太赫茲檢測技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展

摘要：太赫茲波檢測技術(shù)是位于現(xiàn)代科學(xué)前沿的新技術(shù)，因其電磁波頻率位于紅外和微波中段，該頻段包含了很多生物大分子的振動和信息應(yīng)答的波段，所以太赫茲擁有區(qū)別與其他電磁波的獨(dú)特性質(zhì)，例如低能性、瞬態(tài)性、相干性、寬帶性等，這些特性使其被廣泛應(yīng)用到軍事、通訊、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。在生物學(xué)領(lǐng)域，太赫茲波通過對分子構(gòu)造重新排列其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，來促使生物體發(fā)生變性，所以又將太赫茲波稱為“物質(zhì)變性光線”或“生命光線”。研究人體輻射太赫茲波是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)手段來探索生命狀態(tài)的新途徑。

關(guān)鍵詞：太赫茲;氣

1 太赫茲波簡介

太赫茲（Terahertz，1THz=1012Hz）波一般指的是頻率為0.1THz-10THz范圍內(nèi)的電磁波，在電磁波譜上，其位置在紅外與微波之間，從物理學(xué)角度看，太赫茲波即是電子學(xué)向光子學(xué)過渡的交叉領(lǐng)域，也是由宏觀理論過渡到微觀量子理論體現(xiàn)。

在發(fā)現(xiàn)太赫茲波的初期，在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域?qū)ζ溆胁煌姆Q呼，例如光學(xué)領(lǐng)域中，常稱之為遠(yuǎn)紅外輻射，電子學(xué)中則稱亞毫米波或超微波。電磁波譜中，太赫茲波兩側(cè)的紅外和微波技術(shù)在上世紀(jì)80年代中期之前相對發(fā)展較為成熟，但是對位于中間的太赫茲波段認(rèn)識非常有限，其根本緣由是此頻率波段的特性既不能完全適用光學(xué)理論，也不能完全運(yùn)用微波理論來解釋，而且尚未研究出能穩(wěn)定產(chǎn)生和探測太赫茲波的方法，“THz空隙\"（THz Gap）[1]的說法由此而來。

2 太赫茲波的特性

太赫茲波的頻率范圍處在電學(xué)和光學(xué)之間的交叉位置。在長波方向，它與毫米波有重疊;在短波方面，它與紅外波段有重疊。由于太赫茲波段在電磁波譜中其所處的區(qū)段比較特殊，從而使太赫茲具備許多其他種類電磁波沒有的特殊性質(zhì)。其中最重要的特性有四種[1]：

（1）瞬態(tài)性：太赫茲波頻段的電磁脈沖脈寬為皮秒數(shù)量級，便于對多種材料例如固體、氣體、液體、鐵磁體、半導(dǎo)體及高溫超導(dǎo)體等進(jìn)行采樣測量，從而大幅降低背景輻射的干擾，獲取擁有較高信噪比的時(shí)域波譜。

（2）寬帶性：太赫茲波產(chǎn)生的脈沖源一般情況下僅含有低周期的電磁振蕩，而且單脈沖頻帶能夠涵蓋自GHz到幾十太赫茲頻段的范圍，方便在較大的區(qū)間內(nèi)分析待檢品的光譜性質(zhì)[2]。

（3）相干性：太赫茲波相干產(chǎn)生機(jī)制導(dǎo)致其擁有相干性的特質(zhì)，其原理是由于相干電流驅(qū)動的偶極子振蕩發(fā)生，或是因?yàn)橄喔杉す饷}沖經(jīng)由非線性光學(xué)差頻效應(yīng)而導(dǎo)致。運(yùn)用基于太赫茲波的相干測量技術(shù)可以直接測得電場的相位和振幅，能夠更簡便準(zhǔn)確地獲取物品的折射率和吸收系數(shù)，極大程度上降低了計(jì)算的不確定性，進(jìn)而提升了準(zhǔn)確度和可靠性。

（4）低能量性：太赫茲波的光子能量為4.1meV（毫電子伏特），僅僅為X射線光子能量的107至108分之一。而且太赫茲頻段的輻射不會因?yàn)楣怆婋x而破壞物質(zhì)結(jié)構(gòu)，十分適合生物學(xué)領(lǐng)域中人體或者其他生物的活體檢查[3]。

3 人體外氣實(shí)質(zhì)的現(xiàn)代科學(xué)研究

在上世紀(jì)八九十年代氣功熱潮的推動下，國內(nèi)大批科研人員與氣功愛好者對“氣”的實(shí)質(zhì)展開初步的研究，在實(shí)踐與理論相結(jié)合的過程中，證明了氣是一種以能量和信息為表現(xiàn)形式的客觀存在。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究，馮理達(dá)等[4]通過檢測氣功外氣殺傷抑制后腫瘤細(xì)胞的存活情況證明了外氣能破壞胃腺癌細(xì)胞染色體復(fù)制功能，使癌細(xì)胞的增長率降低。遲永春等[5]研究表明，氣功外氣能導(dǎo)致肝癌小鼠的腫瘤細(xì)胞的增長減緩，甚至能夠殺死部分癌變細(xì)胞，將受到外氣干預(yù)后的癌細(xì)胞再次移植到動物體內(nèi)，有15%-20%的動物未出現(xiàn)癌性反應(yīng)。任建坤等[6]通過發(fā)放氣功外氣對Lewis小鼠肺癌細(xì)胞進(jìn)行抑制作用研究，其結(jié)果證明氣功發(fā)放外氣可促進(jìn)Lewis小鼠肺癌細(xì)胞的凋亡，抑制肺癌細(xì)胞的生長，并且發(fā)現(xiàn)其抑制效果與發(fā)氣時(shí)長、實(shí)驗(yàn)人員的練功經(jīng)驗(yàn)等有關(guān)聯(lián)。饒斌等[7]進(jìn)行了以意識調(diào)控“氣場”抑制金黃色葡萄球菌生長的研究，發(fā)現(xiàn)氣功外氣對金葡菌確實(shí)存在殺滅和抑制生長的作用。

大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)了人體之“氣”的客觀存在，其表現(xiàn)出的能量與信息可以被儀器所檢測到。近年來，任建坤[8]等通過太赫茲波檢測儀，對人體外“氣”的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了更加深入的研究，證實(shí)了太赫茲波是人體外氣的表現(xiàn)形式之一，為今后針對中醫(yī)氣論的研究指出了新的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張存林，張巖等.太赫茲感測與成像[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.

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[4] 馮理達(dá)，錢菊卿，陳淑琴等.氣功外氣對人類腫瘤細(xì)胞作用的研究[J].中國醫(yī)藥學(xué)報(bào)，1987，2（5）：18-20.

[5] 遲永春，周舒，張昆林等.氣功外氣對腫瘤作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，1989，4（6）：41-43.

[6] 任建坤，邱烈澤，林松等.基于氣功“外氣”對體外培養(yǎng)小鼠肺癌細(xì)胞的抑制作用[C].北京：世界醫(yī)學(xué)氣功學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)交流會議，2016：251-253.

[7] 饒斌，曾雅婷，章文春.以人體意識調(diào)控“氣場”抑制金黃色葡萄球菌生長的研究[J].江西中醫(yī)藥，2018，49（07）：46-48.

[8] 任建坤，章文春，費(fèi)倫，胡穎，邵文祥，邱烈澤.基于太赫茲技術(shù)對中醫(yī)氣理論外氣實(shí)質(zhì)研究[J].中華中醫(yī)藥雜志，2017，32（09）：4133-4135.