大陆架陡坡),形成了伴有大量氦气的地下或海底油气藏以及大陆架可燃冰,并与基岩的深部断层伴存;同时导致海平面下降、火山爆发、地形地貌巨变与海陆生物大灭绝,以及其它共生矿(矿套)的形成。

这一理论不但解释了地球能源的形成,而且对地球上曾多次发生的生物大灭绝与生命大爆发(生命起源)也有全新的论述。

许驭认为,在以亿万年为周期轮回发生的以彗星撞击为起因形成的超大规模火山爆发、水化甲烷大规模释放、海平面显著下降(古海洋大海退)、古海洋缺氧、生物大灭绝、大陆架“可燃冰”与多层油气藏的形成等“有机碳骤增”为标志,表明古海洋水中发生“氧核冷核裂变”形成油气藏、金属与非金属共生矿以后,接着又在陨星撞击形成的古海陆大型盆地周边断裂带及不同年代多次下陷构造附近形成分子化石包裹体,以及具有光子集成快速成长特征、10至14天成熟一次的海藻(以环硅氧烷为主体)等初级生命体,进而推动了地球上由无生命到有生命、由生物大灭绝到生命大爆发(大新生)亿万年周期的新轮回与新进化。

由此可以推断,因为好莱坞大片《2012》引发的地球末日大讨论在许驭这里有一个圆满的解释:地球也许不存在真正意义上的末日,但地球上的生物一定会以亿万年为周期进行毁灭――诞生的轮回演变。

重大科学发现“墙内开花墙外香”

结合本文伊始提到的美国放弃伊拉克石油资源我们可以猜想,在1983年的中国偶然发现的“水变油”技术,是不是在美国已经研究成熟、甚至大规模产业化成为可以替代石油的新能源?这种猜想不无根据。

根据许驭提供的原始资料显示:曾与许驭等4人合作的资助合作者及部分实验人员移居美国从事原创科研发展,其超常规冷核反应光子集成技术转让,已获得美国德州州长、美国国会、美国能源部长朱棣文以及美国5所大学的高度重视与支持。只有中专学历、具有高超协调能力的张廷金医师,已被美国有关大学聘任为管理学博士、管理学教授。赚到技术入股的超额利润后,张廷金医师正在美国加州注册创办美国TCCAM医科大学,但此项“氧核冷裂变”新能源项目的核心技术对外还是保密的,有关人士表示“不能讲、不敢讲”。

事实上张廷金移居美国前,美国已经致力于冷核反应生成新能源研究多年。

1989年,马丁•弗莱希曼和斯坦利•庞斯宣布,他们的电化学实验在标准温度和压力条件产生了多余的能量。因为他们不能用已知的化学反应来解释这种物理现象,他们猜测多余的热量可能源自核能。在报界被称为“冷核聚变”。

冷核聚变的相关研究在过去20年曾遭受广泛的负面宣传,但许多科学家认为重要的事情正在发生并继续他们的研究,对此宣传听而不闻。国际权威刊物《科学》杂志于1998年6月载文称:对冷核聚变不怀疑下列事实,多数装置产生异常能量输出,有些已投入市场,有些已取得专利。美国核科学协会已于1998年将电化学低能核反应列入了年会的正式讨论内容。由于“冷核聚变”与人类的能源问题密切相关,日本、意大利、法国等资源匮乏的国家已投巨资资助“冷核聚变”类型的研究。但是,目前困扰科学家们的问题是如何解释这些异常现象。

1997年诺贝尔物理学奖得主,现任美国能源部部长的美籍华人朱棣文当年就是以“激光冷却捕陷原子”获得诺贝尔奖。他预测可能会有科学家将他这项创新的激光冷却光量子技术运用到令人意想不到的科研领域。

值得注意的是,从2004年8月起,朱棣文担任劳伦斯•伯克利国家实验室主任,成为首位掌管这个美国能源部下属国家实验室的亚裔人士。4年半以后,朱棣文毫无争议地成为美国能源部部长。可以想象,朱棣文及其研究成果对美国能源安全的影响。

奥巴马能源新政的核心就是“全力推进新能源技术革命”,美国政府已拨款970亿美元,又吸纳民间投资1000亿美元,推广应用新科技,正在造就新兴大规模的新能源、新化工等战略产业。

朱棣文在公开场合也有意无意地暗示了这种产业巨变即将发生。据2009年2月12日美国记者杰西•詹金斯报道:“美国新任能源部长朱棣文博士向记者说,‘21世纪的工业革命需要新的能源技术,新能源技术革命不要害怕(被大多数人误解为)神话的公开挑战;解决这些紧迫的挑战将需要诺贝尔奖级的基础研究方面的突破;(从而把神话变为现实)。’”

越来越多的事实表明,美国很可能已经抢先一步掌握了这项划时代的新能源技术,并且正在积极组织大规模产业化。而更早发现和解决了基础研究理论难题的中国人,还在徘徊不前。

事实上,在国内原本名不见经传的许驭已经引起国外同行的关注。

《欧洲共同体新闻》(Europe News)网站“世界英语新闻”(World News in English)“超分子”专题,于2009年10月31日、2010年2月24日与3月15日连续3次专题报道、转载了中国上海学者许驭历经17年艰辛钻研、自主创立的《高能与低能超分子微腔光子学》,及其彻底破解、合作重现古海洋水中“氧核冷裂变”形成油气藏等共生矿新能源技术革命基础研究重大原创科研成果,以及许多专家学者的高度评价。

国际著名物理学家、曾获诺贝尔物理学奖提名的尼日利亚国科学院前院长、尼日利亚大学物理与天文系教授亚力克.阿尼马鲁院士〔Alex E. Animalu〕2009年12月2日致函海恒变新能源研究所:“我对多学科融合(原始创新)是感兴趣的,尤其对中国学者许驭的《高能与低能超分子微腔光子学》著作概述很感兴趣。”

国际著名物理学家、特勒肖―伽利略科学院学术顾问、阿根廷大学教授迪耶戈•拉普鲍德(Diego Rapoport)2009年11月24日致函英籍华人陈一文先生:“我很高兴,中国学者许驭的科研成果与我的研究和俄罗斯科学院彼得•伽利耶夫院士(Gariaev)的研究之间存在着联系,能学习许驭的科研成果令我激动。我可以想象许驭总工历经17年埋头钻研,耐心创立自然科学全面融合的新理论体系的艰辛背景、汇聚更多新学科的伟大意义以及他所承受的孤独与牺牲。这是了不得的成就!”

国内许多著名院士正在关注和推荐许驭的高能与低能超分子微腔光子学。师昌绪院士主编的《迈向世界的中国科技》已破格优先录用许驭原创的20个版面的学术论文,2010年6月由中国科学技术出版社出版。

除了国内外学术界的广泛肯定之外,产业界也嗅到了这项惊人技术的极高附加值发展前景。许驭表示国外财团曾许诺付给许驭总工订金300万美元,邀请他一起到国外去继续基础研究与科研创业。考虑到这是攸关国家民族命运的战略大计,他没有接受国外邀请,而是在国防科工委新能源基地1996年因当时的某些权威误解被逼撤销后依然坚持刻苦研究,为保证科研经费先后两次卖掉自己在南京与上海的两套房产苦苦支撑。

基于对项目科学性的冷静考量,《中国科技财富》记者采访询问了相关领域科学家来印证许驭的研究成果。著名物理学家、北京航空航天大学江兴流教授致函本刊:“低能核反应(原称‘冷核聚变’)是跨世纪科学难题,曾被叽为‘伪科学’、‘病态科学’。具有远见卓识的少数科学家,坚持长期的、艰苦的研究,在理论和实验方面取得重要进展。”

江兴流教授在1989年以来基于尖端效应的大量实验结果和在1999年提出的涡旋动力学产生挠场相干提取真空零点能的理论,受到国际科技界的高度重视。他认为“美国新任能源部部长朱棣文把‘冷核反应’作为具有诺贝尔奖水平的能源形式加以重视。许驭研究员十多年来艰辛坚持的‘氧核冷裂变’研究是冷核反应的一种新现象,作为新能源开发,有着重要的理论意义和应用价值,希望有关领导重视这一原始创新研究,使我国不失时机地占领这一高科技制高点,和新经济的增长点。”

北京航空航天大学高歌教授、中国气象科学研究院任振球教授接受记者采访时评议说:“许驭总工创立的《高能与低能超分子微腔光子学》特别是宇宙线μ子催化‘氧核冷裂变’基础研究成果不但有广度,而且有深度;从宇观、宏观到微观已经连成了一条线,做到了多学科融会贯通;许驭的自然科学整体化 原始创新理论框架开创了自然科学发展史的先河,其更多新学科汇聚的发展方向是正确的,其微腔真空工程的会聚技术工艺是新型的。”

记者通过电话采访了解到,上海交通大学数学系孙薇荣教授、周钢副教授等学者很敬佩许驭的以下分析:对新的多维时空高等数理模型的分析综合、改进推导与扬弃提高的过程――实际上发展了爱因斯坦的相对论(放弃其陈旧的数学工具)。因为μ子的链式催化形成机制,实际上就是看不见的量子夸克的形成机制;对宇宙线μ子物理学、量子光学与冷核反应强子化学(包括发展的结构化学、超分子化学、有机化学、无机化学与电化学)的巧妙综合创新――实际上奠定了发展的量子力学的微观物质基础。在重现天然冷核反应的超常规实验基础上,将发展的相对论与发展的量子力学巧妙地统一起来,又发展了超统一的量子引力理论,从而创立了《高能超分子微腔光子学》。

许多教授认为,许驭的高能超分子微腔光子学原创理论综合、补充、验证和发展了以M―超弦理论、圈量子理论和扭量理论为代表的量子引力理论。M―超弦理论是当前描述物质和时空结构的量子引力主流学派之一,该理论初步解决了广义相对论和量子理论的部分相容性问题。M―超弦理论因包含所有相互作用,且作用量只有一个自由参数而被视为终极理论(TOE),它引进了重要而未经实验支持的十维时空和超对称概念,并把十维时空假定分解为4维时空与6维紧致时空的直积。M―超弦理论从引入新变量改进爱因斯坦场方程,通过弗里德曼方程、薛定谔方程,推出与大爆炸理论基本相符的量子宇宙基本方程。M―超弦理论的根本局限是引入了过多未经证明的对偶性,导致了过多的对称群,无法得到量子化产生的根源,也无法了解与整体因果性和波函数相因子有关的问题。它应当能够被更现实、更简明的超分子量子腔复几何――描述天然冷核反应的新数理模型所替代。因为现实世界中费米态和玻色态并不对称,所以新的科学发现的现实数理模型要求超对称破缺。实验检测证明,所有相互作用都是由对称破缺引起的,不同对称群的不同破缺方式与不同的相互作用直接对应。而破缺之所以出现,则由时空的拓扑性质决定。许驭发现的自然界广泛存在的自然态超分子量子腔(一种最理想的时空拓扑空洞),使之与某些对称群相关的场被堵截,从而引起对称性破缺(如正反中微子对称破缺),导致相关的相互作用力在多维拓扑时空(如拓扑超分子真空微腔)中的强耦合,从而提取真空能,实现真空相变(氧核冷裂变与冷核聚变)。

国内外已有十多位专家认为,多学科基础知识雄厚又具有远见卓识的许驭总工创立的上述多学科汇聚原始创新理论,包括高能与低能超分子微腔光子学与光子集成新技术,必将启动21世纪新的科学革命、新产业革命、新能源技术革命与新医疗革命,以极低成本彻底解决人类的能源危机、环境危机、粮食危机、医疗手段破碎化、生命起源与抗衰老等全球性难题,引发经济、技术、社会与新兴产业发展方式的根本性战略转变。

氧核冷裂变原创理论实现了“墙内墙外花共香”

北京大学化学与分子工程学院楮德萤教授认为:肯定、上报、宣传许驭的重大原始创新科研成果不是许驭个人的事,而是事关加快落实科学发展观、加快转变经济发展方式、加快中华民族伟大复兴的大事。

清华大学校友、美籍华人学者王怀安认为,许驭原创的“氧核冷裂变”科研成果,应该是一项“超曼哈顿计划”、“超系统工程”,必将给全人类带来巨大效益的21世纪新科技革命、新产业革命与新能源技术革命大课题。勇于了解、敢于支持原始创新基础研究才能促进重大的非共识项目快速过渡到高度共识的新科技革命项目。迫在眉睫、竞争激烈的国内外科研形势或许可以让大家意识到,21世纪新科技革命、新产业革命已经来临,开创科学发展史先河的许驭原创理论和中国人改变世界的两大科学发现,如果获得产业界不失时机的支持,将会成为我国加快转变经济发展方式的根本选择。

超分子化学论文篇(4)

“超分子”一词早在20 世纪30 年代已经出现,但在科学界受到重视却是50 年之后了. 毕业论文 超分子化学可定义为“超出分子的化学”,是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的,具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学. 在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质,同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1 ] . 超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成. 聚集数可以确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别,把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键) 较弱的作用力. 如范氏力(含氢键) 、亲水或憎水作用等[2 ] .

1  超分子化合物的分类

1. 1  杂多酸类超分子化合物

杂多酸是一类金属一氧簇合物,一般呈笼型结构,是一类优良的受体分子,它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物. 作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值[3 ] ,有关新型Keg-gin 和Dawson 型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注. 杜丹等[4 ,5 ]合成了Dawson 型磷钼杂多酸对苯二酚超分子膜及吡啶Dawson 型磷钼多酸超分子膜修饰电极,发现该膜电极对抗坏血酸的催化峰电流与其浓度在0. 35~0. 50 mol/ L 范围内呈良好的线性关系. 靳素荣等[6 ]合成了9 钨磷酸/ 结晶紫超分子化合物,并对其光致变色性质进行了探究,即合成化合物具有光敏性,漫反射日光即可使其变蓝. 王升富等[7 ]合成了磷钼杂多酸- L - 半胱氨酸自组装超分子膜电极,发现该膜电极对酸性溶液中的NO2- 有明显的电催化还原作用. 毕丽华等[8 ]合成了多酸超分子化合物,首次发现了杂多酸超分子化合物溶于适当有机溶剂中可表现出近晶相液晶行为. 刘术侠等[9 ]以Dawson 型砷钼酸、金刚烷胺为原料合成了超分子化合物(C10H18N) 6As2Mo18O62·6CH3CN·8H2O ,该化合物具有可逆的光致变色特性,并提出了一个可能变色机理.

1. 2  多胺类超分子化合物

由于二氧四胺体系可有效地稳定如Cu ( Ⅱ) 和Ni ( Ⅱ) 等过渡金属离子的高价氧化态,若二氧四胺与荧光基团相连,则光敏物质荧光的猝灭或增强就与相连的二氧四胺配合物与光敏物质间是否发生电子转移密切相关,即通过金属离子可以调节荧光的猝灭或开启,起到光开关的作用. 苏循成等[10 ]合成了8 羟基喹啉取代的二氧四胺大环配体,其中含有2 个独立的螯合基团,在适当情况下能分别与金属离子配位.

大环冠醚由于其自组装性能及分子识别能力而引起人们广泛的重视. 近来,冠醚又成为在超分子体系中用于建构主体分子的一种重要的建造单元. 硕士论文 李晖等[11 ]利用了冠醚分子的分子识别能力及蒽醌分子的光敏性,设计合成了一种新的氮杂冠醚取代蒽醌分子,并以该分子作为主体分子,以稀土离子作为客体构成超分子体系,并研究了超分子体系内的能量转移过程.

1. 3  卟啉类超分子化合物

卟啉及其金属配合物、类似物的超分子功能已应用于生物相关物质分析,展示了更加诱人的前景,并将推动超分子络合物在分析化学中应用的深入开展.

1. 4  树状超分子化合物

树状大分子(dendrimer) 是20 世纪80 年代中期出现的一类较新的合成高分子. 薄志山等[12 ]首次合成以阴离子卟啉作为树状分子的核,树状阳离子为外层,基于卟啉阴离子与树状阳离子之间静电作用力来组装树状超分子复合物. 镧系金属离子(Ln3 + ) 如Tb3 + 和Eu3 + 的发光具有长寿命(微秒级) 、窄波长、对环境超灵敏性等特点,是一种优良的发光材料,但镧系金属离子在水溶液中只有很弱的发光. 朱麟勇等[13 ]合成了聚醚型树枝体与聚丙烯酸线性聚合体的两亲杂化嵌段共聚物,研究表明聚醚树枝体通过对Tb3 + 能量传递,使Tb3 + 发光强度大幅度提高的“天线效应”.

1. 5  液晶类超分子化合物

侧链液晶聚合物具有小分子液晶和高分子材料的双重特性,晏华在《超分子液晶》[14 ]中详细讨论了超分子和液晶的内在联系,探讨了超分子液晶分子工程和超分子液晶热力学. 李敏等[15 ]从分子设计的角度出发,合成了以对硝基偶氮苯为介晶基团的丙烯酸类液晶聚合物,液晶基元上作为电子受体的硝基和作为电子给体的烷氧基可与苯环、N N 之间形成一个离域的π电子体系. 初步的研究表明:电晕极化制备的该类聚合物的取向膜具有二阶非线性光学性质. 堪东中等[16 ]用4 ,4′- 二羧酸1 ,6 二酚氧基正己烷与等摩尔的4 ,4′- 联吡啶合成了“T”型超分子液晶,并观察到随构筑“T”型介晶基元分子结构的变化,组装超分子体系由单向性液晶向稳定的双向性液晶转变的规律性.

1. 6  酞菁类超分子化合物

田宏健等[17 ]合成了带负电荷取代基的中位四(4′- 磺酸基苯基) 卟啉及锌络合物和带正电荷取代基的2 ,9 ,16 ,23 四[ (4′- N ,N ,N 三甲基) 苯氧基]酞菁季铵碘盐及锌络合物,并用Job 氏光度滴定的方法确定了它们的组成,为面对面的杂二聚体或三明治式的杂三聚体超分子排列. 发现在超分子体系中卟啉与酞菁能互相猝灭各自的荧光,用纳秒级的激光闪光光解技术观察到卟啉的正离子在600~650 nm 和酞菁负离子自由基在550~600 nm 的瞬态吸收光谱. 结果表明在超分子体系中存在分子间的光诱导电子转移过程.

2  超分子化合物的合成

2. 1  分子自组装

近年来分子自组装作为一种新的化学合成方法倍受关注,医学论文 尤其是分子尺寸在1~100 nm 的化合物,它们用常见的化学合成法一般很难得到. 最近,Yan 等[18 ]运用超分子自组装方法合成了长度达厘米级、直径达毫米级、管壁达400 nm 的管,成为超分子化学合成上的一个亮点.

刘雅娟等[19 ]利用一对互补的分子组分5 (4 十二烷氧基苯乙烯基2 ,4 ,6 (1H ,3H) 嘧啶三酮和4胺基2 ,6 二十二烷基胺基1 ,3 ,5 三嗪的自组装过程构筑了一种直径约为5μm 的超分子纳米管. 变温傅里叶红外光谱研究表明,在纳米管的形成过程中,氢键、π- π相互作用和范德华力等非共价键相互作用导致了超分子纳米管的形成. Reinhoudt 等报道了最多具有47 个钯配合物的有机金属树状分子,准弹性光散射实验(QELS) 、原子力显微镜(AFM) 和透射电镜( TEM) 表明聚集体为直径200 nm 的圆球,Puddephatt 合成了直到第4 代的树状铂配合物(28 个配位中心) .

2. 2  模板合成

1992 年Mobil 公司的科研人员首次利用阳离子型表面活性剂的超分子液晶模板,合成了有介孔结构的氧化硅和铝硅酸盐,其中最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的MCM - 41[20 ] .

以环糊精(α- CD ,β- CD ,γ- CD) 作为环的轮烷的合成及性能研究尤其引人注目. 环糊精边缘是亲水的,内腔是疏水的,环糊精作为主体与疏水客体分子自我识别可形成轮烷. 刘育[21 ]在以环糊精为受体的分子识别和组装方面做了深入的研究. Isnin 等成功地合成了不对称的轮烷. 分子一端为二甲基(二茂铁甲基) 铵盐,另一端为萘2 磺酸盐. Stoddart 等用聚乙烯醇与α- CD 作用,端基为2 ,4 二硝基苯时,得到了含有20~23 个α- CD 的珍珠项链型轮烷. Stoddart 等在室温下合成一系列的索烃. 在室温下以二苯34 冠10 (BPP34 CI 0) 作为模板得到了索烃,收率高达70 %[22 ] .

2. 3  其他方法

最近,赵朴素等运用密度泛涵B3L YP 方法,在6 - 31G*水平上设计优化了丁二酮肟与苯甲酸通过四重氢键构筑的异三体超分子,职称论文 显示形成三聚体的反应可自发进行,实验合成出相关异三聚体[23 ] .

赵士龙等[24 ]在水热条件下,合成了新型超分子化合物(bipyH2) 2 (H2P2Mo5O23) . H2O ,研究表明,杂多阴离子与质子化的4 ,4′- bipy 和水分子通过氢键连成无限二维网状结构,形成超分子化合物. 栾国有等[25 ]利用中温水热方法合成了化合物(H3NCH2CH2NH3) 2 [ (HPO4) 2Mo5O15 ] ,并确定其构型为5 个MoO6 八面体通过共边和共角连接形成1 个五元环,其环平面的上下两侧各有一组HPO4 四面体通过共用3 个O 原子与Mo —O 簇键合,并且[ H2P2Mo5O23 ]4 - 与H3NCH2CH2NH3 通过强的氢键作用,形成一种新型的有机无机超分子杂化材料.

3  超分子化合物的应用

3. 1  在光化学上的应用

Lehn 等设计了专门用于光释放碱金属离子的穴醚,他们利用2 硝基苄基醚充当一个大环的桥键,紫外光照可使此键断裂,形成单环化合物,后者对碱金属离子的络合能力大大下降. 张海容等[26 ]发现在微量环已烷存在下,B CD 可诱导BNS 发射强的RTP. 尹伟等[27 ]用Eu2 + 与邻菲咯啉( Phen) 、2 噻吩甲酰三氟丙酮( TTA) 和联吡啶(D py) 形成的四元、三元和二元系列配合物与上述2 种分子筛组装成新的系列超分子纳米发光材料,并对它们的发光性能进行了比较. 陈彰评[28 ]合成了卟啉冠醚4 ,4 二甲基联吡啶超分子模型化合物. 研究发现4 ,4 二甲基联吡啶能很好地配合到卟啉与冠醚形成的空穴中去,在光照条件下,生成的卟啉激发态分子能很好地进行电子转移,形成了一个很好的光开关模型.

3. 2  在压电化学传感器的应用

超分子化学的主客体适应原理,在压电化学传感器中得到广泛的应用. 超分子用作压电化学传感器的敏感涂层,利用超分子的特殊空间结构,通过分子间的协同作用,对目标分子进行分子识别. 留学生论文 符合空间结构的分析物被选择性地吸附,可以明显提高压电化学传感器的选择性. 利用多种冠醚衍生物作为QCM 涂层测定有机蒸气,如传感器阵列、模式识别等,在二元、三元、四元有机蒸气混合物中识别,预测结果较好,并用于定量分析. 利用单苯15 冠5 (B15C5) 、单苯18 冠6 (B18C6) 、二苯30 冠10(DB30C10) 涂于TSM 化学传感器电极表面,可对39 种有机蒸气进行分析,其中B15C5 (涂载量12 mg)对甲酸的检出限为20. 1μg/ L ,并具有很宽的线性范围.

Dickert 等用涂B CD 的QCM 和SAW 测定四氯乙烯,测定下限可达几个10 - 6 ( Y) . 以后,他们又用交联B CD 作为QCM 的涂层测定氯苯,大量的二乙醚存在时(二乙醚- 氯苯的体积比为50 000∶1) ,不干扰测定,线性范围10 ×10 - 6~500 ×10 - 6 ( Y) ,并用于监测Grignard 反应终点. Nelli 等用间苯二酚杯芳烃衍生物作QCM 敏感涂层,对硝基苯有较高的选择性,在相对湿度高达90 %和有H2 ,H2S ,NO ,SO2 ,CH4 , n - C4H1O 共存时不干扰测定. Dermody 等用多种杯芳烃衍生物,在SAW 石英表面分子自组装成双分子层,测定苯、氯苯、甲苯等. Pinalli 等用间苯二酚杯芳烃衍生物,测定气相中酒精的含量,线性范围1 ×10 - 3~4 ×10 - 3 ( Y) ,重现性好. Malitesta 等用分子印迹电合成聚合制备仿生QCM 传感器. 姚守拙等用咖啡因(CAF) 作模板分子制成BAW 传感器,对CAF 的响应范围为5. 0 ×10 - 9~1. 0 ×10 - 4

mol/ L ,在pH 8. 0 时检出限5. 0 ×10 - 9 mol/ L ,回收率96. 1 %~105. 6 %[29 ] .

3. 3  超分子化合物的识别作用

所谓分子识别就是主体(或受体) 对客体(或底物) 选择性结合并产生某种特定功能的过程,是组装及组装功能的基础,是酶和受体选择性的根基. 互补性(complementarity) 及预组织(preorganization) 是决定分子识别过程的2 个关键原则,前者决定识别过程的选择性,后者决定识别过程的键和能力.

对羧酸根、磷酸根的识别研究目的主要在于探讨主体分子对氨基酸、肽、核苷酸等的识别,进而研究对肽、核酸的催化水解反应. 大环多胺及其金属配合物能很好地识别羧酸根、磷酸根的主体分子. 带吖啶基团的配合物,通过Zn2 + 配合物的超分子自组装可对对二甲酸进行选择性识别. 如果在大环多胺环外还有可以配位的氨基,则它与Cu ( Ⅱ) 能形成更加稳定的配合物. 化合物(结构见图1)与Co ( Ⅲ) 形成的配合物与PO4

3 - 能形成相当坚固的配合物. 因为分子识别的目的,这是系统可以作为一个能使磷酸键合位置移动的新摸型[30 ] .

3. 4  超分子化合物作为分子器件方面的研究

分子器件是一种由分子元件组装的体系(即超分子结构) ,它被设计成为在电子、离子或光子作用下能完成特定功能的体系. 刘祁涛[31 ]用对苯二甲酸terph 为配体,合成了[Cu2 (bpy) 2 (terph) ]Cl2·4H2O 晶体,其中bpy 为2 ,2′联吡啶. 英语论文 应用苯三甲酸( TMA) 为配体可以合成[Cu3 ( TMA) (H2O) 3 ] n 配位超分子晶体,为由配体超分子的途径制造纳米级的孔材料、实现纳米反应器的设想提供了可能.8 羟基喹啉、邻菲咯啉的许多金属配合物都具有荧光,且配合物稳定. 把8 羟基喹啉或邻菲咯啉引入大环,由于两者都具有独立的配位功能,可以形成稳定的超分子化合物,并进一步发展为光化学器件.

3. 5  超分子化合物在色谱和光谱上的应用

顾玉宗等[32 ]利用LB 技术,以二十碳酸作辅助成膜材料,在疏水处理的P - Si 上分别制备了2 ,4 ,6 ,10 和20 层聚乙烯咔唑(PV K) 超分子膜. 对这种体系的表面光电压谱(SPS) 研究结果表明,表面光电压随PV K膜层数的增加而增强,在紫外区增强较为明显,随着膜层数的增加,表面光电压有趋于饱和的趋势. 膜对基底的敏化主要是由于PV K的光导电性引起的. 杨扬等[33 ]成功地用高效液相色谱法分离了某些超分子化合物合成过程中间产物富电子对苯二酚聚醚链(HQ) 系列产品.

3. 6  超分子催化及模拟酶的分析应用

超分子的反应性和催化性,与酶对底物的识别和催化底物参加反应极相似. 工作总结 以模仿天然酶对底物的分子识别和高效催化活性为目的的模拟酶(或称人工酶) 研究近十多年来是生物化学和有机化学的重要课题. 其中对过氧化物模拟酶的分析应用研究特别突出. 慈云祥等将氨基酸、蛋白质、核酸,对某些金属卟啉的模拟酶活性的影响加以应用,并结合免疫分析技术,建立模拟酶作示踪物的酶免疫分析方法,或以模拟酶作非放射性探针标记物建立核酸序列分析方法[34 ] .

3. 7  在分析化学上的应用

Shinkai 等在研究硼酸衍生化卟啉的分子组装行为,并用于测定糖分子构型方面取得了许多成果.例如:四(4 硼酸基苯基) 卟啉( TBPP) 在水溶液中和糖分子存在下由π- π堆积成的聚集体,圆二色谱(CD) 的激子偶合带( ECB) 符号,对糖分子的绝对构型有专一性,可检测糖分子的绝对构型等等[34 ] .

4  结 语

目前,超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用,该学科的研究将更加紧密地与各化学分支相结合. 可以预见,作为超分子化学起源的主客体化学将与有机合成化学、配位化学和生物化学互相促进,为生命科学、能源科学等共同做出巨大贡献;超分子化学方法在无机化学中的应用,留学生论文 将使人们获得多种具特定功能的配合物、晶体、陶瓷等材料;物理化学则要改变当前超分子化学的定性科学现状,从微观和宏观上把选择性分子间力、分子识别、分子自组装等过程用适当的变量进行定量描述,从而提高人们对超分子化学的认识和预测、控制能力,最终要寻求解释超分子体系内在运动规律和预言此类体系整体功能的理论工具[2 ] . 参考文献

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[14] 晏华. 超分子液晶[M] . 北京:科学出版社,2000. 1-230.

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[17] 田宏健,周庆复,沈淑引. 酞菁卟啉超分子的形成及光致电子转移过程[J ] . 物理化学学报,1996 ,12 (1) :44-48.

超分子化学论文篇(5)

“超分子”一词早在20 世纪30 年代已经出现,但在科学界受到重视却是50 年之后了. 毕业论文 超分子化学可定义为“超出分子的化学”,是关于若干化学物种通过分子间相互作用结合在一起所构成的,具有较高复杂性和一定组织性的整体的化学. 在这个整体中各组分还保持某些固有的物理和化学性质,同时又因彼此间的相互影响或扰动而表现出某些整体功能[1 ] . 超分子体系的微观单元是由若干乃至许许多多个不同化合物的分子或离子或其他可单独存在的具有一定化学性质的微粒聚集而成. 聚集数可以确定或不确定,这与一分子中原子个数严格确定具有本质区别,把多个组分的基本微观单元聚集成“超分子”的凝聚力是一些(相对于共价键) 较弱的作用力. 如范氏力(含氢键) 、亲水或憎水作用等[2 ] .

1  超分子化合物的分类

1. 1  杂多酸类超分子化合物

杂多酸是一类金属一氧簇合物,一般呈笼型结构,是一类优良的受体分子,它可以与无机分子、离子等底物结合形成超分子化合物. 作为一类新型电、磁、非线性光学材料极具开发价值[3 ] ,有关新型keg-gin 和dawson 型结构的多酸超分子化合物的合成及功能开发日益受到研究者的关注. 杜丹等[4 ,5 ]合成了dawson 型磷钼杂多酸对苯二酚超分子膜及吡啶dawson 型磷钼多酸超分子膜修饰电极,发现该膜电极对抗坏血酸的催化峰电流与其浓度在0. 35~0. 50 mol/ l 范围内呈良好的线性关系. 靳素荣等[6 ]合成了9 钨磷酸/ 结晶紫超分子化合物,并对其光致变色性质进行了探究,即合成化合物具有光敏性,漫反射日光即可使其变蓝. 王升富等[7 ]合成了磷钼杂多酸- l - 半胱氨酸自组装超分子膜电极,发现该膜电极对酸性溶液中的no2- 有明显的电催化还原作用. 毕丽华等[8 ]合成了多酸超分子化合物,首次发现了杂多酸超分子化合物溶于适当有机溶剂中可表现出近晶相液晶行为. 刘术侠等[9 ]以dawson 型砷钼酸、金刚烷胺为原料合成了超分子化合物(c10h18n) 6as2mo18o62·6ch3cn·8h2o ,该化合物具有可逆的光致变色特性,并提出了一个可能变色机理.

1. 2  多胺类超分子化合物

由于二氧四胺体系可有效地稳定如cu ( ⅱ) 和ni ( ⅱ) 等过渡金属离子的高价氧化态,若二氧四胺与荧光基团相连,则光敏物质荧光的猝灭或增强就与相连的二氧四胺配合物与光敏物质间是否发生电子转移密切相关,即通过金属离子可以调节荧光的猝灭或开启,起到光开关的作用. 苏循成等[10 ]合成了8 羟基喹啉取代的二氧四胺大环配体,其中含有2 个独立的螯合基团,在适当情况下能分别与金属离子配位.

大环冠醚由于其自组装性能及分子识别能力而引起人们广泛的重视. 近来,冠醚又成为在超分子体系中用于建构主体分子的一种重要的建造单元. 硕士论文 李晖等[11 ]利用了冠醚分子的分子识别能力及蒽醌分子的光敏性,设计合成了一种新的氮杂冠醚取代蒽醌分子,并以该分子作为主体分子,以稀土离子作为客体构成超分子体系,并研究了超分子体系内的能量转移过程.

1. 3  卟啉类超分子化合物

卟啉及其金属配合物、类似物的超分子功能已应用于生物相关物质分析,展示了更加诱人的前景,并将推动超分子络合物在分析化学中应用的深入开展.

1. 4  树状超分子化合物

树状大分子(dendrimer) 是20 世纪80 年代中期出现的一类较新的合成高分子. 薄志山等[12 ]首次合成以阴离子卟啉作为树状分子的核,树状阳离子为外层,基于卟啉阴离子与树状阳离子之间静电作用力来组装树状超分子复合物. 镧系金属离子(ln3 + ) 如tb3 + 和eu3 + 的发光具有长寿命(微秒级) 、窄波长、对环境超灵敏性等特点,是一种优良的发光材料,但镧系金属离子在水溶液中只有很弱的发光. 朱麟勇等[13 ]合成了聚醚型树枝体与聚丙烯酸线性聚合体的两亲杂化嵌段共聚物,研究表明聚醚树枝体通过对tb3 + 能量传递,使tb3 + 发光强度大幅度提高的“天线效应”.

1. 5  液晶类超分子化合物

侧链液晶聚合物具有小分子液晶和高分子材料的双重特性,晏华在《超分子液晶》[14 ]中详细讨论了超分子和液晶的内在联系,探讨了超分子液晶分子工程和超分子液晶热力学. 李敏等[15 ]从分子设计的角度出发,合成了以对硝基偶氮苯为介晶基团的丙烯酸类液晶聚合物,液晶基元上作为电子受体的硝基和作为电子给体的烷氧基可与苯环、n n 之间形成一个离域的π电子体系. 初步的研究表明:电晕极化制备的该类聚合物的取向膜具有二阶非线性光学性质. 堪东中等[16 ]用4 ,4′- 二羧酸1 ,6 二酚氧基正己烷与等摩尔的4 ,4′- 联吡啶合成了“t”型超分子液晶,并观察到随构筑“t”型介晶基元分子结构的变化,组装超分子体系由单向性液晶向稳定的双向性液晶转变的规律性.

1. 6  酞菁类超分子化合物

田宏健等[17 ]合成了带负电荷取代基的中位四(4′- 磺酸基苯基) 卟啉及锌络合物和带正电荷取代基的2 ,9 ,16 ,23 四[ (4′- n ,n ,n 三甲基) 苯氧基]酞菁季铵碘盐及锌络合物,并用job 氏光度滴定的方法确定了它们的组成,为面对面的杂二聚体或三明治式的杂三聚体超分子排列. 发现在超分子体系中卟啉与酞菁能互相猝灭各自的荧光,用纳秒级的激光闪光光解技术观察到卟啉的正离子在600~650 nm 和酞菁负离子自由基在550~600 nm 的瞬态吸收光谱. 结果表明在超分子体系中存在分子间的光诱导电子转移过程.

2  超分子化合物的合成

2. 1  分子自组装

近年来分子自组装作为一种新的化学合成方法倍受关注,医学论文 尤其是分子尺寸在1~100 nm 的化合物,它们用常见的化学合成法一般很难得到. 最近,yan 等[18 ]运用超分子自组装方法合成了长度达厘米级、直径达毫米级、管壁达400 nm 的管,成为超分子化学合成上的一个亮点.

刘雅娟等[19 ]利用一对互补的分子组分5 (4 十二烷氧基苯乙烯基2 ,4 ,6 (1h ,3h) 嘧啶三酮和4胺基2 ,6 二十二烷基胺基1 ,3 ,5 三嗪的自组装过程构筑了一种直径约为5μm 的超分子纳米管. 变温傅里叶红外光谱研究表明,在纳米管的形成过程中,氢键、π- π相互作用和范德华力等非共价键相互作用导致了超分子纳米管的形成. reinhoudt 等报道了最多具有47 个钯配合物的有机金属树状分子,准弹性光散射实验(qels) 、原子力显微镜(afm) 和透射电镜( tem) 表明聚集体为直径200 nm 的圆球,puddephatt 合成了直到第4 代的树状铂配合物(28 个配位中心) .

2. 2  模板合成

1992 年mobil 公司的科研人员首次利用阳离子型表面活性剂的超分子液晶模板,合成了有介孔结构的氧化硅和铝硅酸盐,其中最具有代表性的是有六方排列介孔孔道的mcm - 41[20 ] .

以环糊精(α- cd ,β- cd ,γ- cd) 作为环的轮烷的合成及性能研究尤其引人注目. 环糊精边缘是亲水的,内腔是疏水的,环糊精作为主体与疏水客体分子自我识别可形成轮烷. 刘育[21 ]在以环糊精为受体的分子识别和组装方面做了深入的研究. isnin 等成功地合成了不对称的轮烷. 分子一端为二甲基(二茂铁甲基) 铵盐,另一端为萘2 磺酸盐. stoddart 等用聚乙烯醇与α- cd 作用,端基为2 ,4 二硝基苯时,得到了含有20~23 个α- cd 的珍珠项链型轮烷. stoddart 等在室温下合成一系列的索烃. 在室温下以二苯34 冠10 (bpp34 ci 0) 作为模板得到了索烃,收率高达70 %[22 ] .

2. 3  其他方法

最近,赵朴素等运用密度泛涵b3l yp 方法,在6 - 31g*水平上设计优化了丁二酮肟与苯甲酸通过四重氢键构筑的异三体超分子,职称论文 显示形成三聚体的反应可自发进行,实验合成出相关异三聚体[23 ] .

赵士龙等[24 ]在水热条件下,合成了新型超分子化合物(bipyh2) 2 (h2p2mo5o23) . h2o ,研究表明,杂多阴离子与质子化的4 ,4′- bipy 和水分子通过氢键连成无限二维网状结构,形成超分子化合物. 栾国有等[25 ]利用中温水热方法合成了化合物(h3nch2ch2nh3) 2 [ (hpo4) 2mo5o15 ] ,并确定其构型为5 个moo6 八面体通过共边和共角连接形成1 个五元环,其环平面的上下两侧各有一组hpo4 四面体通过共用3 个o 原子与mo —o 簇键合,并且[ h2p2mo5o23 ]4 - 与h3nch2ch2nh3 通过强的氢键作用,形成一种新型的有机无机超分子杂化材料.

3  超分子化合物的应用

3. 1  在光化学上的应用

lehn 等设计了专门用于光释放碱金属离子的穴醚,他们利用2 硝基苄基醚充当一个大环的桥键,紫外光照可使此键断裂,形成单环化合物,后者对碱金属离子的络合能力大大下降. 张海容等[26 ]发现在微量环已烷存在下,b cd 可诱导bns 发射强的rtp. 尹伟等[27 ]用eu2 + 与邻菲咯啉( phen) 、2 噻吩甲酰三氟丙酮( tta) 和联吡啶(d py) 形成的四元、三元和二元系列配合物与上述2 种分子筛组装成新的系列超分子纳米发光材料,并对它们的发光性能进行了比较. 陈彰评[28 ]合成了卟啉冠醚4 ,4 二甲基联吡啶超分子模型化合物. 研究发现4 ,4 二甲基联吡啶能很好地配合到卟啉与冠醚形成的空穴中去,在光照条件下,生成的卟啉激发态分子能很好地进行电子转移,形成了一个很好的光开关模型.

3. 2  在压电化学传感器的应用

超分子化学的主客体适应原理,在压电化学传感器中得到广泛的应用. 超分子用作压电化学传感器的敏感涂层,利用超分子的特殊空间结构,通过分子间的协同作用,对目标分子进行分子识别. 留学生论文 符合空间结构的分析物被选择性地吸附,可以明显提高压电化学传感器的选择性. 利用多种冠醚衍生物作为qcm 涂层测定有机蒸气,如传感器阵列、模式识别等,在二元、三元、四元有机蒸气混合物中识别,预测结果较好,并用于定量分析. 利用单苯15 冠5 (b15c5) 、单苯18 冠6 (b18c6) 、二苯30 冠10(db30c10) 涂于tsm 化学传感器电极表面,可对39 种有机蒸气进行分析,其中b15c5 (涂载量12 mg)对甲酸的检出限为20. 1μg/ l ,并具有很宽的线性范围.

dickert 等用涂b cd 的qcm 和saw 测定四氯乙烯,测定下限可达几个10 - 6 ( y) . 以后,他们又用交联b cd 作为qcm 的涂层测定氯苯,大量的二乙醚存在时(二乙醚- 氯苯的体积比为50 000∶1) ,不干扰测定,线性范围10 ×10 - 6~500 ×10 - 6 ( y) ,并用于监测grignard 反应终点. nelli 等用间苯二酚杯芳烃衍生物作qcm 敏感涂层,对硝基苯有较高的选择性,在相对湿度高达90 %和有h2 ,h2s ,no ,so2 ,ch4 , n - c4h1o 共存时不干扰测定. dermody 等用多种杯芳烃衍生物,在saw 石英表面分子自组装成双分子层,测定苯、氯苯、甲苯等. pinalli 等用间苯二酚杯芳烃衍生物,测定气相中酒精的含量,线性范围1 ×10 - 3~4 ×10 - 3 ( y) ,重现性好. malitesta 等用分子印迹电合成聚合制备仿生qcm 传感器. 姚守拙等用咖啡因(caf) 作模板分子制成baw 传感器,对caf 的响应范围为5. 0 ×10 - 9~1. 0 ×10 - 4

mol/ l ,在ph 8. 0 时检出限5. 0 ×10 - 9 mol/ l ,回收率96. 1 %~105. 6 %[29 ] .

3. 3  超分子化合物的识别作用

所谓分子识别就是主体(或受体) 对客体(或底物) 选择性结合并产生某种特定功能的过程,是组装及组装功能的基础,是酶和受体选择性的根基. 互补性(complementarity) 及预组织(preorganization) 是决定分子识别过程的2 个关键原则,前者决定识别过程的选择性,后者决定识别过程的键和能力.

对羧酸根、磷酸根的识别研究目的主要在于探讨主体分子对氨基酸、肽、核苷酸等的识别,进而研究对肽、核酸的催化水解反应. 大环多胺及其金属配合物能很好地识别羧酸根、磷酸根的主体分子. 带吖啶基团的配合物,通过zn2 + 配合物的超分子自组装可对对二甲酸进行选择性识别. 如果在大环多胺环外还有可以配位的氨基,则它与cu ( ⅱ) 能形成更加稳定的配合物. 化合物(结构见图1)与co ( ⅲ) 形成的配合物与po4

3 - 能形成相当坚固的配合物. 因为分子识别的目的,这是系统可以作为一个能使磷酸键合位置移动的新摸型[30 ] .

3. 4  超分子化合物作为分子器件方面的研究

分子器件是一种由分子元件组装的体系(即超分子结构) ,它被设计成为在电子、离子或光子作用下能完成特定功能的体系. 刘祁涛[31 ]用对苯二甲酸terph 为配体,合成了[cu2 (bpy) 2 (terph) ]cl2·4h2o 晶体,其中bpy 为2 ,2′联吡啶. 英语论文 应用苯三甲酸( tma) 为配体可以合成[cu3 ( tma) (h2o) 3 ] n 配位超分子晶体,为由配体超分子的途径制造纳米级的孔材料、实现纳米反应器的设想提供了可能.8 羟基喹啉、邻菲咯啉的许多金属配合物都具有荧光,且配合物稳定. 把8 羟基喹啉或邻菲咯啉引入大环,由于两者都具有独立的配位功能,可以形成稳定的超分子化合物,并进一步发展为光化学器件.

3. 5  超分子化合物在色谱和光谱上的应用

顾玉宗等[32 ]利用lb 技术,以二十碳酸作辅助成膜材料,在疏水处理的p - si 上分别制备了2 ,4 ,6 ,10 和20 层聚乙烯咔唑(pv k) 超分子膜. 对这种体系的表面光电压谱(sps) 研究结果表明,表面光电压随pv k膜层数的增加而增强,在紫外区增强较为明显,随着膜层数的增加,表面光电压有趋于饱和的趋势. 膜对基底的敏化主要是由于pv k的光导电性引起的. 杨扬等[33 ]成功地用高效液相色谱法分离了某些超分子化合物合成过程中间产物富电子对苯二酚聚醚链(hq) 系列产品.

3. 6  超分子催化及模拟酶的分析应用

超分子的反应性和催化性,与酶对底物的识别和催化底物参加反应极相似. 工作总结 以模仿天然酶对底物的分子识别和高效催化活性为目的的模拟酶(或称人工酶) 研究近十多年来是生物化学和有机化学的重要课题. 其中对过氧化物模拟酶的分析应用研究特别突出. 慈云祥等将氨基酸、蛋白质、核酸,对某些金属卟啉的模拟酶活性的影响加以应用,并结合免疫分析技术,建立模拟酶作示踪物的酶免疫分析方法,或以模拟酶作非放射性探针标记物建立核酸序列分析方法[34 ] .

3. 7  在分析化学上的应用

shinkai 等在研究硼酸衍生化卟啉的分子组装行为,并用于测定糖分子构型方面取得了许多成果.例如:四(4 硼酸基苯基) 卟啉( tbpp) 在水溶液中和糖分子存在下由π- π堆积成的聚集体,圆二色谱(cd) 的激子偶合带( ecb) 符号,对糖分子的绝对构型有专一性,可检测糖分子的绝对构型等等[34 ] .

4  结 语

目前,超分子化学的理论和方法正发挥着越来越重要的作用,该学科的研究将更加紧密地与各化学分支相结合. 可以预见,作为超分子化学起源的主客体化学将与有机合成化学、配位化学和生物化学互相促进,为生命科学、能源科学等共同做出巨大贡献;超分子化学方法在无机化学中的应用,留学生论文 将使人们获得多种具特定功能的配合物、晶体、陶瓷等材料;物理化学则要改变当前超分子化学的定性科学现状,从微观和宏观上把选择性分子间力、分子识别、分子自组装等过程用适当的变量进行定量描述,从而提高人们对超分子化学的认识和预测、控制能力,最终要寻求解释超分子体系内在运动规律和预言此类体系整体功能的理论工具[2 ] . 参考文献:

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超分子化学论文篇(6)

[收稿日期] 2013-06-09

[基金项目] 国家自然科学基金项目(81073142,81173558,81270055);国家博士点基金项目(20124323110002);湖南省自然基金重点项目(11JJ2055);湖南省教育厅十二五药学重点学科项目

[通信作者] 贺福元,教授,博士生导师,主要从事中药药理学、中药药剂学、中医药超分子机制及数理特征化研究工作,Tel:(0731)5381372,E-mail:

超分子化学(supramolecular chemistry)根源于配位化学,有人称之为广义配位化学(generalized coordination chemistry),是30多年来迅猛发展起来的一门交叉学科,它与材料科学、信息科学、生命科学等学科紧密相关,是当代最前沿的化学研究领域之一。这个领域起源于碱金属阳离子被天然和人工合成的大环和多环配体,即冠醚和穴醚的选择性结合。1967年C J Pederson报道了冠醚配位性能的发现,揭开了超分子化学发展的序幕。1973年,D J Cram基于在大环配体与金属或有机分子络合化学方面的研究,提出了以配体(受体)为主体,以络合物(底物)为客体的主客体化学。超分子化学概念和术语是1978年J M lehn模拟蛋白质螺旋结构自组装体的研究内容而引进的,在一定程度上超越了大环与主客体化学而进入了所谓“分子工程”领域,即在分子水平上制造有一定结构的分子聚集体而起到一定的特殊性质的工程,并进一步提出了超分子化学即“超越分子的化学”的概念。“基于共价键存在着分子化学领域,基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学”是对分子与超分子化学的中肯诠释。自从1987年Pederson,Cram和Lehn因为对超分子化学领域的杰出贡献而获得该年度的诺贝尔化学奖以来,超分子化学便蜚声世界,受到了科学界和大众的广泛关注[1]。

分子化学是原子之间通过化学键作用形成分子,是以分子为研究对象的化学,可称为特征化学;而超分子化学是以多种弱相互作用力而非化学键为基础,是由多个分子通过这种弱的分子间非共价键的相互作用为研究对象的化学,和原子间由化学键作用而形成分子的化学不同,超分子化学是研究分子间相互作用的科学,也可以称为表观化学[2-3]。

超分子化合物是由主体分子和一个或多个客体分子之间通过非共价键作用而形成的复杂而有组织的化学体系。主体通常是富电子的分子,可以作为电子给体,如碱、阴离子、亲核体等;客体是缺电子的分子,可作为电子受体,如酸、阳离子、亲电体等。超分子体系中主体和客体之间不是经典的配位键,而是分子间的弱相互作用,即氢键、主客体作用、静电作用、π-π堆积作用等,其键能大约为共价键的5%~10%,且具有累加性,但形成的基础是相同的,都是分子间的协同和空间的互补,因此可以认为,超分子化学是配位化学概念的扩展。

中医药基础理论是中华民族几千年同疾病临床斗争的结晶,其正确性与科学性不容置疑。众所周知,中医药理论是建立在对人体有序的多分子群作用基础上的宏观规律表征,长期以来大家多是从宏观方面寻找解决问题的线索,对于能否从微观物质基础层面找到诠释物质基础多持否认的态度,并且认为这是中医药理论区别于西医的固有特点,这些观点容易强化“中医药不存在微观物质属性”的观点。这主要有2个原因,一是中医药长期的宏观思维阻碍了以体现中医药理论为核心的微观物质的寻找,从思想上固执地认为找不到,也不想怎么找到,这多体现在中医药院校的人才思维之中;二是长期寻找无果,由于对现代非医学科学缺乏系统而精心的学习,没有找准现代非医学科学理论,只牵强附会地将中医药理论与现代科学凑合,多借助现代科学仪器设备从“静态”的角度进行人体观察,却试图找到能反映宏观“动态”中医药理论的微观物质基础,其结果注定要失败,这多体现在非中医药院校的人才思维之中。由于中医药理论的微观物质运行规律长期不明,累遭非中医人士的诟病,因此能否从微观层面找到中医药理论化学作用的本质规律是能否诠释中医药理论并为现代社会所接受(所谓的中医药现代化)的关键,长期萦绕在作者心头。近年作者在研究网络药理学的成分群与网络靶点的作用规律、在研究中药“穴药”法归经理论、在研究单成分的构效关系时,首次接触到了超分子化学,发现两者有天然渊源关系,这种大小分子群间作用的印迹模板(钥匙)关系理论正是整合人体“海洋般”分子群相互作用而表现出的宏观规律,阐述中医药理论的“不二法门”理论。因此,本文先从超分子化学的研究现状入手,然后与中医的经络脏腑理论与中药药性理论结合,剖析人体大小分子群作用的超分子运行规律,证明能从微观物质作用规律层面上勾画出中医药基础理论,据此可提出中医药基础理论微观与宏观现代化的途径与框架图。

1 超分子化学的研究现状

1.1 超分子化学研究的3个阶段

超分子化学研究经过了主客体化学、分子识别化学和自组装化学3个发展阶段。主客体化学是以主体洞穴包裹客体小分子而形成超分子,为超分子研究的起初阶段,只追求特异的非化学键组成的超分子特异性结构;分子识别化学与医学有历史渊源,早源于免疫学的抗体与抗原识别化学,抗体依抗原表面决定簇识别而合成抗体,两者结合可形成巨大的超分子;自组装化学是基于既有氢键供体又有氢键受体的易形成氢键的分子,或基于既有电子供体又有电子受体的易形成传荷络合物分子,当这种分子以特定的结构存在时会自组装成高分子聚合物。当然,这3个过程不是严格的顺承关系,而是相互渗透和相互关联的。例如,在模拟细胞膜的研究中,超分子化学家就同时运用了主客体化学和超分子自组装化学的知识和手段。荷兰的Reinhoudt率先提出了分子印刷板(molecular-printboard)的新概念[4],即将修饰有主体分子(自组装单分子层)的表面作为分子印刷板。这种富集了大量主体分子的表面像自然界的细胞膜一样具有表面识别位点,在这种表面上,客体分子通过超分子相互作用可以有效定位。由超分子化学研究的3个阶段可知,其理论将对中医药基础理论的解释将会产生重大而深远的影响。

1.2 超分子中的主要主体化合物

超分子的主体化合物是指构成超分子印迹孔穴(通道)的化合物,其中潜在特异的可结合的模板分子,两者为钥锁关系。在超分子化学的发展过程中,越来越多的主体分子被发现或者合成,目前经典的超分子化学中的主体化合物如下。

1.2.1 冠醚配合物 这是最早发现和研究的化学超分子物质。冠醚一般是具有(CH2CH2X)重复结构单元的大环化合物,其中X代表杂原子。从环上所含杂原子来看,冠醚化学己从最初的全氧冠醚发展到硫、硒、氮、磷、砷、硅、锗和锡等杂冠醚。冠醚化合物都具有确定的大环结构,不像一般非环配体那样,只是在形成金属配合物时才形成环[5]。

1.2.2 环糊精和环糊精包合物 环糊精(cyclodextrin,CD)也称作环聚葡萄糖,是由若干D-吡喃葡萄糖单元环状排列而成的一组低聚糖的总称。它具有圆筒状疏水性内腔和亲水性外沿,与柔性的开链类似物相比具有特别的物理和化学性质。Villiers于1891年通过用酶降解淀粉发现了环糊精并分离出来,1904年Scharidinerge表征它们为环状低聚糖,1938年Freudenberg等把它们描述成吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接构成的大环化合物。迄今为止,己有不少专著与若干长篇综述、多于1 400个以上的专利和数以千计的文章描述环糊精及其包合物的结构、性质和应用。在药剂学上已有广泛的应用,多采用β-环糊精。含有环糊精结构的自组装体己经被应用到分子识别[6]、药物输运[7]、超分子凝胶[8]和微反应器等领域。我国著名化学家徐光宪院士曾经特别指出环糊精超分子科学是21世纪化学领域11个突破口之一[9]。

1.2.3 杯芳烃 杯芳烃是一类对位烷基苯酚通过亚甲基在酚羟基邻位连接而构成的一类大环化合物,是酚醛树脂缩合的环状化合物。最有代表性的是20世纪40年代Zinke等用对叔丁基苯酚和甲醛在氢氧化钠存在下加热得到的由对叔丁基苯酚结构单元和亚甲基交替连接的四聚体。该化合物的分子模型表明它的形状像一个杯子或花瓶,故称之为杯芳烃。在杯芳烃p-tert-butylcalix(n)-arene的杯状结构底部紧密而有规律地排列着n个酚羟基,而杯状结构的上部具有疏水性的空穴。前者鳌合和输送阳离子,后者则能与中性分子形成配合物。由于杯芳烃的这种独特的结构,离子和中性分子均可作为其形成配合物的客体。

1.2.4 瓜环 瓜环是一类由n个甘脲单元和 2n个亚甲基桥联起来的大环化合物,具有刚性疏水性穴腔及亲水性端口的特殊结构,与客体作用后有可能改变客体物质的理化性质,使得瓜环成为超分子化学的重要主体之一。瓜环作为一种潜在的药物运转、缓释或控释载体,药物与瓜环作用后,可显著地改变药物性质。瓜环是继冠醚、环糊精和杯芳烃等大环化合物之后的一类新型大环化合物[10-11]。

1.2.5 其他类型的大环化合物 ①葫芦脲:由尿素、乙二醛和甲醛之间的简单反应获得的大环化合物[12]。葫芦脲与环糊精或其他大环化合物相比,其另一特征是具有更加刚性的结构;②卟啉和酞菁:卟啉是在卟吩环上拥有取代基的一类大环化合物的总称。卟吩是由4个吡咯环和4个次甲基桥联起来的大π共轭体系;卟吩分子中4个吡咯环的8个β位和4个中位的氢原子均可被其他基团所取代,生成各种各样的卟吩衍生物,即卟啉。酞菁是与卟啉结构相近的大环化合物。卟吩环“中位”上的碳原子被氮原子取代即为酞菁。环上未曾和氢结合的氮原子可以接受2个质子,形成正二价离子;已和氢结合的氮原子又能给出2个质子,形成负二价的离子,而同正价的金属离子形成配合物。卟啉和酞菁阴离子对过渡金属离子有很强的配位能力[13];③环肽:环肽是以多个氨基酸的肽键构成的环状化合物,广泛存在于自然界中,已报道的环肽大多来自于海棉状和海洋中的节肢动物等低等生物中,实际上环肽和类环肽也广泛存在于微生物、真菌、藻类和高等植物,并在生物体的生命活动中扮演着重要的角色。除此,还有杂多酸类、多胺类、树状、液晶类等超分子化合物[14]。

1.2.6 人体巨复超分子体 首先人体内的单分子、超分子通过自组织、自组装、自识别与自复制组成一定功能的超分子,在众多小分子模板基础上进行超分子主体结构的合成,如参与的各种生化代谢反应酶合成、基于氨基酸的蛋白质合成、基于葡萄糖的肝糖元合成,基于核苷酸的DNA,RNA合成等。这此合成的超分子主体又以亚单位合成巨大功能性超分子主体,众多功能性巨大超分子主体组成细胞器,众多细胞器构成细胞,然后通过自我复制分化成各种功能类型的细胞,再联接形成器官组织,最终构成整个人体。在这个多级的超分子主体生成过程,母体超分子保留了子体超分子的印迹模板,因此人体就是一个拥有各种层次印迹模板,按一定的空间孔穴通道结构进行联接所形成的巨复超分子体。

1.3 超分子的结构与作用的主要特征

1.3.1 超分子结构的主要特征 由上述的主体化合物可知超分子结构特征有:①超分子是主体与客体两部分分子组成的非成键化合物,可以结合也可以脱离,主客体分子存在一定的分子构象关系,两者结合程度由构象决定;②主体分子中存在一定形状的孔穴,容纳与孔穴模板相同或相似小分子,不相同或不相似的小分子难能进入孔穴或结合不紧,两者存在钥锁关系;③超分子主体之间可结合形成更大的超分子主体化合物; ④主体分子可以环合生成封闭孔穴,也可非环合聚合成开放孔穴,以螺旋状、片状、胶束、纳米囊、聚合亚单、细胞器及细胞等各种形式,由小分子到大分子形成各种超分子聚集主体;细胞是庞大超分子聚集主体体系,人体更是巨复超分子聚集主体体系,包含了从单分子到各种超分子聚集体的通道结构与印迹模板;⑤各种层次的超分子主体化合物以特定的孔穴模板相连,形成经络脏腑,组织器管,能与相一致的模板小分子进行作用;⑥超分子的主体与客体结合后形成的超分子,会改变主客体分子的性质,宏观上会表现出小分子在主体分子中的迁移、理化性质的各向异性,同时主体分子的理化性质也会发生变化。

1.3.2 超分子作用的主要特征 具有分子间的自组织、自组装、自识别和自复制。

自组织:分子自组织通常指许多相同的分子,由于分子间力的协同作用而自动组织起来,形成有一定结构但数目可以多少不等的多分子聚集体,有以下特点:①包括在空间上或时间上都表现出自发的有序性体系;②包括空间结构和平衡结构和非平衡的结构两者的瞬间动力学的有序性,结构的有序性,结合的非线性化学过程的有序性及能量流动和时间方向上的有序性;③仅仅限于非共价键的超分子层次;④多组分在分子组分间由分子识别或在动力学过程中产生特殊相互作用,表现出超分子的自组织和长程有序性,从而形成多分子有序体。简而言之,就是越有序,组织性越好。如分子层、分子晶、体膜、液晶、胶束、胶体、细胞器、细胞等都是自组织的有序体,人体更是自组织的有序体。

自组装:自然界中存在众多的自组装作用,在生物过程中,基质和蛋白质受体的结合,酶反应中的锁钥关系,蛋白质-蛋白质络合物的组装,免疫抗体抗原的结合,分子间遗传密码的读码翻译和转录,神经递素诱发信号等。自组装体包含了①分子识别:主体有选择性地识别客体并以某种方式与客体配位形成化合物。②分子催化:自组装的超分子配合物具有反应性和催化作用,体现高效能、高选择性。生物体内的氧化、还原、酰基转移、β-消除、C-C键形成及断裂等可在特定的酶中进行[15]。③分子转移:组装后的超分子常能促进光子、电子或离子的传递。

自识别:分子在自组装过程会产生自识别。这是在主客体体系中,主体有选择性地识别客体并以适宜的形式形成主客体化合物,亦超分子体系,与没有相互作用的主体和客体的混合物相比,这种超分子体系体现出不同的特性。主体识别各种客体的主要方式有与主体空穴的大小形状匹配、配位点特性及数目、配体种类与数目、电荷强弱等。

自复制:超分子的自复制作用就相当于DNA 的自复制。对于后者,首先是DNA 双螺旋的两辫拆开,两根母辫即形成模板,它们的复制原理是一样的。

1.4 超分子的研究与检测手段

现阶段超分子化学的目标主要集中于超分子形成中的机制及应用研究,如确定分子间作用力的协同;研究分子识别与位点识别的机制与过程;研究不同结构层次的组装体、组装过程及组装方法,尤其是生物活性体系及低维体系的组装,自然界的自组装,以及超分子体系中结构与功能的关系等等。

由于主客体分子间包合作用力的主要来源是分子间存在的范德华力、疏水作用力及氢键作用力等,超分子体系分子间弱相互作用力的理论研究目前常用的方法有量子化学和统计热力学2种。量子化学方法主要在电子结构水平上准确地研究分子间弱相互作用力,可望在深层次的理论水平上揭示生命现象的本质[16],用于超分子体系弱相互作用力研究的量子化学方法有abinitio,HF,SCF,MP,DFT等方法。热力学方法主要是研究超分子中的主客体作用的形成随着温度变化的重要的热力学参数。主要主体分子、客体分子与超分子的自由能变(ΔGsup)和平衡常数Ksup,可用热力学的方法研究过程的状态函数变量[17]。用 Schneid提出的成对作用的自由能线性估算方法进行超分子自由能变(ΔGsup)的研究,可得到较满意的结果。

实验方法有多种形式,用谱学方法研究分子间弱相互作用已成为实验研究的主要手段。红外光谱法:形成了超分子体系时,相互作用部位或基团伸缩振动受到影响,从而吸收峰频率发生一系列的位移,根据位移可对超分子体系间选择性作用力作半定量研究;核磁共振法:形成超分子体系时,选择性部位原子的化学环境发生变化,根据化学位移发生变化的值可研究超分子体系的弱相互作用。分子散射法:对于简单超分子体系给出精确的分子间相互作用势函数,根据散射数据可以确定超分子体系的弱相互作用,但对复杂超分子体系无能为力;X 射线单晶衍射法:则可通过键长及键角直观地确定超分子体系的弱相互作用力,另外还有色谱法和生成热测定法。其余研究超分子化学的手段也很多,例如可见光谱和荧光光谱、圆二色光谱、电位法和色谱法等[18-21]。

1.5 超分子药物与应用

1.5.1 超分子药物研究 在药物制备、合成与发现中超分子化学得到了广泛的应用。①超分子动态组合化学用于药物发现:以酶、受体型蛋白等作为模板加入到动态组合库中,库中与之最有亲和力的成分就被放大,而与之无作用的成分将减少。这些放大的成分是该库中最有可能成为先导化合物的成分。②超分子载体用于药物合成:在多相合成药物时,可采用金属超分子载体形式将金属催化剂由水相转移到有机相而促进药物的合成。③包合型超分子药物制备:将主体分子包合客体药物分子制成超分子包合物,形成分子胶囊可改良药物的水溶性与稳定性。目前,多采用环糊精作为主体分子包合亲脂性药物以增加其生物利用度。如采用β-环糊精包合物包合大蒜素[22]、苯佐卡因[23]。利用环糊精制备结肠、脑、特殊细胞靶向给药系统[24]。还可用来掩盖药物的不良气味,降低药物的刺激性与毒副作用等[25]。④印迹模板技术用于药物分离:先将被分离的物质作为模板分子与高分子材料进行聚合,然后水解释放模板药物分子。

超分子化学药物可能改变药物的稳定性和在人体的传送机制,即改进药物在体内的膜运输,使药物达到特定的作用靶点,提高和特异靶点结合的能力,提高药物的有效利用度,降低药物的毒副作用。因此可能开发出具有新的结构、药理、药效和剂型的药物。

1.5.2 超分子药物 对超分子药物进行了概括,主要包括以下几类①抗癌超分子药物:基于卟啉及唑类化合物的结构特点及抗癌活性[26],如替加氟和硝基咪唑类卟啉[27]。替加氟修饰的卟啉化合物对肝癌细胞 SMCC-7721、结肠癌Volo细胞的体外抑瘤有较好活性。②抗炎镇痛类超分子药物:如将阿司匹林、 烟酰胺与锌离子形成的络合物超分子佛立沙后,不仅改善了阿司匹林的胃肠道刺激性,还有效地提高了其镇痛抗炎作用[28]。锌(II)-巴氯芬络合物超分子的止痛活性也强于其母体药物[29]。③抗疟类超分子药物:将青蒿素与环糊精制成络合物超分子,水溶性得到了很大改善,其口服生物利用度得到了提高。还有二茂铁喹是含二茂铁结构的抗疟类络合物,可以长期稳定的在生物体内表现出抗疟活性,已成为抗疟类候选药物[30]。 ④抗菌类超分子药物:将过渡金属与抗生素或其他潜在抗菌化合物形成的络合物大部分具有比配体本身更好的抗菌活性,如将喹诺酮类、磺胺类、席夫碱类、缩氨硫脲类和大环类与过渡金属Au(I),Ag(Ⅰ),Pd(Ⅱ)等生成超分子,从这些络合物超分子中筛选出了良好抗菌活性的药物分子。⑤抗结核类超分子药物:异烟肼是一个良好的金属离子螯合剂,能与锰(Ⅱ),钴(Ⅱ),镍(Ⅱ),铜(Ⅱ),锌(Ⅱ),镉(Ⅱ),铅(Ⅱ)及稀土等金属离子形成稳定的络合物,研究发现将异烟肼及其衍生物制成络合物超分子可提高其脂溶性[31-32],增强其抗结核作用。⑥心血管系统的超分子药物:将硝苯地平、尼群地平、卡托普利、尼卡地平和尼莫地平制成β-CD或HP-β-CD包结络合物,可有效提高该类药物的稳定性、生物利用度和溶解性等。将硝苯地平分别用2-HP-β-CD和羟丙基纤维素制成双层片剂,可通过调节二者比例来满足不同释药速率要求[33]。

由上可知,目前的超分子药物多为过渡态金属络合物和β-CD的包合物两大类,多以化学药物的形式研究报批,总体研究层次不高,作为中药及复方制剂的化学成分存在天然的超分子形式,并且中药本身就是生物体的模板分子产物,具有与人体共模板的生物相容性,因此作为超分子的中药药物的研究更有广阔的空间。

2 生物体内、中药超分子存在形式及超分子现象

超分子化学的起源在一定程度上来自生物体系,如植物进行光合作用的叶绿素是卟啉环的镁络合物超分子;血红蛋白吸收和运载氧的血红素是卟啉环的铁络合物超分子等。在生物体内,超分子的主体是各种酶、受体、基因、免疫系统的抗体和离子载体的接受位点等,客体是底物、抑制剂、抗原或者药物等。主客分子的共同协作用是产生生命现象的基础,因此可以说生命体系是一个巨复的生物超分子体系[34-35]。

2.1 糖类

可以分为单糖类、低聚糖和多聚糖类及其衍生物,有均多糖与杂多糖之分。高聚糖类的螺旋结构是开环的主体分子,可与小分子形成超分子,如淀粉与碘呈蓝色;环糊精是由5~7个葡萄糖而成的闭环聚合主体分子,可与很多分子量较小的药物形成超分子,改善药物的不良水溶性与稳定性;氨基糖类也是很好的细胞间质连接物,与脂肪、蛋白质构成细胞间孔穴通道,是构成中医经络脏腑的重要物质基础;同时糖类又是很好的氢供体与受体,分子间可相互作用、结合及自组装形成超分子体系;单糖也可作为客体分子与其他的主体分子结合形成超分子体系;而多糖则可以作为主体分子包合其他中药成分构成超分子体系。由于糖类的普遍存性,研究糖类的超分子形式对解释人体的经络脏腑现象有重大作用。

2.2 氨基酸、蛋白质类

自然界中各种形式的氨基酸300左右,但能以肽键形成蛋白质的为20种,均为α-氨基酸。蛋白质是超分子主体最好的表现形式。常现的酶类及催化作用,抗体抗原反应,受体、转运体及各种离子通道均能发现超分子物质及能寻找到超分子作用踪影。蛋白质的螺旋、β-片层及四级结构形式是形成天然超分子体最杰出的代表。与糖类一样,蛋白质普遍存在,因此蛋白质的超分子形式对解释人体内经络脏腑现象具有更加重大意义。

2.3 核苷酸及DNA类

生物体的遗传信息靠核苷酸顺序结构产物DNA贮存,构成DNA的核苷酸双螺旋结构本身就是超分子物质。在DNA,RNA的合成及基于RNA信息合成蛋白质均是以超分子形式而发生作用。

2.4 苷类

苷类是糖或糖的衍生物与非糖物质(称为苷元或配基)通过糖的端基碳原子连接而成的化合物,也是在自然界广泛存在的天然产物。根据其结构中苷元、糖或糖的衍生物的存在形式,可自身结合形成各种形式的超分子,如甾醇类与甾体皂苷形成的分子复合物,金属离子与苷元的酚羟基、羧基形成的络合物,多电子苷与缺电子苷形成的传荷络合物等;同时也可与体内的大分子主体形成超分子化合物。

2.4.1 醌及苷类 这是一类分子中具有醌式结构的化合物,分子中多具有酚羟基,有一定的酸性。醌类为缺电子基团,可与供电子基团,如酚、苯胺形成传荷络合物,如氢醌复合物;也可与β-环糊精(β-CD)衍生物形成包合物,同样可被多糖螺旋形成包合物;也可与空轨道的金属离子形成络合物;也易与酰胺键形成氢健络合物;也可与蛋白质形成氢键络合物等超分子。

2.4.2 香豆素及苷类 其基本骨架可视为由邻羟基桂皮酸形成的内酯,在稀碱溶液中内酯环可水解开环,生成能溶于水的顺邻羟桂皮酸的盐,加酸后可环合成为原来的内酯。主要与多糖、蛋白质等主体分子形成超分子。

2.4.3 木脂素及苷类 这为苯丙素的二聚体,本类化合物可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子。

2.4.4 黄酮类 泛指具有2个苯环通过中间三碳链相互联结而成的一类化学成分。为多电子供体,可与空轨道的金属离子、氢键受体、电子受体等形成超分子;也可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子体系。

2.5 萜类和挥发油

萜类和挥发油由异戊二烯单位构成,分单萜、倍半萜、二萜等。根据其结构不同形成超分子能力相差很大。大多可作客体分子与β-环糊精孔穴分子形成包合分子;也可自身聚合成树脂,也可形成分子复合物;也可形成低共熔物;也可与吐温等表面活性剂形成氢键复合物与传荷络合物,也可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子体系。

2.6 生物碱

生物碱是一类存在于生物体内的含氮有机化合物,结构复杂而多样。可作为客体小分子被包合成超分子;在酸性条件下可与重金属、有机酸、多电子基团形成复合物;与鞣质结合形成超分子;环肽类大分子可作为主体分子包合其它成分形成超分子,因此在不同条件下,不同结构的生物碱可能形成不同形式的超分子,因此生物碱应是形成各种超分子物质较为丰富的一类化合物,加上它富有强大的生物活性,因此研究生物碱各种形式的超分子对阐明中医药理论具有重大意义。

2.7 甾体类

甾体类是一类结构中具有环戊烷骈多氢菲甾核的化合物。可作为客分子进行包合,另外最重要的是β-甾醇类形成有机分子复合物超分子。

2.8 三萜类

三萜类是一类基本骨架由30个碳原子组成的萜类化合物。可作为客分子、氢或电子供受体形成超分子复合物,也可作为客体分子与多糖、蛋白质主体分子结合形成超分子体系。与糖结合形成皂苷具有表面活性作用,自已可以聚合成胶束形成超分子。

2.9 鞣质

鞣质是一类复杂的多元酚类化合物的总称,可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难透水的超分子化合物;也可与生物碱复合生成超分子;同时自身聚合生成鞣红超分子;还可与重金属盐如醋酸铅、醋酸铜等产生超分子沉淀。因此鞣质是中药成分中最易生成超分子的一类物质。

由上可知生命体及中药中各种成分均可以以主体或客体形成超分子,是研究超分子化学,阐明生命现象的最好载体材料。

3 具有超分子载体特性的生物体决定了超分子化学对阐明中医药理论科学内涵的特殊影响

诚如前述作为生物体的人体与中药可以看成是一个由单分子、超分子、聚合超分子及巨复超分子构成的复杂体系。在由小分子构成整个人体有序超分子过程中,其超分子主体保留了客体小分子的印迹模板,形成孔穴通道结构与外界发生化学反应,进行物质能量联系,否则生命现象难以为继。当人体的各类小分子在心脏搏血功能的推动下,人体各组织器官的主体分子对客体小分子表现出机体结构的各向异性作用,亦“气析”现象。水为洗脱剂,溶于水的各类客体分子与组织器官主体分子的孔穴通道产生印迹作用,包括“分子筛、离子交换、吸附、分配与亲合色谱”的各种形式,体现出“印迹模板”特征的“气析”(由于这种作用是产生中医气的本源,并且各组织器官能能象色谱学那样区别客体分子,故定义为“气析”)现象,亦经络脏腑现象。其结果是与组织器官“印迹模板”相吻合的分子产生作用,而不吻合的分子就难产生作用。因此,中医经络脏腑理论正是对人体众多大小分子群在血液流动下所表现出各种 “印迹模板”形式的超分子印迹作用规律高度总结:具有相同或相似的“印迹模板”分子通道结构便构成了经络脏腑;通过通道结构与外界机体子体小分子作用就形成了脏象;具有与之相同或相似的“印迹模板”中药分子便构成了中药有效成分;中药有效成分与经络脏腑的印迹作用便形成了中药药性理论和功效[36];中药复方配伍又能显著性地改变这一超分子印迹作用规律,由此便形成了中医药的“理、法、方、药”基础理论的微观物质基石。

诚如上述分析,人体各个脏器与血液中的各类成分作用的选择性或偏向性,用现在的化学语言表述为分子间作用的结构因素的各向异性,亦超分子钥锁关系;而宏观上就是几千年来中医药总结出来的临床用药的药性理论。其实这种类似的作用在单分子药物与靶点的构效关系研究中已有表述,也很容易用超分子的自组织、自组装、自识别与自复制解释,但由于中医药研究者没有将其归纳总结上升到分子群间的超分子印迹作用规律,以超分子化学解释罢了。

由于与生物体具有自然渊源的中药及复方成分必然是这个巨大的超分子体系中的一部分,中医药基础理论正是这种形形的各种形式的超分子共同作用的宏观现象。因此超分子化学在阐明中医药基础理论中所蕴藏的巨大作用是其他现代科学理论所无与伦比的。据目前仅有的超分子化学知识,对中医基础理论可作初步解释如下。

3.1 经络及现象

经络的宏观属性已为大量的针灸临床治病实践所证实,但微观属性却没有完全阐明。据目前研究结果,对经络认识有:①神经系统观;②广义的经络观;③生化物质观,代表性观点有P物质的观点,细胞外基质的观点,钙离子(Ca2+)富集观点;④经络的生物物理学特性研究,表明声传播的高振声、低频声和声信号循经性,电传导的低电阻、高电容、良导络性[37],体表红外线热辐射轨迹的循经性,体表发光强度与对称的循经性,磁振动线的循经性,图象扫描(用正电子发射断层扫描仪的透射扫描图象和发射扫描图象的融合技术显示出示踪迹循经迁移线在体内的三维断层图像及立体透视图像[38])。古人采用内视的方法观察经络的走向。据上述研究结果可知,经络的组织形态学位置至今仍在肉眼观察能力之外,没有一种公认的学说进行解释,但大量的临床与科学实验表明,人体经络及现象是客观存在的。

如果将目前的经络研究结果与人体超分子化学结合,由超分子的自组织、自组装、自识别与自复制的性质可以推断人体特定模板分子孔穴通道结构,亦经络的必然存在。因此人体经络的微观物质基础是:基于细胞内外巨型超分子主体物质的一定“印迹模板”分子孔穴空间有序排列通道结构;而经络现象是:基于这一通道的体内“印迹模板”分子在心脏搏血作用下,按“气析”所表现出的印迹宏观作用现象,体现出各组织器官“印迹模板”通道的各向异性。根据主体通道结构与客体“印迹模板”分子的钥锁对应关系,具特定通道结构的经络必然体现与客体“印迹模板”分子相一致的光、电、磁、热等效应。由此推知,与十四经络一致,人体的主体“印迹模板”孔穴通道大体上为14种模式,而这种微观的“印迹模板”分子孔穴通道相互混杂重叠,你中有我,我中有你,散布于各个实体脏器之中,因此相互干扰大,同时经络中的客体小分子受当时的身体状态、饮食习惯不同而变化,因此采用目前的“静态”的观察方法是很难发现其踪迹的,但如果采用“静态”与“动态”相结合的超分子化学研究方法,定能找到“蛛丝马迹”,本团队现已展开了各脏器的体外印迹吸附动力学实验研究工作,结果初步验证上述假说。

3.2 脏腑理论

如果经络的微观物质基础及现象得以阐明,则中医的脏腑理论自出。心、肝、肺、脾、肾脏象系统为与心、肝、肺、脾、肾经络相似的超分子主体“印迹模板”孔穴通道结构,但可能更规则,更集中。同样六腑也与相应的经络有相似超分子主体“印迹模板”孔穴通道结构。脏腑所体现的脏象与功能也与超分子主体孔穴通道印迹作用相关,是血液中客体分子物质与组织器官主体分子“气析”作用的结果。由于五脏、六腑有各自的超分子主体物质孔穴通道,且相互混存重叠,只是在各脏器中的比例大小不同而已,所以不能用简单的西医形态学的研究来发现经络脏象,按目前西医的实体解剖器官来阐明中医药理论是行不通的。因此,对于中医药基础理论研究,只能基于超分子化学,以经络脏腑与各分子所表现出的“共“印迹模板”气析”规律的研究为核心,建立人体内超分子孔穴通道、“印迹模板”、迁移规律、微观物质与宏观现象关联的新分析方法才能揭示中医药作用规律。其中小分子对经络脏腑孔穴通道的“印迹模板”规律,也就是各经络的标准“印迹模板分子”的研究尤为重要,也最为困难。

3.3 气的物质特征

中医所述气抽象而不好解释,但根据经络的微观物质基础及产生脏象的超分子印迹作用原理则变得容易解释。中医所述的气是指运行于经络脏腑主体之中的客体分子及作用关系。根据经络脏腑主体与客体的特点,可分为①元气:泛指所有经络脏腑主体之中的客体分子及作用关系,包括先天、后天所产生主、客体分子及相互作用关系。②宗气:与呼吸相关的经络脏腑主体及客体小分子及作用关系。③营气:运行于经络脏腑主体的食物客体分子及作用关系。④卫气:与免疫功能相关的经络脏腑主体的客体小分子及作用关系。⑤经络脏腑之气:运行于具体经络脏腑主体的客体小分子及作用关系。因此中医气的共同特点是所观察经络脏腑主体与客体分子的“印迹模板”特征及“超分子印迹”作用关系。根据主体与客体的作用及表现形式不同而分类,关系错综复杂,仅用中医抽象的概念难以解释和理解,若用超分子化学则变得非常清楚明了,而且还可以测定。

3.4 中药药性理论

同样中药药性理论也就不难研究了。基于与经络脏腑“印迹模板”是中药有效成分的物质基础理论,可建立超分子“印迹模板”通道法:根据各经络脏腑孔穴通道特征,建立最佳的模板分子模型,然后采用分子相似度方法,分析各分子与各经络脏腑的相似程度,再经多元统计学可以得出所含成分群的中药对哪个经络脏腑的选择性最强,效应最好,首先解决中药归经问题;再根据各经络的分布走向,分析中药成分群的升降沉浮;再研究味蕾的超分子孔穴分子模板特征并将其与药物归经结果联系,则解决中药的五味问题;再结合中药毒性效应,阐明中药有毒无毒问题;最后将中药作用规律与生物热效应关系,解决中药四性问题。因此中药与经络脏腑的超分子印迹作用规律,亦中药的归经理论既是研究中药药性突破口,也是阐明中医经络脏腑理论的突破口,而中药四性问题研究表面容易,实际最难,只有等到中医药研究方法的全部建立后才能研究,在掌握中药作用前后主、客成分的变化规律后,可建立热力学方程解决。

3.5 中医药理、法、方、药理论

当经络、脏象、气与中药药性基础问题解决,则可阐明中医基础理论、中医的诊断、方剂学等基础性学科问题;构建中医药的理、法、方、药基础理论。

中医基础理论:构建起以经络、脏象、气为核心的印迹作用规律研究方法及理论体系,包括微观的经络脏腑超分子作用机制,宏观的超分子作用现象测定方法及状态函数表征体系。

中医诊断学:构建主、客体分子的“印迹模板”超分子化学作用规律的中医诊断系统,包括微观与宏观、体内与体外、宏观现象测定与状态函数表征、测算与预测等相统一的理论体系。创立适用于中医药基础理论“气析”的现代诊断仪器系统。

方剂学:构建基于中药群体配伍超分子群对经络脏腑“印迹模板”作用规律的预测及验证科学体系,阐明中医方剂的配伍理论。

其他临床学科:将中医药理论与临床诸科的特点结合,构建中医临床诸科的疾病的病因分析、治则、治法及遣方用药的科学体系。

因此,就目前的已知超分子化学知识来看,超分子化学对诠释中医药基础理论将会产生重大的作用,应引起中医药现代化工作者的高度重视。

4 当前中医药基础理论现代应注意的问题

自从1997年全国第一次召开中医药现代化战略研讨会至今,中医药理论现代化历程快20年了,虽取得了一些成绩,但突破性的进展甚微,究其原因,主要存在以下应注意的问题。①强调中医的整体观念,但研究时却难能推行:众所周知,中医藏象证候、中药复方作用机制、经络研究为实现中医药现代化的三大基础关键枢纽问题,目前一般都将三者分开单列研究,尽管单独研究可取得一时成果,但要获得突破性进展困难。这种研究方法容易割裂中医治病“理、法、方、药”的整体关系,与中医药的整体观相悖。由于中医的理、法需中药干预则明;方、药需对证治疗才灵;理、法、方、药需整体贯通方活。因此在中医药现代化过程中,应将其作整体融为一炉进行研究才能收到事半功倍的效果。②中医药基础理论自成体系,不需要现代化。目前中医药现代化进展不大,研究处于低潮,有一部分对现代科学知识还不了解的中医药工作者认为中医药难能、也不需要现代化,持这种观点的人最终会损害中医。③过分强调整体,忽视微观。整体观念是中医特色,但不能认为中医只有整体而没有微观,应重视整体与微观的辨证关系。众所周知,物理学既研究宏观物质的运行规律,如力学、电磁学;也研究微观物质的运行规律,如原子结构理论,统计物理学;也研究宏观与微观的关系,如热力学、动力学方程。因此宏观与微观物质运行规律是相互联系的,中医药也是如此。有中医药经络脏腑理论的临床存在,必然有其微观的物质基础进行支撑。④区分宏观与微观的测定与表征方法。目前尽管中医药理论强调宏观特征,但研究思路与方法却是微观成分;因此应区别宏观与微观的研究与表征方法不同,宏观采用状态函数表征,多测定光、电、磁、色等宏观变化,微观采用化学物质结构表征,多测定物质的量变及化学性质等。⑤中医与西医结合。中西医来源于不同体系的医学理论,尽管目前还难能从科学的本源上实现结合,但随着中医药理论作用物质基础的揭示,中西医药会从微观化学本源基础进行结合:基于单分子化学成就西医理论;基于超分子化学则辉煌中医理论。⑥中医药的发展方向。由上述中医药超分子化学分析可以预知本世纪将是中医药理论现代的世纪。代表了未来化学发展方向的超分子化学也同样代表以此为基础的中医药理论是未来生命学科的发展方向。⑦药物研究方向。同样基于生物体超分子理论,药物将由目前单一“化学型”药物向基于“印迹模板“超分子客体群的宏观“数理型”药物方向发展。

由上可知,随着中医药超分子化学研究的不断深入,随着以上问题的不断廓清与解决,中医药与西医将在化学与超分子化学间消融,以超分子理论表征的现代化的中医药理论将会成为21世纪医药发展的主流方向。

5 中医药基础理论现代化路线图

经过上述分析可知,中医药现代化的过程已非常清晰,中医药现代化实际上是用超分子化学重新整合中医药理论并进行表述的过程。对于超分子化学研究中所采用的方法在一定程度上适用于人体的超分子作用规律研究,但由于人体是更为复杂的超分子体系,体内各种主、客体分子混杂,相互干扰。因此创立适用于人体的超分子物质、性质与现象的研究技术与现代仪器将会更加重要与艰苦。下面就中医药现代化的框架图进行说明。

5.1 首次创立中医药体内超分子化学与技术研究方法

在超分子化学与技术(主要是体外)的研究基础上,结合中医药物质基础的特殊情况,创建以研究生物体(主要为人体)为主的超分子化学与技术方法研究平台。

5.2 展开经络超分子印迹孔穴通道的物质基础研究,阐明经络实质

采用超分子化学手段,展开经络超分子印迹孔穴通道的基本属性、特异性与各向异性研究,阐明经络的科学内涵,主要难点在于寻找标准的经络“印迹模板”分子,作为探针分子研究经络,通过光、电、磁、色等组织性质的各向异性变化,显现经络的实体。

5.3 展开脏腑超分子印迹孔穴通道的物质基础研究,阐明脏腑实质

采用超分子化学手段,展开脏腑超分子印迹孔穴通道的基本属性、特异性与各向异性研究,阐明脏腑的科学内涵,主要难点是怎样克服各实体脏器孔穴相互混杂干扰测定的难题,建立各经络脏腑孔穴印迹模板专属性高的检测方法。

5.4 展开经络脏腑实质(超分子印迹孔穴通道)与功能关系研究,阐明脏象与气的实质

采用超分子化学手段,展开经络脏腑实质的特性与其功能属性关联性的研究,阐明微观超分子物质基础与宏观脏象、气的内在联系的本质规律,解决气的物质属性。主要难点是怎样测定各孔穴通道与模板分子的印迹效应,建立中医经络脏腑、气血的测定方法与仪器。

5.5 展开经络脏腑的宏观状态函数的表征方法研究,建立脏象表征方法

采用生物数学、物理学、化学动力学原理,展开经络脏腑宏观状态函数的表征方法,建立相应的数学模型,阐明微观超分子作用规律与宏观脏象表征规律,主要难点是建立微观分子与宏观统计学的数学模型及参数体系。这一过程叫中医药数理特征化(而非中医药数字化),也就是用数学、物理学、物理化学方法表征基于巨复超分子体系的宏观综合性质。

整合上述5个方面,结合现在的中医基础理论,将创立起以超分子化学为基石的中医经络脏腑理论与数理特征化现代学科体系。完成这一过程,可实现中医基础理论、针灸及中医诊断学科现代化。

5.6 展开中药微观物质基础及宏观状态函数的表征方法研究,阐明中药微观物质基础的实质

采用超分子化学、免疫学与现代仪器科学建立基于印迹孔穴为基础的免疫芯片中药成分高通量分析方法;结合生物数学、化学动力学、化学计量学和计算化学原理,展开中药微观物质基础的宏观状态函数的表征方法,建立相应的数学模型,阐明中药微观超分子结构与宏观脏象作用的印迹表征规律,主要难点为中药全成分群快速高通量测绘分析方法的建立。

5.7 建立中药药性与功效研究方法,实现中药学现代化

如前述,采用超分子化学、生物数学、化学动力学、化学计量学和计算化学原理展开中药归经、升降沉浮、五味、毒性及四性及功效研究,构建以经络脏腑的超分子作用规律为核心的中药药性及功效理论。实现中药学学科现代化,主要难点是构建中药药性定量表征体系。

5.8 建立中药复方配伍研究方法,实现方剂学现代化

采用超分子化学、生物数学、化学动力学、化学计量学和计算化学原理展开中药复方配伍及方证关联研究,构建以经络脏腑的超分子作用规律为核心的中药复方配伍理论,实现方剂学现代化。

5.9 中医临床诸学科的现代化

以已现代化的中医药学科的研究方法为基础,展开中医临床诸科病因与病机、治则与治法、遣方用药规律研究,实现诸学科现代化。

5.10 中药学诸学科的现代化

以已现代化的中医药学科的研究方法为基础,展开中药学诸学科,如中药药剂学、中药鉴定学、中药炮制学与中药药理学规律研究,实现诸学科现代化。

这样就可以创立以中医药经络脏腑为基础,以中药复方多成分群用药为特点,以超分子化学印迹作用规律为表达内容的“理、法、方、药”现代化的中医药理论体系。至此,作为以单物质属性研究擅长的西医将与中医药理论融合成新的医学体系:既体现单分子特征化学属性,又体现多分子的超分子表观化学属性的医学理论体系,宏观与微观实现高度的统一。

值得一提的是目前超分子化学研究方法多为体外建立的方法,对于像人体这样包含了极其复杂的超分子复合体,上述方法能否适用还需验证,但创建适用于人体的超分子分析方法及仪器设备将对阐述中医药基础理论至关重要,是实现中医药现代化的瓶颈问题,充满着挑战。

综上所述,本文首次阐明了超分子化学理论可以重构中医药基础理论的科学内涵,这为实现中医药现代化与国际化奠定了基础。

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Special impact of supramolecular chemistry on Chinese medicine theories

HE Fu-yuan, ZHOU Yi-qun, DENG Kai-wen, DENG Jun-lin, SHI Ji-lian,

LIU Wen-long, YANG Yan-tao, TANG Yu, LIU Zhi-gang

(1. Department of Pharmaceutics, Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410208, China;

2. Property and Pharmacodaynamic Key Laboratory of Chinese Material Medica, State Administration of

Chinese Medicine, Changsha 410208, China;

3. Pharmaceutical Preparation Technology and Evaluation Laboratory of Chinese Medicine, Hunan University of

Chinese Medicine, Changsha 410208, China;

4. The First Affinity Hospital, Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410007, China;

5. Supramolecular Mechanism and Mathematic-Physics Chracterization for Chinese Materia Medica,

Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410208, China)

超分子化学论文篇(7)

中图分类号:B84文献标识码:A文章编号:1007-905X(2011)01-0198-04

超个人心理学,又被称为心理学的第四势力,自诞生之日起就广泛吸收世界上各民族传统文化。中国传统文化中蕴涵着丰富的心理学思想和独特的心理学体系,庄子作为中国传统文化的重要代表,对中国文化心理学的探讨有着独到的见解,“心斋”、“坐忘”思想作为庄子哲学中的重要组成部分,也正日益受到心理学界的普遍关注。在这种背景下,可以说庄子哲学与超个人心理学有着一定程度的内在联系。对庄子哲学思想中的“心斋”、“坐忘”思想进行解读,探索其中所包含的心理学思想,不仅是中国文化心理学建设的重要内容,而且会对超个人心理学的进一步发展具有积极意义。

一、庄子“心斋”、“坐忘”思想解读

关于“心斋”,庄子曰:

若一志,无听之以耳而听之以心,无听之以心而听之以气!听止于耳,心止于符,气也者,虚而待物者也。唯道集虚。虚者,心斋也。(《庄子·人世间》)

虚,空明之心境也,庄子讲“听”有三种,昕于耳,听于心,听于气,唯气能集虚。社会中生活的人有三种“听”的阶段或者“听”的方式,有人听于耳,有人听于心,有人听于气。“听止于耳,心止于符”,耳的作用仅仅止于对外物的昕,心的作用仅仅是心与外物的附和,这样听于耳,听于心,难免会有“成心”、“机心”的出现,这就是人心受蒙蔽的原因,但人又总是放纵自己,听之于耳,听之于心,听从于自己的欲望和心智,听从于自己的一己之见。他们仅仅知道一些片面的知识,却总是自以为是,终日“小言詹詹”(《庄子·齐物论》),为了战胜对方,“其寐也魂交,其觉也形开,与接为构,日以心斗”(《庄子·齐物论》),这样人也就心神不宁,焦虑不安,一天天地消沉下去,这就是听于耳、听于心的危害。庄子提出人要通过“心斋”的方式才能摆脱这些困境,斋是借用祭祀之斋作比喻,“心斋”即是从本心而悟,就是通过对心的提升,达到心的空明,心也就不再被“贪”和“智”所欺骗。世间的谣言和谎言的传播往往是人听之于耳、听之于心的结果,以自己的成心来看待事情,就会产生许多偏见和虚妄,往往感到自己与这个世界不和谐,不能适应这个世界,这样人就有了心理上的障碍。庄子指出“唯道集虚。虚者,心斋也”。唯有“虚”其心,才能容纳万物,才能消除个人的是非偏见,才能以顺其自然的态度生活于世间。虚即为心的空明,也就是“心斋”。

“坐忘”是庄子借孔子和颜回的对话讲出来的:

颜回曰:“回益矣。”仲尼曰:“何谓也?”曰:“回忘仁义矣。”曰:“可矣,犹未也。”他日,复见,曰:“回益矣。”曰:“何谓也?”曰:“回忘礼乐矣。”曰:“可矣,犹未也。”他日,复见,曰:“回益矣。”曰:“何谓也?”曰:“回坐忘矣。”仲尼蹴然曰:“何谓坐忘?”颜回曰:“堕肢体,黜聪明,离形去知,同于大通,此谓坐忘。”仲尼曰:“同则无好也,化则无常也。而果其贤乎!丘也请从而后也。”(《庄子·大宗师》)

“忘乎物,忘乎天,其名为忘己。忘己之人,是之谓入于天”(《庄子·天地》)。人只有不执著于外物,不执著于自己,才能达到天人合一的境界。然而,现实生活中的人们却热衷于追逐外物,固守于社会规范,执著于自己的成见。人们按照“礼”的规范行事,却忘记了人的天性,人的欲望中充斥着世俗的“乐”,而真正的天籁之音却被遗忘了。“道隐于小成,言隐于荣华”(《庄子·齐物论》),世人学习了yulu.cc知识,就自以为了不起,殊不知“道”就是这样被隐蔽了。“大道废,有仁义”(《老子》十八章)。道被掩盖了,所以才会有人提倡“仁义”,这是人在做本末倒置的事情,人追求“仁义”而丢弃了道。世间充满了“仁义”、“礼乐”,欲望和心智占据了人的头脑,世人怀着是非之心,到处和人争辩是非,认为这就是生活。“一受其成形,不亡以待尽,与物相刃相靡,其行尽如驰,而莫之能止,不亦悲乎!”(《庄子·齐物论》)人追逐这些外在之物,就这样消沉下去,其实是很悲哀的。世人用这种方式生存,是为了掩盖生活的空虚,用外物去填充内心,这岂不是人常用的防御机制。人在这种种规范中生存,也就受制于规范,同化于规范,人就这样被异化了。也就无自由可言。人怎样才能摆脱这些束缚重新获得自由呢?庄子提出“坐忘”的方法,来进行心的净化,“堕肢体,黜聪明,离形去知”,就是让人摆脱欲望所囿,从自身设定的规范中解脱出来,从是非得失中超脱出来,培养开放的心灵,方可“同于大通”。“同于大通”也就意味着达到“同则无好,化则无常”的自由境界。

总的来说,庄子的“心斋”和“坐忘”思想,都给我们指出了解脱自我中心、培养心之空明境界、获得自由心境的方法。时至今日,仍有重提之必要。人多叹言“人心难测,世风日下”,各种生存危机和精神困惑也充斥在社会生活中。修于己,方可善待外物,通过“心斋”和“坐忘”的修养才能摆脱自我的欲望和心智,才能更自由地生存,生活才能有意义。

二、庄子“心斋”、“坐忘”思想与超个人心理学比较研究

(一)自我超越的比较研究

超个人心理学又被称为心理学的第四势力,认为心理学不应当只关心自我和自我实现,心理学还应当有更高的追求,超越自我实现,研究个人自我与宇宙我的统一,因此超个人心理学的一个重要研究领域就是自我超越。超个人心理学认为,在现实生活中,人的自我处于一种混乱状态,人找不到自我,人从出生之日起就认同于某种角色,认同于自我观念,认为这就是生活的全部,这就是“我”。人的自我意识形成于个体生存的世界,而形成的自我意识又往往把自己与他人、与社会、与自然对立起来,分为这是“你的”、那是“我的”,自我把“他们”分出自我疆界后,“我”就会感到自己被“他们”抛弃的痛苦。“我”始终与他们处于对立之中、处于竞争之中,每个人就是这样生存的,从出生到死亡。超个人心理学认为“我”不应当这样生存,人的自我是可以超越自我疆界的,每个人的自我都是和他人的自我相联系的,都是可以包容他人自我的,都是和自然、宇宙联系在一起的。每个人都有自我超越的潜能,只是在生活中被掩盖了,人可以通过各种手段来达到自我超越,比如静坐、冥想等,当人达到自我超越时人就会感到与他人、与自然和谐共处,会感到世界的美好、自己的健康,人就不会再为名利、生死而担忧,而超越了这一切。因此,超越的自我就是“大写”意义上的自我,自我疆界扩展了,不再以“自我”为中心,而以“宇宙”为中心。

在对待自我概念上,庄子也主张去除自我中心,摆脱束缚“自我”规范的成分,而达到“物我两忘”、“同于大通”的境界。在对“坐忘”的论述中,庄子向我们展示了如何破除“自我”,与自然融为一体的方法。庄子认为人的自我充满了“肢体之欲”、“心智之伪”,人们认同于外在的规范,认为规范中的我就是真正的我,人听任于一己之贪欲,而未能与他人、与自然建立和谐关系,在生活中完全以自我为中心。庄子认为人应当从这种束缚中解脱出来,这样才能破除自我中心,与他人、与宇宙融为一体,而这一切是通过“坐忘”来实现的。“坐忘”就是忘却自我的过程,先忘“仁义”的规范,再忘“礼乐”的规范,进而“堕肢体,黜聪明,离形去知”,去除生理之欲、伪诈之智,方可除去“成心”、“师心”。庄子的“坐忘”思想表面上强调的是“离形去知”的行为,实则指的是除去一切“小我”而达到与外物合一的“宇宙我”的过程。同样“心斋”思想也为我们展示了通过自我修养而达到破除自我“成心”的方法。个人自我听之于耳,听之于心,难免会有偏执,自我就会局限于自我之“耳”、自我之“心”,就会以自我为中心,这就是人心灵封闭的原因。人以这种封闭的自我看待问题时,就会充满偏见和局限。如何消除这种偏见呢?庄子提出“虚以待物”,“虚”就是心灵的容纳性,虚者,心斋也,心斋就是培养心的空明性,发挥心之“虚”功能。通过“心斋”,人就不再认同于一己之见,而能听之以气,“气”为“空明之心”,以空明之心对待万物,人就不再有是非、生死的对立,就可以从封闭的自我中解脱出来,而达到自我超越。

超个人心理学和庄子“心斋”、“坐忘”思想都论述了如何破除自我中心而达到自我超越的内容,但细比较起来仍有一些差异。超个人心理学中的“自我超越”是没有“自我意识”的“自我”,自我与宇宙合为一体,“自我”即为“宇宙我”。庄子中的“自我超越”还是以“自我”为出发点,而达到顺其自然的“自我”。在超个人心理学中“自我超越”是超个人经验的一部分,每个人是否都能达到这种状态是不确定的。而以“自我超越”的态度来生活是许多道家人士的生活态度,是自然而然的事情。在庄子思想中自我超越是通过心的作用实现的,超越外物的对立和差别,获得心的自由,是内在的自由。超个人心理学中自我超越进入的是一个确实世界,人与生活的世界是没有差别之分的,人获得的是绝对的自由。在达到自我超越的过程中,超个人心理学重在扩展个人的自我意识疆界,庄子思想则认为自我超越的过程就是“损之又损”的过程。

(二)“真知”与“存在性认知”

庄子讲:“有真人而后有真知。”(《庄子·大宗师》)庄子讲的“知”不是主体对客观的认知,而是对自然和人生根源性的把握,也就是“真知”。“心斋”、“坐忘”则是达到“真知”的方式。庄子认为事物是由多种因素构成的,事物也处于不断变化中,因而认识事物的标准也是不断变化的,但世人在认识事物时往往按一己之见,争辩是非真伪,自以为认识了事物的真相,殊不知绝对的认知是不存在的,庄子指出“莫若以明”,即不如按照事物本来的面目认识事物。如何按事物的本然认识事物呢?庄子提出“心斋”、“坐忘”的方法。“心斋”、“坐忘”都是从心上下工夫来摆脱认知的局限而达到真知的方式。“心斋”是从破除主观成见人手,培养心的“虚”,庄子认为认知的偏见来自人的“成心”、“师心”等,而偏见之心的形成则由于听于“耳”、听于“心”,而未能听于“气”,未能虚而待物。通过心斋则可以解除心的蒙蔽而能做到“以物观物”。“坐忘”则是通过“离形”、“去智”消除由生理所激起的欲望,让“心”从是非判断的知识性活动中解脱出来,而达到“忘知”的境界。通过“心斋”、“坐忘”的方法认知主体也就从对外物的控制中隐退,达到自我虚位,“虚怀而物归”,以包容之心对待外物,认知主体与物也就处于一种融合状态,物也就以其自然的状态显现在主体面前,也就达到了真知。真知不但是对外物的知,而更重要的是对人生的知,庄子曰:“知天之所为,知人之所为者,至矣。”(《庄子·大宗师》)自然、社会的变化是无穷的,人要以怎样的态度面对这些变化呢?庄子指出“两忘而化其道”,参与到变化之中,与自然变化、社会变化融为一体,也就达到了物我两忘,天人合一。这种物我两忘的境界也被称为“物化”,认识到万物皆出于一体,认识到生死都是自然变化的过程,也就不会再有生死、彼此的差异,也就达到了对人生的真知。总之,通过“心斋”、“坐忘”达到的知是真知,这种知超越了主客事物的二分法,能在主体空明之心中把握事物。

超个人心理学论述存在性认知,认为人在超个人经验时会出现存在性认知,这种认知是指认知主体能以自然的态度来对待事物,能够直观事物的本质,能够透过时间和空间来把握事物,而不再受文化和历史的影响。存在性认知是来自主体内部的创造性认知,是主体潜能的自然发挥,在存在性认知中各种认知的冲突都被超越了、融合了,而达到统一性的认知。

超个人心理学中的存在性认知和庄子的“真知”都不是我们平常意义上的知,而是超越了狭隘的以自我为中心的认知,都能以整体的目光直观事物的本质。但庄子的知是顺其自然的知,是知晓事物的发展之道,“故知止乎其所不知,至矣”(《庄子·齐物论》)。知道“知”的不可穷尽性,因此“真知”是一种相对的知。超个人心理学论述的存在性认知是对事物的绝对把握,并且有一种通晓一切之感,因而这种知是一种绝对的知。另外庄子讲的“真知”是内观之知,是通过“心斋”、“坐忘”的方式培养的心灵的开放性,是心灵之知。存在性认知则是来自认知主体内部的“知”,是认知主体在高峰体验时内在潜能的自然发挥。

(三)“心斋”、“坐忘”与超个人静修

超个人心理治疗广泛地吸取了世界各民族的传统文化,以包容性的心态对待当事人,把探求精神之路作为心理治疗的目标。道家思想本身就是超越性的思想,而“心斋”、“坐忘”思想也是探求人的精神之路的方式,因而“心斋”、“坐忘”思想也可以看做超个人心理学的治疗方式。在超个人心理治疗中,静修是通向精神之路的主要方式,而“心斋”、“坐忘”也可以达到心的逍遥,那么“心斋”、“坐忘”和超个人静修有何异同呢?

在修养方式上,“心斋”、“坐忘”没有严格的修养程序,没有对修养环境的具体要求。庄子“心斋”、“坐忘”思想的修养是来自生活而超越生活的修养,是放弃生活中的种种人为规则和欲望,而能够顺其自然地去生活,因此“心斋”、“坐忘”的修养是生活中的修养,是不重形式的修养。超个人的静修则有多种方式,最主要的是打坐的形式,超个人静修一般要求环境的相对安静,把意识集中到某一对象,可以关注外物,也可以通过关注自我意识来提升精神,静修不把生活中的事情带到静修中,因此静修是个人内心的静修,这种静修是对生活的遗忘。

在修养过程中,庄子在“心斋”思想中指出,首先不要听从于自己的感官,要听从于内心,其次不要听从于内心,要听从于气。“耳止于听”这里的“听”仅仅是感官之听,“心止于符”这里的“心”仅仅为主观之心,要听于气,气即为“虚而待物”,这里的“听”即为无心之听、自然之听。从中我们可以看出“心斋”是从外在感官到内在之心再到流动之气的修养,修养的过程也不是割裂的,从感官之听到心之听是一种进步,心灵活动达到空明境界,即为气。因此,气之听是超越形体的听,听于气,方可达到心气合一。同样庄子在“坐忘”思想中也指出了修养的进程,修养的过程就是“忘”的过程,先是忘仁义规范,再到忘礼乐规范,做到“离形去知”,这里的“离形”不是说抛弃形体,认为形体无用,而是讲消除由形体产生的欲望,“去智”是指去除由“心”产生的偏见,从而达到“大通境界”,因此“心斋”、“坐忘”的修养是一个不断脱离世俗规则,达到内心明净的过程。在超个人静修中,静修要专注于某一对象,进而放弃一切进入意识中的杂念,达到和谐平静的心态,因此超个人静修的过程是排除生活中的杂念、拓宽意识领域、体验内心的过程。

在修养效果上,庄子认为通过“心斋”、“坐忘”可以达到“真人”和“真知”,达到天人合一的境界,在对事物的把握上能做到顺其自然的态度,能达到“以物观物”、“以天地之美为美”的境界。超个人静修是超个人心理学中一个重要研究领域,也是超个人心理治疗的方法。通过静修,个人可以发生生理、心理上的变化,在生理上,会出现心律运动平和、血压下降等现象,在心理上,静修之人可以以平和之心看待事物,更能观察事物的本质,也能训练知觉的敏感性,并且长期静修者,还可以开悟,达到宇宙与我合一的境界。

从以上分析可以看出,庄子的“心斋”、“坐忘”思想,本身就是一种修养方式,就可以作为心理治疗的方式。庄子生活的时代与现在虽然不同,但人心的蒙蔽现象却有很大的相似,庄子提出的方法不仅可以作为大众加强个人修养的方式,也可以作为心理治疗的重要手段,挖掘其中蕴涵的心理学思想将成为超个人心理治疗的重要补充。

(四)“心”与超个人心理学

在我国传统文化中,心不但有“心脏”之意,而更多的是指人的精神活动。人的一切思想、情感、意志都离不开心,比如心情、心思、心意等。在更高层次上心也就是灵性之心,比如天地之心、无心、明心见性等。“心”生活在中国文化的各个层面,完全不同于西方文化中的“heart”一词。因此,在这个意义上讲,“心理学”的研究在中国是“心”的研究而不是脑的研究。

庄子思想中多次提到“心”字,总体看来《庄子》中“心”有两种意义,一方面为“心”的正面意义,比如“常心”、“静心”等,另一方面为“心”的负面意义,比如“成心”、“机心”等。庄子论述了“心”之活动会产生不同之心,不同人有不同之心,不同时间有不同之心,这是每个人心的层次也是每个人“心理”的不同。庄子认为人之“成心”、“师心”都是人之“心”受蒙蔽的结果,人心的狭隘性造成人的偏见,人的自我中心。庄子在论述这些“心”之负面意义时,也指出了可用“心斋”提升“心”的境界,“心斋”既是提升心的过程,更是心的提升达到的效果。“心”本身有不同的层次,每个人的“心”在发展之初,难免会受到外物的干扰和蒙蔽,把“心”依归于外物,就难免会有“成心”、“师心”,而通过“心斋”的净化,“心”就会摆脱外物的束缚,以顺其自然的态度对待事物,这时“心”就会达到空明之心,从而超越形体之心。可以讲人的一切活动都是“心”的活动,从“不肖之心”到“空明之心”都是心活动的不同层次。人的意志的强弱,人的动机的高低,人的情感的变化,人的认知的深浅,都是心的活动的结果,因此,心理学的研究在中国文化中就体现为“心”的研究。而庄子指出的“心斋”的功夫,既是提升心的境界的方法,也是心的超越性、灵性的状态。同样“坐忘”即是“心”之“忘”。“忘”即“从心而亡”、“亡心”,这不是不需要心,而是讲生活中一切的“仁”、“义”、“智”都是由心而生,这些由“心”而生之物却蒙蔽了心的空明性,因而也就由心而“忘”,因此,“坐忘”即是“忘”心的活动方式,也是“忘”心的境界。由以上对中国“心”,对“心斋”、“坐忘”的论述可知,心就是一切活动的根本,一切由心而生也由心而灭。心有“自我”之“成心”,也有“自性”之“天地之心”,有大众之“平常之心”,也有超越者的“无心”,因此可以用西方概念解释的心理活动都可以用中国“心”来描述。

超个人心理学又称“灵性心理学”、“精神心理学”,关注的是人的超越性和灵性,超个人心理学认为人的心理既是心理的又是精神的,但主要是精神的,超个人心理学关注的也是人的精神之路,超越自我,达到灵性自我。中国传统文化中,关于如何破除“自我”达到“超我”,有很好的论述,比如禅宗的“静修”、“棒喝”思想,王阳明的心学,道家思想等,本文中的“心斋”、“坐忘”思想也是破除自我、追求灵性的方式。超个人心理学可以说是西方心理学对“灵性”遗忘的回归,而回归的依据是对各国传统文化中精神追求的重新思考,从这个意义上讲,中国的心的概念也是超个人心理学的一个重要源泉。但超个人心理学又毕竟是西方的产物,在吸收和重新整理各传统文化时又不免失之偏颇,比如对中国“心”的体悟就很难用语言去论述和理解,中国文化中“心”之内涵是“仰观天文”、“俯察地理”的结果,这种超验性不是靠语言得知的,而是直觉体悟的结果,这是中国文化的精华,恰恰又不是超个人心理学所不能容纳的。

超分子化学论文篇(8)

梁启超自幼便对《墨子》深感兴趣,表示“极崇拜”墨子的思想,他在一生之中的不同阶段,撰有多篇文章讨论墨学。我认为墨学在梁氏学术思想之中虽然不像西学、佛学、史学,尤其是近三百年学术史等那么受人重视,却是他的学术兴趣与思想表现之中非常重要的一环。

梁启超的思想虽然变化多端,也并非毫无缺陷,但却是前后一致地奠基于一些宗教、道德、政治与知识论的原则之上;他的这些原则,从今天我们所普遍接受的观点来看是相当合理的;其中尤其包含了梁启超所坚持的群与己的并重。至少自1902年以来,梁启超思想的主脉不应视为集体主义或国家至上主义,他明显地追求一种植根于传统的群己之间的互动与平衡,而个人在此“群己连续”的间架中,是具有终极意义的。

梁启超早期对墨学的研究可以发表于《新民丛报》第49、50、51、52、53、57、58等号(光绪三十年5月至11月,1904)的《子墨子学说》与《墨子之论理学》两文为代表。首先我们必须了解梁启超当时的思想状况,该文发表之时,他刚刚结束将近一年的美国之行(1903.2.20~12.11),回到日本,正在撰写《新民说》最后一部分的几篇文章,如《论私德》与《论政治能力》等文。梁启超此时思想的主线已经从宣扬激烈革命,转向提倡渐进改革;从强调学习西方的“发明新道德”,转变为重视源于传统文化的“元神真火”。就学术思想来说,在西学方面,讨论西方经济思想的《生计学说沿革小史》以及论康德、边沁、伯伦知理等文章都已发表;中学方面,因为受到赴美之行的影响,《论中国学术思想之变迁》一文在第22期(1902.12)佛学部分写完之后,就暂时停了下来。

《论中国学术思想之变迁》的一系列文章综论了中国古今学术发展的主要趋势,其中先秦部分即谈到墨家。梁启超指出春秋末期墨与孔、老并立,三分天下。他的分析环绕着地理因素,认为中国古代思想之中,北派重视实际,以孔子为首,南派则崇尚玄想,以老子为魁,至于墨子,他很简单地说:

墨亦北派也,顾北而稍近于南,墨子生于宋,宋南北要冲也,故其学于南北各有所采,而自成一家言。其务实际、贵力行也,实原本于北派之真精神,而其刻苦也过之;但其多言天鬼,颇及他界,肇创论法,渐阐哲理,力主兼爱,首倡平等,盖亦被南学之影响焉。

他也谈到后来墨学分为兼爱、游侠与名理三派。在讨论先秦诸家之派别以后,梁启超本来打算接着写《论诸家学说之根据及其长短得失》一节,但是他却感觉到力不从心,所以只好暂阙,遗憾的是这一部分后来他一直没有机会补写。在暂缺的《论诸家学说之根据及其长短得失》一节之后,梁氏撰有《先秦学派与希腊印度学派比较》,指出先秦思想的一个缺点是“论理Logic思想之缺乏”,不如印度的因明之教与亚里士多德的论理学,而《墨子》中《大取》、《小取》等篇虽有名学之词句,“但其学终不成一科耳”。

大约在1902年中期,他还没有能力处理先秦各派,包括墨子在内的思想内容,并评论其得失;而他对墨学中的逻辑部分也没有很高的评价。其后,梁启超介绍了许多西方的经济、哲学思想,又去了一趟美国,思想发生了很大的变化,至1904年中叶开始,他再次回到先秦诸子的领域,而首先处理的就是《墨子》。

为什么梁启超这时认为自己可以讨论《墨子》的学说根据,并评论其长短得失呢?这当然是因为他在这两年之间“悉心研究”的结果,然而其中我们不能忽略的一个重要因素是,梁启超在这段期间阅读了一些日文有关中国古代思想史的书,日本人的观点刺激了他对先秦思想的重新诠释。过去我们常注意到梁启超透过日文学习西方思想,但实际上他也透过日文著作来认识中国。他在赴日前期所撰的《东籍月旦》一文中就介绍了好几本日本人所写的中国史,认为是很有参考价值的。以《子墨子学说》来说,梁启超清楚地表示,文中有些地方在资料排比上是采用日人高濑武次郎所著的《杨墨哲学》一书。总之,不容讳言的是,日文有关中国历史与思想的著作帮助梁启超澄清了先秦思想发展脉络的一些问题,尤其是让他开始建立起对墨子学说的整体理解。

再者,梁启超透过日文而了解的西学,也对他认识先秦思想有所帮助,在《子墨子学说》中他多次将墨子与西方思想作比较,比较的对象包括柏拉图、基督教、霍布斯、洛克、卢梭、康德、边沁、约翰・弥勒、社会主义等。由此可见,当梁启超更深入地了解西方文化时,他就能更清楚地看到中西的对照,也对中国古代思想有较从前更进一步的认识。因此日本学界对中西文化的研究,刺激了梁启超重新了解他的祖国,这是不容忽略的。但是日本学术对他的影响,似乎只限于给他一些初步的启示,并扩展他的视野,而不是影响到他思想的基本走向。

在《墨子之论理学》一文中,梁启超从《墨子》之中最基本的逻辑术语的界定,谈到不同论证方法与推理原则,更将墨子的论理学与西方的演绎法、归纳法相印证。在将中西比较之后,梁启超指出,墨子的论理学虽然不如“今世欧美治此学者之完备”,但在二千多年前有此成就“亦足以豪也”;梁启超研究墨子的论理学的目的,在于融合中学与西学,并藉此提升民族自信心,使国人能像西方,从文艺复兴创造近代文明那样,也能够从中国传统中开出新局。

《子墨子学说》一文有类似的用心,不过更着眼于以墨子精神来解决当时中国社会“民德”的问题,这与他在《新民说》之中的主张有很密切的关系。梁启超在《新民说》中认为:群与己应维持一个以“界”为中心的平衡关系,他一方面重视社会秩序,一方面也肯定个人自由与个性发展,而在国家危机的时刻,群要比己来得重要。他所谓的“新民”就是要人们能认识正确的群己关系,并养成公德心、国家思想、冒险进取、自由、进步、权利等现代国民的精神。梁启超在《新民丛报》时期对墨学的探讨与“新民”的理想有直接的关系,是他对于未来中国“国家与国民之想象”的一环。

在《子墨子学说》中,梁氏强调中国人有两个严重的缺点,一是自私自利,一是“命”的观念太强,因而不知自立自强,也缺乏西方冒险进取的精神。他认为墨子以兼爱为中心的“利他主义”,可以帮助国人医治自私自利的毛病,了解到正确的群己关系。他很同意墨子所说“利人即所以利己也”的说法,他指出:利己者,人类之普通性也,骤语以社会全体之利,则以为不亲切而漠视之,故墨子复利用此普通性,而极明利人即利己之义。……盖墨子以实利主义为兼爱主义之后援,其意谓不兼爱者则直接以利己,兼爱者则间接以利己,而直接之利,不如间接之利尤广而完而固也。

他更以日人加藤弘之(1836~1916)利己主义的推理来协助说明墨子的说法,加藤氏说:“人类只有爱己心,无爱他心,爱他心者,不过‘知略的爱己心’耳”,梁启超认为墨子正是专利用这种知略的爱己心,来激起人们的“利他主义”。

然而墨子的兼爱、利他的思想除了有“利人即利己”的基础之外,还奠立在一种宗教观念之上,亦即利人是上天所嘉许的行为。对儒家来说,道德行为是一种目的,而不是一种手段,所以只问事情本身对不对,而不问行为的结果是得祸或得福。但墨家却把道德行为当成得利的手段,是为了得福而为善、为了避祸而不为恶。梁启超敏锐地指出“儒者以义为仁爱之附属物,墨者以利为仁爱之附属物”;简单地说,儒家言“义不义”,墨家则明“祥不祥”。

传统儒家思想多从“正其谊不谋其利,明其道不计其功”的角度批评墨家功利的想法,但是梁启超则不然,他认为这两种说法是可以互补的,关键在于传统儒家“责任道德说”只适合君子,却无法影响“中人以下”。

梁启超主张将儒、墨、佛三者融合为一,对君子用实法,对小人用权法,如此可以有助于改良“民德”。

对梁启超来说,自私自利的一个重要表现是缺乏国家思想或爱国情操,墨家精神之中最让他感动的,其实就是由兼爱、明鬼观念而产生的“轻生死”、“忍苦痛”的精神。他认为如果要使每一个国民都变成儒家的君子,具备现代国家思想,必须要仰赖像墨家(与佛教)那种宗教观念,才能让人们为一个群体的道德理想而超越生死,在关键时刻敢于为国捐躯。

就群己关系而言,梁启超提倡墨学的目的无疑地在药治国人过度重视利己,而忽视利群的缺点,而利群的具体内涵,就是他在《新民说》之中所反复讨论的公德心与国家思想。因此对梁启超来说,他所说的公德心与国家思想并不是西方社会所特有,而是与传统思想中儒学、墨学的理想是分不开的,而造就此一新国民的方法也是包含了儒家“责任道德说”、墨家福善祸淫、明鬼,以及佛教权实并用等观念。总之,梁启超国家思想中传统的根源是不容忽略的。

再者,梁启超的群己观也不全是要求个人要为群体牺牲(当然国家危亡时应该这样做),他吸收了墨家“利人乃所以利己”的观念,认为群己是交织在一起,而两者都有本质上的重要性。在此要特别指出的是:梁启超并不是只重群体而不重个人,他并不完全肯定墨子以兼爱为基础的“利他主义”,认为其最大的缺点就是抛弃了“自己”与“所有权”的观念,是知有群而不知有己;这种理想只可能在如柏拉图、德麻靡里辈(原注:参观生计学沿革小史篇)所虚构之共产主义,或佛教所说“举一切众生入无余涅磐以灭度之”的情况下,才能实现,在一般的社会中是不可能的,所以他认为追求此种理想并非社会之福。

由此可见清末梁启超在《新民丛报》之上与革命党人辩论,反对土地国有,晚年又不赞成在中国实行马克思式的共产主义,是有其思想根源的。为了公允地了解梁启超的群己观,我们必须要在“群”与“己”两方面同时观照,他不是一个集体主义者或国家至上主义者,也不是一个西方意义下的个人主义者,而是重视群己之间的互动与平衡。从此角度才能了解梁启超思想的复杂性与巧妙性。

梁启超对墨子“兼爱”、“利他”思想的另一批评,是有关“利”的观念,墨子说人们兼爱可以得利,但他所谓的“利”是指维持生存所需要的食衣住行等“必要的欲望”,所以他提倡节用、节葬,反对奢侈等。梁启超认为人类除了必要的欲望之外,还有“地位的欲望”,意指相应于国民的程度,与个人在群体中的身份,其所谓“必要”的欲望是不同的,此一欲望也随着文明程度的提升,会有所变化。无疑地,梁启超的理想社会决非是人人平等而仅有物质温饱的社会,而是级层性与进步性的。他坚信“欲望之一观念,实为社会进化之源泉,苟所谓必要者不随地位而转移,则幸福永无增进之日”。梁启超这种对利与欲望的想法,显然较配合资本主义的经济体制,而与社会主义或共产主义不相契合。

再者,梁启超指出墨子坚持严格的“必要”之欲望,所以“非乐”,他只知道有物质上的实利,而不知道有精神上的实利。以娱乐一事来说,墨子只知此事废时旷业,但实际上以娱乐为目的的休闲生活,能间接地陶铸人之德性与增长人之智能,是人生中很重要的一部分。

梁启超认为墨子的实利思想大抵来说,过重物质而忽略精神,但在《鲁问篇》中“公输子谓子墨子”一条也曾发明“凡事能使吾良心泰然满足者谓之利,否则谓之不利”的观念,梁启超认为这种尝试将乐利与道德结合在一起的主张,是很高明的说法。

梁氏从墨学中领悟的另一个重要的观念是“非命”,这样的想法他早在1902年撰写《新民说》中《论进取冒险》一节就已经谈到,他认为国人重“命”,以为事事都是早已注定的,因而消极地自暴自弃,缺乏努力奋斗、开创新局的精神:“危乎微哉!吾中国人无进取冒险之性质,昔已然,而今日且每况愈下……”

在《子墨子学说》一文中的《非命》一节,梁启超试图透过颂扬墨子“非命”观念,来批判所谓“儒家的命定主义”,以建立具有现代精神的“新民”,而“非命”也就是“力行”。

墨子非命说的基础是经验与归纳,亦即援引“先王之前言往行”以为证,梁启超对此说法并不满意,他从“天演论”为“非命说”立下新的论据。他说:物竞天择一语,今世稍有新智识者,类能言之矣,曰优胜劣败,曰适者生存,此其事似属于自然,谓为命之范围可也。虽然,若何而自勉为优者适者,以求免于劣败淘汰之数,此则纯在力之范围,于命丝毫无与者也。

至于国人流行的人生之富贵、贫贱归诸命的说法,梁启超也加以驳斥。他说人的贫富贱贵,往往是由于社会全体之力所凝聚成的制度所造成的,在现实世界中有许多不合理的制度,使“力”得不到合理的发挥与公平的竞争,在这样的制度中,人们不能自拔,所以归之于命。实际上这些社会制度都是可以用人力来破除的,例如当时的科举制度(至1905年才废)。

梁启超更以佛教因果的说法来支持墨子“非命”的观点,认为佛教的“因果说”是“有力而无命”,而退一步而言,即使有命的作用,这个命也是人类的自力所可以左右的。这一理论将梁启超思想中群己关系,以及人类历史演变的决定因素等重要的问题,从本体论的角度结合在一起,梁启超认为是“其论据精深博辩,盛水不漏”。

梁启超对墨子的研究不但注意到改善民德的问题,也了解到民德的改善要依赖一套新的政治架构,即国家建构的问题。这时他对卢梭所谓国家是由“公民同意所造成”的“民约论”说法仍颇为醉心,并由此来评估墨子的政治思想。他的看法是:墨子之政术,民约论派之政术也,泰西民约主义,起于霍布士,盛于洛克,而大成于卢梭,墨子之说则视霍布斯为优,而精密不逮洛、卢二氏。

超分子化学论文篇(9)

[Abstract] Controlled sustained-release preparation (CSRP) is a definitely important source of innovative medicines,however,its further researches and development are limited due to the complexity of Chinese medicine (CM) compositions,and a series of unclear key problems like the apparent properties from physical and chemical aspects. Combined with the CM characteristics of the multiple components and synergistic effect,a series of bottleneck problems in the preparation of CSRP were analyzed. Then the mechanism and influences of supermolecular chemical theory in the CSRP about the multiple-components overall-control were explored under the guideline of "overall control,synchronous dissolution" in CSRP,based on the previous explications about supramolecular chemistry theories and with the application of single component precision controlling technologies. The supermolecular mechanism of multi-component overall control and synchronous release of the CSRP was investigated,providing an useful academic reference for the research and development of the CSRP and laying the theoretical and technical foundation for the manufacturing process of CSRP.

[Key words] Chinese medicine;multi component;controlled sustained-release preparation;supramolecular;imprinting template;overall control

doi:10.4268/cjcmm20162430

控释制剂通过制剂学手段调整药物的动力学行为,使临床顺应性差的药物得到合理的应用[1]。单成分的控缓释制剂技术成熟,上市产品众多。而中药成分复杂,其理化性质体现表观性,兼之一系列关键问题尚未完全廓清,故真正成熟上市、能体现中药精髓的复方控缓释制剂基本没有。单成分制剂发挥治疗作用的有效成分是单一分子,中药多成分制剂发挥治疗作用的则是一群分子,二者之间最基本的区别在于“分子”与“分子社会”的差异,在化学研究中,分子化学精确研究分子的行为,而超分子化学则进一步探讨了多分子所组成“分子社会”的社会行为,除研究分子的个体属性外,更侧重于讨论分子的社会属性,超分子化学研究与中药临床复方用药的使用方式不谋而合。因此,分析中药多成分群按超分子印迹模板自主作用的规律,探讨多成分整体释放的超分子化学机制将对中药控缓释制剂制备具有重要指导意义。下面分析中药多成分控缓释制剂制备研究中所存在的主要问题,并结合超分子化学原理进行探讨。

1 中药控缓释制剂制备难以直接套用成熟的单成分技术

目前单成分控缓释制剂按制备工艺可分为:骨架型、薄膜包衣型、渗透泵型缓控释制剂等。按其释药原理可分为:溶出原理、扩散原理、溶蚀与扩散及溶出结合、渗透压原理、离子交换作用等[2-5],但这些技术均建立在单成分按独立质点释药,如直接套用于多成分制剂制备,则显然忽略了多成分体系中成分间的相互作用,而中药复方是有效成分群相互配伍,多靶点、多层次的综合作用结果,化学成分复杂,有效成分的半衰期等物性参数各不相同,其疗效体现综合性、理化性质体现表观性,则中药缓控释制剂须使各有效成分整体受控、按一定的构成比同步释放,才符合中药用药的特点。因此,照搬单成分控缓释制剂制备技术于中药多成分体系,难以控制制剂中多成分的同步释放。

中药剂型的设计必须符合中医(多组分)用药特点,体现中医药整体观[6],若采用贮库膜控体积式给药形式如渗透泵型、微孔膜给药系统等则会受到释药孔的大小、致孔剂用量等因素的影响,造成超分子体在释放过程中被破坏而无法同步释放;如以控缓释微丸、微球、微囊及小片为给药形式,除致孔剂种类及用量外,其本身的粒径大小也将对超分子体的释放产生重大影响;采用整体骨架式给药时,如药物与基质能同时由外至里一起溶蚀(解),则单成分及超分子体均可溶蚀,也能体现中药多成分的同步释放,但基质与药物溶蚀同步性难以保证,目标实现不易;如采用整体不溶蚀骨架式给药系统,各成分从骨架材料中扩散溶出,但受其印迹模板的影响,其扩散系数不同,也难与原方汤剂构成比相同,整体受控性差;采用溶蚀与扩散结合的系统又会增多影响因素,释药动力学控制不易。也可采用多中心o药方式,多中心同时溶出,溶剂易进入制剂中心,一定程度上弥补单质点中心成分溶出不均,整体上满足同时受控、相似度高的要求,实现整体释药的目标[7];或采用多元定位和多元定时释药技术[8],目前研究的口服中药多组分同步缓释制剂多集中在利用衣膜材料的溶胀爆破特性或渗透压原理设计多种衣层结构,其释药规律往往是几种释药机制的综合[9],多成分控缓释制剂制备需结合多种技术,包括一些新制备技术的应用。综上,目前较适宜的多成分控缓释制剂及制备技术主要有:①渗透泵型控释给药系统;②薄膜包衣控释给药系统;③控缓释微丸、微球、微囊及小片。前期研究中发现:由于制剂中成分-成分、成分-辅料间可以相互络合、复合、螯合、包合、中和、自组装、化学反应形成超分子化合物,中药的物质基础是包括了单成分群在内的超分子体的混合物,超分子与分子之间存在印迹现象[10-11]。并且通过对补阳还五汤渗透泵片体外释放过程的研究[12]发现:采取渗透泵原理制备的补阳还五缓释片中多数成分能够实现“整体受控、同步释放”的目的,但由于渗透泵片依赖渗透压控制的原理,药物的释放并不能够完全切合中药复方用药之精髓。但也体现出补阳还五汤复方中成分的释放行为与药物结构有关,但印迹模板的影响更为关键,体现为具有相同的印迹模板的不同结构成分亦有可能呈现相同或相近的释放行为。

因此对中药控缓释制剂的研究应在现有剂型基础上,参考成熟单成分制剂品种制备方法,通过对中药多成分超分子印迹模板自主作用规律的研究,阐明制剂中单成分以及成分间自组织成超分子体的释药规律,以印迹模板控制多成分的整体同步释放,有可能会取得良好的效果。

2 超分子化学的引入为中药控缓释制剂研究提供了支撑

超分子化学根源于配位化学,有人称之为广义配位化学,是当代最前沿的化学研究领域之一。分子化学与超分子化学的区别在于前者基于化学键而后者基于分子组装体和分子间键。1987年Pederson,cram和Lehn因为对超分子化学领域的杰出贡献而获得该年度诺贝尔化学奖,超分子化学成为一门专门的学科引起人们的关注。基于超分子化学,多来源于原动植物生命体的中药可以看成是一个由单分子、超分子、聚合超分子及巨复超分子构成的复杂体系[13]。而中药成分群为生物超分子“印迹模板”的天然聚集体,在制剂学上体现出共“印迹模板”的自主作用,因此,研究中药复方成分“印迹模板”的整体受控规律对中药多成分控缓释制剂至关重要。

2.1 超分子印迹模板与药物释放动力学的关系 中药及复方成分来源于原动植物生命体,是一个巨大的超分子体系。其糖类、氨基酸、蛋白质、生物碱、醌、香豆素、木脂素、黄酮、萜类、挥发油、脂肪油、甾体、三萜、鞣质等有效成分群既体现小分子“印迹模板”特性,又可通过复合、络合、螯合、传荷等作用形成超分子;糖类、氨基酸、核苷酸又作为功能单体合成超分子聚合物,亦组织结构[11]。因此中药中各分子相互之间以及与机体都能按“印迹模板”形成生物超分子体而产生作用。且前期对中药控缓释制剂体外释放研究过程中发现[12]:出峰时间相近的药物具有相接近的释药行为,这符合了液相色谱原理及结构相近的成分具有相同印迹模板的概念;亦发现了即使成分结构不同,但如具有相同的印迹模板亦可呈现相同或相近的理化性质及药理作用。但由于超分子作用基于分子组装体和分子键力,其结合相对较弱,并且在制剂中单成分与超分子体同时存在,故在制剂制备过程中应研究中药复方药物超分子印迹模板特征及多成分释放超分子作用特征,寻找合适的制剂学单位实现多成分的整体受控,采用制剂学手段解决中药多成分控缓释制剂的整体释放是完全能够实现的。因此,超分子印迹模板的自主作用规律贯穿中药控缓释制剂始终,在中药控缓释制剂的理论与制备技术突破过程中发挥着重要的作用,阐明中药复方中的超分子“印迹模板”及其自主作用规律具有重要意义。

2.2 超分子“印迹模板”及其自主作用规律的研究方法 不同物质的印迹模板可从结构母核以及计算分子连接指数进行对比与归类研究。分子连接性指数法(molecular connectivity index,MCIs)可根据分子中原子的连接方式定量地描述分子的结构排列。分子连接性指数与分子的多种理化性质和生物效应有关[14]。前期研究[15]表明相同或相似分子结构其分子连接性指数必然相同或相近;相同或相近的分子连接性指数其分子结构可以不一致,但理化性质必然相似。因此可通过分子连接性指数计算结合超分子印迹模板理论探讨分析中药超分子“印迹模板”特征。分子连接性指数表达式简单,运算方便准确,但一阶的分子连接性指数无法确定结构的构型构象、立体结构问题,基于化合物分子之间形成超分子作用的特点,可进一步把分子连接性指数推广到超分子形成超分子连接性指数[16],不但可保留原分子连接性指数的客观、唯一的优点,还通过分子间作用模型反映了分子间相互作用所带来的一系列影响,用于探讨超分子印迹模板特征优势更加明显。

在目前超分子化学研究方法的基础上,结合生物体特别是中药与人体超分子“印迹模板”特征及其自主作用规律进行研究,常用的方法有[17]:①量子化学方法,包括AbinitioHartree-Fock(HF)SCF,MP 和DFT等方法,但多适用于分子较小的超分子体系,对于大分子量子化学多采用分子对接和Wiener,Hosoya,Randic等分子拓扑学指数理论进行研究;②波谱方法,包括UV,IR,NMR及NMR光谱法,比较不同分子组成情况下其特征峰的变化,从而推断其基团(印迹模板)的变化;③吸附热测定法,采用滴定量热测定仪,测定不同组分的吸附热进行判断;④色谱法,比较在薄层色谱板中加与不加客分子情况下各斑点色谱行为的影响;比对分析不同分子组成情况下各特征峰的波数变化,从中分析超分子结构信息;⑤测定表观相对分子质量:按冰点下降法测定不同组分的表观相对分子质量;⑥电镜观察法,包括采用电镜扫描观察超分子产物特征等;⑦其他方法,包括化学动力学法、网络拓扑学法、谱效动力学法,可测定分子间的作用参数来探讨形成超分子的可能性及所形成超分子的状态稳定性。

除前述制剂学问题外,非制剂学的一些基础问题也限制了中药控缓释制剂的开发研究,需要分析解决。

3 中药控缓释制剂研究尚需解决的基础问题

3.1 中药复方药效物质基础尚未完整阐明 中药制剂为多成分群的混合物组合制剂,有效成分、代谢产物以及夹杂在药物中的无效成分甚至是有害成分等之间的相互影响,按传统的“一成分一效应;一成分一参数”的研究模式很难阐明其物质基础:成分群的种类数目和含量、量-效关系、时-效关系等,无法获得中药控缓释制剂设计所需的总量理化性质参数,难以从理论上指导中药缓释制剂的设计,也难以建立中药控缓释制剂质量监控的指标和方法[18]。

中药制剂的原料多为来源于自然界的动植物。与自然界生物体一样,中药成分群反映了原植物的遗传特征,为与原植物主体分子“印迹模板”相一致的客体小分子聚集群体。在经过了上亿年环境适应与优化作用后,其体内小分子应是最优的原植物“印迹模板”功能单体,与人体的经络脏腑的作用亦遵循超分子“印迹模板”的规律[19-20],也即生命体及中药中各种成分均可以主体或客体形成超分子,中药复方成分复杂,系一天然形成超分子体系的优良土壤,引入超分子化学对阐明中药复方物质基础具有良好推动作用。

目前中药复方物质基础虽尚未完整阐明,但已取得较大成果,出现了如霰弹理论、药物能量理论、疾病浓缩效应、功能组分、广义成分论、体内直接物质基础及超分子化学作用 [13,21-24]等一系列理论和假说,从多角度、多层次阐述了中药复方的物质基础和作用机制,促进了中药复方药效物质基础研究的发展。对中药复方物质基础的研究也可在单成分Hill量效关系基础上,先@得整体上的效应指标,再进行非线性拟合,将整体效应分摊到各成分头上,建立总效应与成分量变曲线,求得各峰定量药理学体系,再计算获得谱效学总量统计矩参数体系。进一步可在其基础上关联中药复方成分群剂量量变与靶点效应,形成网络药理学的研究思路:根据生物流量平衡与药物动力学原理,建立约束或非约束式微分网络动力学体系,确定各成分与靶点间的作用平衡常数与阈值,以成分与靶点平衡常数赋值组成拓扑网络,由其大小确定成分与靶点的空间关系(平衡常数越大,相互作用越强,反之亦然),同时依拓扑网络平衡常数可建立起网络动力学,可求得各成分的量-时-效关系。

3.2 中药药物动力学(谱动学)、药效动力学(谱效动力学)方法的建立 对中药复方控缓释制剂的体外评价,多沿用单成分制剂的评价方法。对体内评价亦多采用类似单成分制剂的药物动力学研究[25],亦有学者提出利用现代科学技术手段,揭示中药组分体内成分变化及其动态变化规律的药动学过程,同时利用药动学变化的描述来评价多组分结构优化调整带来的整体效应的变化,真正阐明组分配伍后发挥药效作用的物质基础和作用机制[26-27]。前期研究中,建立了以指纹图谱表达的中药多成分体系的药物动力学,亦包含总量统计矩参数的谱动学和谱效动学总量统计矩数学模型[28],能表征以指纹图谱表达的中药多成分药物动力学与药效动力学行为,可对多成分体系进行方便的测算,同时亦适用于未知成分药物动力学研究。

3.3 单成分与多成分释放动力学模型的关联 单成分药物其成分自制剂中释放的动力学过程较为明确,不需考虑印迹模板;而对于多成分体系,则需考虑其中的单成分及超分子体,因此需要关联单成分与多成分释放动力学模型。目前研究成分间整体受控释放动力学相似度的方法主要有相似因子法、总量统计矩相似度法、多组分中药化合物组释放同步性评价法、多指标定量指纹图谱法、剂量分割法等[29-33]。前期运用总量统计矩相似度法考察了药物成分自药材中溶出的规律[34],发现该法能全面表达中药控缓释制剂释放过程中的色谱信息,可用于中药控缓释制剂整体释放评价。可先测定复方混合物中形成超分子体的成分,再利用不同释放时间指纹图谱数据计算形成超分子体成分的释放度,如释放度相同,则其超分子体系未被破坏,从而形成超分子的成分以超分子体形式同步释药。再结合各释放时间点的相似度,用于判断药物成分释放是否达到控缓释效果。

3.4 中药复方单成分理化特征与多成分表观特征间定量关系的建立 由于制剂学手段无法修饰药物代谢、分布与排泄的转运平衡常数等,只能借助剂型设计控制药物吸收平衡常数来实现整体药物动力学行为的修饰。因此要展开中药控缓释制剂的研究,还应获得设计时所需的有效成分群总量理化性质参数,才能依其理化特性设计出最宜的剂型与给药方式,实现“整体受控、同步溶蚀、多中心扩散”的释药目的。与制剂学相关的单成分理化特征参数包括溶度参数、pKa、扩散系数、分配系数、稳定性及药物动力学参数等。单成分的特征理化参数固定,而多成分体系却体现各参数表观特征,即其中所包含的单成分及超分子体的性质。目前对中药制剂的理化性质参数多按单成分模型进行研究,注重单个成分的特征理化参数研究,尚未建立起中药制剂多成分理化性质,即超分子“印迹模板”群相互作用的表观参数表征方法,这对中药制剂中间体的质量评价造成了困扰。因此掌握和预测单成分理化特征向多成分表观特征的传递规律,搭建两者定量关系亦是中药控缓释制剂研究所需解决的基本问题。

以共“印迹模板”为特征集合体的中药制剂,宏观上体现为超分子混相体系,理化参数表现出表观性质,如溶解、pH、渗透、分配及药物动力学性质都会改变,在这一性质改变过程,超分子形成将起到重要作用。因此,基于“印迹模板”的规律,研究中药复方提取物超分子存在形式以进一步阐明中药多成分群的理化性质,将为建立起适宜的中药超分子制剂制备与评价技术奠定基础。

4 讨论

虽然目前渗透泵型控释给药系统、薄膜包衣控释给药系统、控缓释微丸、微球、微囊及小片、胃内漂浮滞留控释给药系统等单成分控缓释制剂制备技术能够供多成分制剂借鉴,但这些制备技术多借助物理控制实现多成分整体释药目的,在释药过程中很难始终如一,单一制备技术难以达到同步缓释目的。

针对中药复方多成分、多靶点的用药特点,“整体受控、同步溶蚀”应为中药多成分控缓释制剂制备的指导原则,中药复方控缓释制剂制备的指导思想是:整体受控、同步溶蚀与多质点随机互补溶出。而由于中药多成分体系中各成分间的相互作用,存在超分子“印迹模板”自主作用规律[35],因此,为使中药复方控缓释制剂保证整体释药的完整性,提高其重现性、体内外相关性和生物利用度,需要利用超分子主客体分子间的“印迹模板”作用规律与分子烙印、分子模版印迹技术,研究“印迹模板”的自组装、自组织、自识别与自复制特征[36]。阐明多成分体系中印迹模板自主作用规律,采用制剂学手段控制制剂中单成分和超分子体同步释放,修饰其吸收平衡常数,实现多成分的整体受控、同步释放。

综上所述,在中药控缓释制剂制备研究过程中,引入超分子化学的指导,通过对复方多成分“印迹模板”特性、理化生物性质及其与释药动力学关系的研究,寻找控缓释制剂中多成分群“印迹模板”同步受控释放的制剂单位,将有望阐明中药控缓释制剂整体受控的超分子机制,奠定中药控缓释制剂制备的理论与制备技术基础。将为中药复方开发成控缓释制剂提供有力的支撑,将大大推动中药产业现代化的步伐。

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超分子化学论文篇(10)

梁启超曾经多次道及他与夏曾佑、谭嗣同在清末发动过“排荀运动”,已为学界作过认真的研究。然而,梁氏对荀子的认识并未一直停留在此一阶段,他说“自三十以后,已绝口不谈‘伪经’,亦不甚谈‘改制’。……持论既屡与其师不合,康、梁学派遂分。”噌深受康有为影响、流质易变的梁启超对荀子开始具有自己独立的认识与研究,本文即试对此作一简单的分析。

一、早年的“排荀运动”

梁启超晚年回忆其早年与夏曾佑、谭嗣同论学辩难,有过一场元气淋漓的“排荀运动”:“曾佑方治龚、刘今文学,每发一义,辄相视莫逆。其后启超亡命日本,曾佑赠以诗中有旬日:“……冥冥兰陵(荀卿)门,万鬼头如蚁。质多(魔鬼)举只手,阳乌为之死。袒裼往暴之,一击类执豕。酒酣掷杯起,跌宕笑相视。颇谓宙合间,只此足欢喜。……”此可想见当时彼辈‘排荀’运动,实有一种元气淋漓景象。嗣同方治王夫之之学,喜谈名理,谈经济,及交启超,亦盛言大同,运动尤烈。”

1924年夏曾佑亡故,梁氏作文悼念,再次论述了当年的论学情形与排荀运动:“穗卿和我都是从小治乾嘉派考证学有相当素养的人。到我们在一块儿的时候,我们对于从前所学生极大的反动,不惟厌他,而且恨他。穗卿诗里头‘冥冥兰陵门,万鬼头如蚁,质多举只手,阳乌为之死。’‘兰陵’指的是荀卿;“质多”是佛典上魔鬼的译名——或者即基督教经典里的头的撒旦。阳乌即太阳——日中有乌是相传的神话。清儒所做的汉学,自命为‘荀学’。我们要把当时垄断学界的汉学打倒,便用‘禽贼禽王’的手段去打他们的老祖宗——荀子。到底打倒没有呢?且不管。…‘袒裼往暴之,一击类执豕。酒酣掷杯起,跌宕笑相视。颇谓宙合间,只此足欢喜。’这是我们合奏的革命成功凯歌。读起来可以想起当时我们狂到怎么样,也可以想见我们精神解放后所得的愉快怎么样。”

谭嗣同思想独到,不幸为变法维新事业流血牺牲,有如思想星空中的一颗流星,一闪即逝。谭嗣同认为孔子创教之时,“黜古学,改今制,废君统,倡民主,变不平等为平等”,可惜后学不传,荀子“乘间冒孔子之名,以败孔之道”,“尽亡其精意,而泥其粗迹,反授君主以莫大无限之权,使得挟持一孔教以制天下!”故而“二千年来之政,秦政也,皆大盗也;二千年来之学,荀学也,皆乡愿也。惟大盗利用乡愿;惟乡愿工媚大盗。”

梁启超与二三友朋间论学论政,排诋荀学,自然称不上一种所谓“运动”,其夸大其辞是显而易见的。事实上,此时梁启超对乃师某些论断心底里不以为然,但仍深受康氏思想的影响,服膺南海先生关于孔子及孔门后学流衍之说。康有为打出孔子的旗帜,发掘《春秋》中的微言大义,盛倡三世三统之说,演大同之义,“以经术作政论”目,为他的布衣改制寻找历史的根据。康有为为了张扬孔教大旗,复原他所谓的孔子原始思想,对其所谓“俗学”极力排斥,第一阶段排斥宋学,第二阶段排斥歆学(刘歆之学),第三阶段则极力“排斥荀学(荀卿之学)”,“以其仅传孔子小康之统,不传孔子大同之统也”;认为孔门后学中,孟子传大同之义,得其神明;荀子传小康之义,“盖得孔子之粗末者也”。梁启超在前后几年时间里,持此论点不变,基本上都是对乃师学说的阐扬。1896年,粱氏在谈到经学的学习时,即提出治经“当知秦汉以后,皆行荀卿之学,为孔教之蘖派”。他认为,中国之所以不富不强,国运衰微,是因为学术上“误六经之精义,失孔教之本旨”,孔子之教,有特别之教、普通之教,“普通之教,曰《诗》、《书》、《礼》、《乐》,凡门弟子皆学之焉,《论语》谓之为雅言,雅者通常之称也。特别之教,曰《易》、《春秋》,非高才不能受焉,得《春秋》之传者为孟子,得《易》之传者为庄子。普通之教,谓之小康;特别之教,谓之大同。”荀卿曾讲,学始于诵《诗》,终于读《礼》,可见,荀卿所承受的是普通之教、小康之说。《春秋》为孔子经世大法,非口授不能明,此即《公羊传》,自东汉以后,该书若存若亡,《春秋》无人能解,“孔子之真面目,遂不复可见”。“自秦汉以后,政治学术,皆出于旬子”,“二千年来,只能谓为荀学世界,不能谓之为孔学世界也”。荀子学说,提纲挈领,特点有四:尊君权、排异说、谨礼仪、重考据。戊戌前后,梁启超极力主张恢复孔教精义,“于是专以绌荀申孟为标帜。”1902年,梁氏在《中国学术思想变迁之大势》一文中,仍然坚持此说:“孔子之学,本有微言、大义两派。微言亦谓之大同,大义亦谓之小康。……大义之学,荀卿传之;微言之学,孟子传之。…”孟子既殁,公孙丑、万章之徒,不克负荷,其道无传。荀子身虽不见用,而其弟子韩非、李斯等,大显于秦,秦人之政,壹宗非、斯。汉世六经家法,强半为荀子所传;而传经诸老师,又多故秦博士。故自汉以后,名虽为昌明孔学,实则所传者,仅荀学一支派而已。此真孔学之大不幸也。”此段时间之内,梁启超极力推崇孔、孟,贬黜荀子。

二、文本研究

1902年,梁启超与康有为学术观点上的分歧日益公开化,他发表《保教非所以尊孔论》,不同意乃师“孔子为改制之教主”的主张。1903年以后的相当长一段时间,梁启超对荀子学说少有评论,直至晚年讲学与著述中,才对荀子作过一些较为平实的纯学术性研究。

梁启超遍引有关荀子的文献资料,比堪考证,推定、假定出一个简单的荀子年表。首先,他根据史书有确切记载而史事不相抵牾的一件事为坐标上下推演,即《史记·春申君列传》载楚考烈王八年(前255),春申君任荀子为兰陵令;据此推定前293年荀子15岁游学于齐国。《史记·孟子荀卿列传》及刘向《叙录》作“年五十始来游学于齐”,梁氏认为此“或传写之讹耳”;应劭《风俗通·穷通》篇作“年十五”,“似较近真”。梁启超推定前285年荀子说齐相,不见用,遂至楚国;第二年,再次游历齐国,至公元前268年前后十余年间,三为祭酒。《儒效篇》记载与秦昭王问答,《强国篇》记载与应侯问答,皆在前267年秦以范雎为相之后。荀子55岁时,被春申君任为兰陵令;前236年春申君被杀,荀子去职,废居兰陵。李斯于前246年辞别老师入秦,前213年相秦,荀子是否尚在人间,不得而知;假定荀子尚存,则已是95岁高龄了。删

《荀子》一书,西汉刘向称为荀子手著。梁氏以为,全书大部分可以推定为荀子著作,但《儒效》、《议兵》、《强国》诸篇皆称“孙卿子”,为及门弟子对荀卿即孙卿的尊称,可视为弟子记录。《尧问篇》末段纯粹是对荀子的批评,显然是他人所作。《大略》以下六篇,唐代杨惊认为属于荀子弟子对荀子言行的记录,此说得到梁氏认同。总之,《荀子》全书非悉数出自荀卿之手是可以肯定的。

《荀子》最初由刘向将中秘所藏荀子书三百二十二篇芟去重复之篇,编为三十二篇,为避宣帝讳,名《孙卿新书》。杨惊作注,省称《荀子》,遂延用至今。今本二十卷为杨口重新编次,与刘向篇弟有所不同。梁启超综合前人的考证工作,加以合乎人情的推想,将《仲尼篇》第七之下,重新编次,认为《成相》、《赋》两篇纯属韵文文学,当另为《孙卿赋》而不入《荀子》,恢复刘向校录之旧貌。

梁启超还考证了《荀子》三十二篇的真伪问题。大小戴《礼记》篇名、文字上有很多与《荀子》相同的地方,梁氏以为是《礼记》采录《荀子》,因为该书本属汉儒搜集整理而成。可以想见,《荀子》也难免其他著作搀人的现象。汉儒各自传写,竟有三百余篇,刘向删其重复,将诸本冶为一炉,但其所持标准无从得知。杨惊将《大略》、《宥坐》、《子道》、《法行》、《哀公》、《尧问》六篇置于书末,“似有特识”。因为《宥坐》以下五篇,文义肤浅,《大略》亦是片段,梁氏认定此六篇为汉儒杂录,非《荀子》之旧。

关于荀子著书立说的动机,司马迁《史记·孟子荀卿列传》中认为:“荀卿嫉浊世之政,亡国乱君相属,不遂大道而营于巫祝,信口祥,鄙儒小拘,如庄周等又滑稽乱俗。于是推儒、墨道德之行事兴坏,序列著数万言而卒”,梁启超对此说深表赞同。当时儒家末流,即荀子所谓“子游氏之贱儒”专门靠孔子混饭吃;出于子夏一派的庄周末流又滑稽乱俗,混淆视听;孟子道性善,说仁义,有点矜才使气,于是,荀子起而革新。总之,“荀子的学说,可以说是战国末年,对于儒家的一大修正”,相对孔子原始儒学,荀学在很多方面都有所发展,“自有其门庭堂奥,不特与孟子异撰,且其学有并非孔子所能统者”。

在梁启超早年极力贬斥荀子的时候,连荀子《非十二子》也被他否定。他认为,荀子的论述“最为杂乱”;荀子对诸子之学进行了系统的批判,梁启超认为该篇以排斥异说为能事,充满了狭隘的门户之见,李斯相秦,焚书坑儒,就是因为受到荀卿极端狭隘主义教育的影响,“虽谓李斯坑儒之祸,发于荀卿,亦非过言也。”故而,荀卿《非十二子》篇中对各家学说的评判,“殆不足采”。晚年在各校讲授中国学术史时,梁氏认为,“荀子好批评,虽其批评不能称为尽当,然有极尊严又极严厉的态度”,《非十二子》、《解蔽》、《天论》诸篇是梁启超考论先秦学术的重要资料。他对这三篇评骘诸子的文字逐一进行了校勘、训释,对荀子的见解或批评,或阐发,或曲为解脱。如荀子直斥“子张氏之贱儒”、“子游氏之贱儒”、“子夏氏之贱儒”,梁启超解释道:“荀子所斥,殆指战国末年依附三家门墙之俗儒,非迳诋三贤也。”

三、对荀子思想的阐释

梁启超对青年学子应该如何阅读、研究《荀子》一书,也指示了门径,他逐一讲解了各篇要旨,并举出重要偏什,要求弟子们精读,以了解荀子学术思想的梗概及在学术史上的地位。阅读、研究荀子,其目的有二,“第一,为修养应用;第二,为学术的研究”、。

对荀子思想的研究,梁启超着重分析了儒家“道术”的几个重要概念。性恶论是荀子思想的最大特色,其主旨不外“人之性恶,其善者伪也”,“今人之性生而有好利焉,顺是,故争夺生而辞让亡焉;生而有疾恶焉,顺是,故残贼生而忠信亡焉;生而有耳目之欲,有好声色焉,顺是,故生而礼义文理亡焉。然则从人之性,顺人之情,必出于争夺,合于犯分乱理而归于暴。故必将有师法之化,礼义之道,然后出于辞让,合于文理,而归于治。用此观之,然则人之性恶明矣,其善者伪也。”(《性恶篇》)如果顺着人的本性,只有争夺、残贼与,应当用师法礼仪去矫正他。梁启超认为荀子极端的性恶论不能算作真理,是拿来作教育的手段。“这种主张,在教育上有极大的价值。但是离开教育,专门讲性,不见得全是真理。”

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