氣功的科學觀
作者／李嗣涔 台大電機系教授
中華民國八十年八月
科學發展月刊 第十九卷 第八期
氣功是我國自古流傳下來的一種保健強身、益壽延年的
醫療保健運動，已有幾千年的歷史。它是我國古代人民與
大自然與疾病博鬥過程中，運用大腦意識的作用，對身體
實行自我調節的經驗總結，是一種非常獨特的自我身心的
鍛鍊方法。它與中國傳統醫學中對人體疾病的診斷方法如
把脈，以及治療方法如針灸及中藥，形成了一個完整的醫
療體系。但是氣功在幾千年歷史的發展上，卻是高低起伏不定， 主要的原因是氣功之「氣」是看不見摸不著的東西，讓沒 有練過的人感到很玄虛，另外氣功的門派很多，滲雜了不 少得道升天，見神見鬼等神秘色彩，加上宣傳過頭例如「 氣功能治百病」，給人們留下不好印象，產生反感情緒。 尤其自19世紀末年，西風東漸以後，凡是不能用近代科學 解釋的傳統習俗，都被視為「不科學」，「迷信」而遭到 忽視、排斥的命運，中醫與氣功在20世紀前70年當中，正 遭遇到如此的下場。直到民國六十年初，由於中國大陸開 發出「針灸麻醉」的新麻醉技術，使病人在開刀手術當中 還能與醫生談話，因而震驚了西方醫學界，並刺激全世界 開口從事積極的研究，使「針灸」登上世界醫學的殿堂。 這表示傳統醫學能歷經數千年而不衰，是有它的道理存在 。至於氣功方面，在民國四十年代，蘇聯號己學習了我國 的氣功，並將其廣泛的運用到醫院，療養院改善各種慢性 病。而在民國五十年代末，加拿大及美國根據氣功放鬆的 原理與現代電子儀器結合，研製生物回饋療法，並將其納 入到「控制論」的研究範圍，同一時間，西方也發展出「 超覺靜坐」（Transcendental Meditation）〔1〕，雖然 超覺靜坐的名稱與「氣功」不同，但實際修練的方法與氣 功入定是類似的。至於對氣功做大規模而且系統化研究， 則開始於民國六十七年。中國大陸在錢學森博士的領導下 ，對氣功本質及外氣的作用開始進行深入的研究。國科會 也自民國七十七年初開始，支持更廣泛的人體生物能場的 研究計畫，內容包括了氣功內外氣以及人體經絡及傅爾電 針診病之依據等主題。三年來總共支持了二十多個計畫， 參與的研究人力有二十多人，也做出了不少的成果。可以 說在海峽兩岸研究機構的多年努力下，已經逐漸揭開了氣 功的神秘面紗。以下我們就氣的概念，氣功的源起，以及 對氣功所做科學研究的結果，來闡明「氣功」究竟是什麼 。
一、「氣」的概念
氣功的含義，簡單的說就是用意識不斷的調整呼吸和身 體的姿勢來練「氣」的功夫，一般包括調心，調息和調身 三個方面。其中最重要的是「調心」，也就是腦中要祛除 雜念，放空和放鬆，但又不能昏昏沈沈。其次是「調息」 ，也就是「吐納」之術，以現代語言來說，就是「腹式呼 吸」，呼吸要麊合小腹的伸縮而達到細而勻，深而沈的境 界。最後是「調身」，不論是用站姿，坐姿或是臥姿，均 要達到全身放鬆入靜的境界。至於「氣」是宇宙一切事物 構成的基本物質，這種觀點被引用到醫學領域裏，就以氣 的運動及變化來解釋人的生命活動。中國醫藥學院曾對我 國現存最早的醫學經典著作──黃帝內經中有關「氣」的 觀念做了統計分析〔2〕發現，在內經約15萬字中，「氣 」字出現了近三千次。其中氣字詞彙用做名詞的如「陰陽 氣」、「天地氣」、「藥氣」、「濕氣」、「民氣」、「 臟氣」等共有233個；用做形容詞的如「中氣」、「邪氣」 、「氣弱」、「氣結」等共有199個；用做動詞的如「出氣 」、「閉氣」、「氣生」、「氣脹」等有89個。因此氣出 現的範圍，可說是至大無外，至小無內，非常廣泛。但是 也發現「氣」字不用在無形的心理內容，而只用於有形的 物類，它具有能力能產生可觀察的現象。以現代語言來說 ，人身的各種「氣」，如「臟氣」、「血氣」，可視為各 種組織或器官的生理功能。而「外氣」（即武俠小說中所 說的掌風）則是身體所產生的一種「生物能場」，它包含 了電磁波、壓力波〔3〕〔4〕〔5〕以及一些未知的能量形 式。至於「練氣功」就是在修練身體以致於達到一種叫做 「氣」的生理狀態，簡稱為「氣功態」〔6〕。其他如「氣 」感，「氣」亍任督二脈，「氣」行大小週天則是當身體 處於氣功態時，一種叫做「氣」的生理現象，被大腦感知 在身體的奇經八脈系統傳播的現象。總而言之，「氣功」就是運用意識的作用，對自己身體 及生命過程實行自我調節，達到一種新的生理狀態──「 氣功態」的一種工夫。
二、氣功的源起〔7〕
氣功在我國流傳已有幾千年的歷史，在黃帝內經中第一 大部份「素問」的「上古天真諭」，「異法方宜論」及「 刺法論」等經文中均提到了「導引」、「按●」、「餌舌 下津」、「淨神不亂思」等語都是指氣功的鍛鍊方法。相 傳黃帝內經的出現是在西漢初年（西元前200年左右）〔8〕 ，而在西元前380年的戰國時代所出版的行氣玉佩銘，已有 如下的文字；「行氣，深則蓄，蓄則伸，伸則下……」， 其中的「行氣」即為呼吸療法，也就是後世之「氣功」。 其他如老子道德經有「虛其心，實其腹，致虛極，字靜篤 」等語，都是指在練功時，心情須安靜，意要守丹田，即 練氣之功夫。凡此種種都說明了早在春秋戰國時代，我國 人民就已運用氣功養生健身。至於氣功的起源究竟是在什麼時代？什麼樣的狀況下出 現的呢？在商朝初期的銅器上，有些圖像十分生動的描述 了古人練「氣功」的各種姿勢，這說明在文字產生之前， 很可能就產生了氣功。至於「氣功」練法中的「調息」及 「調心」很可能是人在抵抗大自然的種種考驗下，所綜合 歸納出的一些原則，例如，當天氣寒冷時，人們會坐在避 風朝陽的地方取暖，坐的姿勢自然將手腳緊縮靠近驅體， 兩手放在小腹上，並將口自然閉合，以利保暖，這就是後 來練功時的打坐姿勢。在空氣稀薄處，自然會產生深呼吸 ，久而久之，形成了腹式呼吸。另外在偶然的快速思想過 程中，激發了小腹（丹田）的氣感，並領悟到如能全身放 鬆，更容易引發氣感。人們逐漸從這些活動中，歸納出了 許許多多的方法，而教導一般人進行有意識的鍛鍊，經過 幾千年不斷的改善，而演變成了今天的氣功。
三、氣功的本質──氣功態
練氣功時，身體到底發生了什麼樣的生理變化？與一般 人在正常狀態下有什麼顯著的不同？這是氣功要想科學化 必須嚴肅面對的第一個課題。目前由大陸及國內所做的實 驗發現，氣功師父在練氣時，至少發生了下面幾種變化：1.手掌及臉部溫度發生變化〔9〕：
大部份師父練氣時，手掌及臉部溫度上升，通常伴隨著 血壓下降，但也有小部份相反，溫度下降，血壓上升，手 掌溫度上升的原因主要是血管放鬆，血流量增加的結果。 由於血管是由人體自主神經系統中的交感神經所控制，在 正常狀態下，應該不受大腦的意識所控制。因此師父練功 時，顯然刺激到了大腦自主神經的樞紐──下視丘。
2.身體穴位量到了低頻的震波〔10〕〔11〕：
大陸的學者用壓力偵測器在身體的重要穴位，如兩道眉 毛中間的印堂穴，手掌中心的勞宮穴及肚臍下的氣海穴量 到了8到13赫茲的低頻震波，比一般人高10倍左右〔10〕 ，另外一組學者則測到主峰在3到5赫茲，能量超過背景噪 音十到一百倍的低頻震波，只有少數師父測到10到13赫茲 之震波〔11〕。這些數據表示，氣功師父在練功時，身體 的穴道產生了機械的振動，推動周圍的空氣形成震波。
3.內臟產生蠕動〔12〕：
三軍總醫院核子醫學部用放射性元素●來標定硫膠質， 打入體內，再用γ射線偵測器來測量氣功運氣前後肝內的 血流量變化時發現，在用導引，行氣及吐納時，肝臟都會 呈現規律性的舒張及收縮，促進肝臟血液循環，發揮按摩 肝臟的功能。另外在大陸的研究中發現，當運氣經過胃腸 時，這些臟器也會急遽的收縮及擴張，由於身體的器官也 是受人體自主神經系統的交感及副交感神經控制，而臟器 的蠕動現象均顯示副交感神經受到相當大的刺激，這又再 度證實練功時大腦自主神經總樞紐（下視丘）受到了刺激 。
4.腦神經的反應〔13〕〔4〕：
北京中醫學院對練功時中樞神經系統的功能狀態，做了 詳細的研究，他們認為人體一切功能均受中樞神經系統之 控制，因此研究中樞神經系統之行為對嘲「氣功」的本質 極為重要。他們用聲音，閃光，觸覺刺激的方法來刺激神 經末端之感受器，然後測量這些神經信號送進大腦之誘發 反感。結果測量這些神經信號送進大腦之誘發反應。結果 發現當師父練功時，這些神經信號在大腦受到不同程度的 抑制〔13〕，但是自主神經中樞所在部位腦幹則明顯處於 激發的狀態。這一事實不僅可以解釋前面所量到的現象， 如手溫變化，內臟蠕動，即「大腦靜，內臟動」和「靜中 求動」的理論，同時也為解釋氣功練到高深時所產生之「 視而不見，聽而不聞」的現象提供了神經生理學的基礎。 臺大醫院腦神經室所做的類似實驗顯示，練功10年以上的 師父，其腦神經誘發電位與一般人有顯著的不同。腦神經的另一個重大反應是腦自發電位（腦波）的變化 。腦波是一位德國科學家貝克於1929年所發現。他的測量 方法很簡單，只要放兩個電極在頭顱上，就可以量到大約 只有10個微伏左右的電壓變化。當被測試的人張開眼睛時 ，這些電壓的振幅很小，頻率大約在13到35赫茲，叫做β 波。但只要一閉眼，幾乎瞬間就會出現5到10倍振幅，頻率 在8到13赫茲的波動，叫做α波。
臺大電機系的實驗發現〔4〕，當學佛與學道不同門派的 師父在練功時，腦α波之變化可以粗分為兩類，佛家的「 禪坐」（即靜坐）與道家的「放空」等功法相當接近，都 是在靜坐中，或者是腦中什麼也不想（放空），或者是數 息或守竅（坐禪），集中意念數自己的呼吸或是想身體某 一部位如丹田。這些功法對腦α波的影響就是大幅降低α 波的振幅，愈是高段的師父，壓抑α波之能力就愈強，甚 至把整個α波都去掉了。這種狀態是人體巨觀細胞系統的 一個全新的狀態，與「清醒」及「睡眠」兩個人體最常見 的狀態均不同，因此定義為「入定態」，代表了身體所處 的一種氣功功能態（簡稱「氣功態」）。
另外一種練功法即道家及佛教密宗的練法，也就是練丹 田，練任督及大小週天的功法，這時師父腦內α波振幅大 幅度的增加，從2倍到5倍都有，這種狀態定義為「共振態 」，是有別於「入定態」的另一種「氣功態」。為什麼叫 「共振態」呢？因為他們發現〔14〕與腦α波相同頻率的 用閃光或快速思想來刺激大腦，而讓腦α波振幅大幅增加 的話，是可以引發氣感，造成氣集丹田或氣走打通任脈之 結果，而氣感又可以激發α波，因此產生共振的現象。另 外中央研究院物理研究所的實驗顯示，α波之變化可能受 到血管脈波之影響，因此到底是α波還是脈波是造成「共 振態」，還有待進一步的研究。
在實驗的過程中，臺大電機系也發現道家高段師父練功 時也是進入「入定態」，與「佛家坐禪」的高段師父結果 非常類似〔15〕，顯示道家的練功法是先練「共振態」， 再進入「入定態」，而佛家坐禪，一開始就是練「入定態 」，兩者殊途而同歸，最後是境界似乎是相同的。
四、外氣的性質
外氣也就是武俠小說中所說的掌風，到底外氣的性質是 什麼？是氣功科學化所要面對的第二個課題，大陸上的研 究人員用紅外線探測器來測量師父所發外氣中8到14微米 波長之紅外線〔16〕，由此測到了從掌心勞宮穴所發出有 大低頻漲落的紅外信號。臺大電機系也用銦化銻紅外線偵 測器來量外氣中所含3到5微米紅外線之強度〔1〕。實驗 結果顯示，當氣功師父發放「養氣」，也就是替人治病， 助人練功之氣時，手掌溫度會上升，紅外線強度大增，而 師父身體也處在「共振態」。但若改發「殺氣」，也就是 傷人之氣時，則手掌溫度會下降，紅外線強度減弱，這與 前面所說練氣時，可由大腦意識直接控制交感神經，放鬆 或收緊血管，導致手掌溫度上升或下降的現象是一致的。另外根據大陸研究人員所做實驗顯示，外氣中還有高能 量的電磁波，包括微量的γ射線，Ｘ射線及紫外線等等〔 16〕。有時也含有一些大型分子的碎片，能在一米遠處打 動懸掛的縫紉線，使垂直下落的粉塵向前飄動，甚至還量 出了這些微粒流的速度在每秒13到104公分之間。凡此種 種證據皆顯示了外氣中的確含有多種的能量型式，包括還 沒有量出的部份，我們通稱為「生物能場」。
五、外氣的作用〔17〕
在中國大陸所做的氣功實驗中，有超過百分之五十的研 究的研究是在了解外氣對小分子，細胞，生物大分子，植 物種子，動物及人體的免疫功能之影響，以及外氣用來治 療病症的效果。其中比較重要的發現包括北京清華大學所 做氣功外氣對液晶的作用〔18〕，發現外氣可以推動液晶 的長鍵分子，使其旋轉，也可以對雷射光的極化方向造成 部份影響，顯示「氣」有著比目前人們所理解到的更為深 刻的內涵。另外由氣功外氣對老鼠腹腔巨噬細胞，淋巴細 胞，腫瘤細胞，心肌細胞的實驗中均觀察到了非常顯著的 效應〔17〕。在對大腸桿菌及葡萄球菌之實驗時，發現以 「養氣」作用30分鐘可以大幅增加細菌之繁殖速率從1.5 到7倍，「殺氣」則可以殺傷細菌百分之五十到九十。陽 明醫學院生化科也嚐試以「養氣」及「殺氣」來研究對癌 細胞之影響，結果發現細胞呼吸速率，DNA合成率，蛋白 質合成率及細胞生長數目雖無明顯變化，但RNA之合成量 就出現了顯著的不同，實體腫瘤在接受十次「殺氣」，每 次兩分鐘後，DNA有斷裂情形，顯示外氣的確與細胞內大 型生物分子產生交互作用〔19〕。至於外氣對人體的效應，北京中醫學院研究了外氣對腦 α波的影響〔17〕發現，在外氣作用下，正常受試者腦電 功率明顯增大，由於大腦是控制身體心理及生理的總樞紐 ，因此大腦生理發生改變，當然會影響到身體，由此可以 證實外氣療法是有理論根據的。
六、氣功的保健原理
由前面所提的實驗證據顯示，練習氣功可以打通腦內意 識中心與下視丘自主神經系統之障礙，因此可以控制血管 通透性及末梢血流量增加及改善血液循環。再由氣到血到 ，把營養送到全身每一部份，讓本來因為血液循環不良， 所獲營養不夠，即將致病的細胞得到充足的能量，排除累 積的廢物，自然細胞活力增加，抵抗力也增加，消彌一場 即將來臨的疾病。另外氣功鍛鍊能刺激到副交感神經，讓 胃腸蠕動增加，消化液分泌增加，從而增進了食慾，提高 了消化功能。再加上練氣功要求放鬆，排除雜念，因而降 低了對外界刺激的反應。一旦外界刺激對大腦之干擾減少 ，身體自主神經系統將自動去調適，修復整個身體，促進 了身體的健康。總之，氣功鍛鍊可以幫助放鬆，消除緊張狀態；能疏通 經絡，調和氣血；能提高神經系統協調能力；能降低身體 新陳代謝的速率，將多出能量用作修補身體，抵抗疾病； 能按摩內臟，改善消化及吸收功能，能增大肺活量，血管 容積量，增加營養輸入及循環之能力，凡此種種都能達到 防病治病，健康長壽的目的。
七、結論
氣功的鍛鍊，可以說是預防醫學的一部份，它所改善身 體能量及協調不平衡而治療疾病的方法，正是中國傳統醫 學的精髓。可以說，中國醫學是把人體當成一個複雜的「 系統」，而非個個器官獨立的零件組合體，系統中每一部 份間都有密切的聯繫，因此如何達成系統物理能量分配的 平衡，也就是陰陽的平衡，成為中醫治療的最高指導原則 ，而氣功的修練正是達成能量平衡的最有效方法。可以說 「氣功」與中醫所處理的人體醫學，正是西方醫學界所欠 缺的「系統」觀念，兩者正好可以互補互成，共同創造出 一個嶄新的醫學領域，國科會將朝此目標努力。
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台北市氣功文化學會製作