鄭金水團隊攻克量子科技在醫(yī)學上應(yīng)用的難關(guān)

《祖國》/趙娜

在許多現(xiàn)代技術(shù)裝備中應(yīng)用了量子力學原理，如太陽能發(fā)電、光刻機、核磁共振醫(yī)學圖像顯示、核彈等。量子理論在二十世紀初由普朗克、薛定諤、愛因斯坦等科學家提出并共同建立了理論體系。量子力學主要描述物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)、運動與變化規(guī)律的物理科學，量子力學的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一系列劃時代的科學發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明。

二十一世紀將是量子科技在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的時代。我國已經(jīng)在量子通訊、量子計算機領(lǐng)域取得非凡成就，走在世界前列。量子科技在醫(yī)學領(lǐng)域研究突破儼然是全人類最為期待的課題之一。鄭金水和他的科研團隊已經(jīng)在這領(lǐng)域工作了二十年，非常榮幸有機會分享這方面的成果。

量子的魅影

鄭金水

眾所周知，慢性病是全世界的醫(yī)學難題，患者需長期依賴藥物控制。人體的本質(zhì)是一具能量系統(tǒng)，我們?nèi)祟惷刻煳帐澄锏哪芰?，再通過身體活動來釋放能量并與周圍環(huán)境進行信息交換。生命體一切活動的根源在于能量，能量的產(chǎn)生、傳遞和吸收是維持生命系統(tǒng)正常運作的基本條件。我們從量子力學的角度去看待生命與疾病，或許會找到慢性病治療的突破口。

當我們來到森林里，我們會感到心情愉悅、病體減輕，這背后隱藏著什么科學原理呢？陽光光量子照到綠色植物，綠色植物在光合作用中產(chǎn)生光電效應(yīng)，光子照射使植物產(chǎn)生生物電子，植物就向空間釋放電子，這些植物釋放的電子被空氣中的氧分子所捕捉，這時的氧分子我們稱之為負氧離子。氧分子攜帶著電子通過呼吸進入體內(nèi)，隨血液循環(huán)，電子到達細胞，補充了細胞膜不足的電位差，加強了細胞的新陳代謝，如，加強了神經(jīng)細胞的代謝，加強了病灶組織的細胞代謝，這就是我們來到森林里心情愉悅與病體減輕的科學原理。這過程包含兩項重要的課題：電子的產(chǎn)生與電子的輸送。

光照射到貴金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，這類光變致電的現(xiàn)象被稱為光電效應(yīng)?？茖W家愛因斯坦創(chuàng)造性解釋了光電效應(yīng)理論，因此榮獲了1921 年諾貝爾物理學獎。量子效應(yīng)通常描述微觀尺度下的量子化現(xiàn)象，大部分也是描述“能量”與“波”的量子化，如普朗克的黑體輻射、光電效應(yīng)等。常見有光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、量子穿隧效應(yīng)、原子能階的量子化。

生活中人們一提到量子就覺得它“高大上”，其實它一直就在我們周邊發(fā)生，只是量子實在太細微，而被高大粗的人類忽略了。當物質(zhì)到極小，如電子或比電子還小的，比如光子等，我們通稱為量子，量子具有許多異于傳統(tǒng)物理學的特質(zhì)，比如兼具有波、粒態(tài)，量子態(tài)最大的特性是對能量的吸收或釋放是不連續(xù)的具有能階性的，人類利用這些特性應(yīng)用開發(fā)了量子科技。

量子科技的材料技術(shù)

自古以來，人們喜愛佩戴黃金首飾，是因為黃金接觸皮膚后，人體熱源光子激發(fā)黃金原子躍遷出核外電子，黃金所躍遷出的電子對人體健康大有裨益，這就是人們喜愛黃金首飾的光電效應(yīng)科學原理。

把黃金納米化制成納米黃金，再利用共振吸收原理，使電子產(chǎn)出增大1000 倍，這種設(shè)想用現(xiàn)代科學材料技術(shù)是可以實現(xiàn)的。

鄭金水團隊研發(fā)的富勒烯球體衍生系列為基材的納米復合材料，利用人體熱源散發(fā)之紅外線光量子激發(fā)復合材料中的納米貴金屬躍遷出電子。被人體光子照射到的材料電子會吸收光子的能量，其中機制遵循的是一種非全有即全無的量子力學準則，光子所有能量都必須被吸收，用來克服逸出功。復合材料固有頻率原始即被設(shè)計成極接近人體的頻率，故對由基態(tài)到低激發(fā)態(tài)的躍遷而產(chǎn)生的電子輻射產(chǎn)生很強的吸收，量子力學計算表明這種躍遷的概率系數(shù)比其他躍遷的概率系數(shù)大得多。

人體皮膚具有屏障保護作用，復合芯片產(chǎn)出電子數(shù)量再多對內(nèi)臟作用緩慢不明顯，因電子會被皮膚組織屏障攔截并消耗。森林里植物釋放電子主要由氧分子攜帶通過呼吸進入體內(nèi)，只有稀少的電子從皮膚進入體內(nèi)。

藥物進入體內(nèi)主要有3 種途徑即口服、打針輸液、手術(shù)植入。電子從體外進入體內(nèi)達到醫(yī)學效應(yīng)，也必須像針管推藥一樣使電子直接穿越皮膚進入體內(nèi)發(fā)揮作用。

石墨烯發(fā)明人于2010 年獲得諾貝爾獎。納米石墨烯的問世，為本發(fā)明解決了電子傳導的難題，石墨烯具有優(yōu)異電學特性，其傳導電子速度是光的1/300，且電阻幾乎為零。鄭金水團隊應(yīng)用納米石墨烯材料與納米碳管材料組合成發(fā)射裝置，使電子直接穿越皮膚到達體內(nèi)器官組織，其中石墨烯起電子傳導作用、納米碳管類似針管作用把電子發(fā)射入體內(nèi)，電子最深可達體內(nèi)垂直距離8厘米。

石墨烯與納米碳管組合裝置之場發(fā)射主要機制為電子在高aspect ratio 納米碳材中，利用量子穿隧效應(yīng)(quantum tunneling)，而穿隧到真空中。在發(fā)射之應(yīng)用上，主要是利用沿著納米碳管之管軸上之電場，使電子發(fā)射至真空中。由于碳管之非常高之a(chǎn)spect ratio，導致非常高之電場增益效應(yīng)(field enhancement)，使得累積表面電荷之場發(fā)射起始電壓大幅降低。由于納米碳管之微小半徑，使得作用在碳管之電場變得相對大。

至此，鄭金水團隊已實現(xiàn)電子的產(chǎn)出與輸送體內(nèi)的兩大課題，特別是石墨烯與納米碳管組合裝置場發(fā)射技術(shù)研發(fā)成功，是人類首次攻克量子科技在醫(yī)學上應(yīng)用的最后難關(guān)。因此，鄭金水團隊榮獲國家五項醫(yī)學發(fā)明專利，相關(guān)學術(shù)論文發(fā)表在國家級期刊上。

中西醫(yī)的治療原理

當科技把我們帶到更高的位置再俯看中西醫(yī)的治療模式，會發(fā)現(xiàn)許多有趣的現(xiàn)象。

中醫(yī)的治療主要是診斷氣血障礙與調(diào)理氣血。無論是針灸、推拿、刮痧、艾灸，還是中藥的內(nèi)服或外敷，最終結(jié)果都是圍繞著調(diào)理氣血、維持能量運作來達到治療的目的。中醫(yī)認為，人體陰陽平衡，氣血暢通，精氣神飽滿，人體自然就健康。

中醫(yī)的氣血論對不對？當然對的，智慧的中國人不可能錯了兩千年。

從生到死，人體始終處于恒溫、恒壓的生命狀態(tài)。維持人體恒溫、恒壓的能量，中醫(yī)謂之氣，氣從哪里產(chǎn)生的？這些能量來自人體細胞的代謝，即全身細胞代謝所產(chǎn)生的能量。

細胞能量代謝需依賴血液中營養(yǎng)物質(zhì)與氧氣供養(yǎng)。人體動脈供養(yǎng)新鮮的血給全身細胞，細胞代謝后把沒用的二氧化碳、乳酸及其他廢物排入靜脈。人體細胞每分每秒都在進行能量代謝，心臟每分每秒都在推送血液，這樣的氣血大循環(huán)亦推動著生命的生老病死。

所謂氣虛血瘀，即氣對血推動無力而致血行不暢，同時，血瘀亦使養(yǎng)分供養(yǎng)不及，導致細胞能量代謝不足，造成氣虛。氣血失調(diào)百病生，中醫(yī)治病指導原則就是調(diào)理氣血。

其實西醫(yī)的治療模式也是氣血論，只是手段、套路有些不同而已。西醫(yī)治病主要是吃藥、打針輸液。依據(jù)不同病癥，在吊瓶里加入相應(yīng)營養(yǎng)成分與藥物，如生理鹽水、白蛋白、葡萄糖等，代謝性疾病還加入激素類藥物。打吊瓶是通過一定液體壓力，加強血液流動，輸送營養(yǎng)物質(zhì)供養(yǎng)細胞，激素藥物是強制指令鞭策細胞加強能量代謝。

患者為什么會比較喜歡西醫(yī)呢？當患者打吊瓶后血液即刻暢通，激素藥也即刻加速細胞代謝，使患者身體馬上舒服，各種癥狀即刻得到緩解，故大部分患者會感到西醫(yī)治療效果快又好。

大部分的慢性病都與氣血失調(diào)有關(guān)，解決氣血障礙是中西醫(yī)的共識。人類科技發(fā)展必然發(fā)現(xiàn)更安全、更加高效調(diào)理氣血的新發(fā)明。

鄭金水科研團隊歷經(jīng)二十年艱難研發(fā)與臨床實驗總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了慢性病主要原因：細胞膜電位差變異，使細胞膜內(nèi)外物質(zhì)交換放緩甚至停擺，導致細胞衰弱、病變，慢性病由此發(fā)生、發(fā)展直至死亡。該團隊發(fā)明的量子科技穿戴產(chǎn)品所產(chǎn)生的高強度電子發(fā)射入體內(nèi)，補充了細胞膜不足電位差，恢復細胞膜離子通道正常開合，使養(yǎng)分順利通過細胞膜，細胞代謝廢物也正常排出細胞外，增強了細胞活力，使細胞恢復正常能量代謝。同時，吸收的特定波長紅外線可以引起人體蛋白質(zhì)分子中的醯胺鍵的量子振動，從而可使生物能量順利地從一處傳遞到另一處，保持生命體處于正常健康狀態(tài)。近百年來，科學家經(jīng)過無數(shù)的實驗研究和計算推理，為我們揭開了生物能量產(chǎn)生、傳遞和吸收的機制，也為人們了解人類自身生命系統(tǒng)運作機理打開了一道大門。

我國科學家攻克量子科技醫(yī)學效應(yīng)的難關(guān)

森林里的負氧離子

森林里的負氧離子對人體的助益，主要是氧分子所攜帶的電子。綠葉釋放電子是以氧分子為載體進入人體發(fā)揮效應(yīng)。人工制造電子及如何輸送進入人體內(nèi)一直是科技界的難題。

鄭金水科研團隊應(yīng)用石墨烯與納米碳管裝置解決了電子場發(fā)射輸送的世界難題，攻克了量子科技在醫(yī)學上應(yīng)用的難關(guān)。該技術(shù)難度極高，納米碳管只在一個角度發(fā)射電子才能進入體內(nèi)，固定碳管角度所用輔助材料極難提取，微納加工工藝極為復雜，中國人率先攻克了此世界難題。

量子通訊應(yīng)用兩個量子系統(tǒng)頻率一致無論多遠都會產(chǎn)生共振吸收交換信息，這種信息交換絕對安全，只要頻率密碼不被攻破。量子計算機應(yīng)用量子的波粒二象性（疊加態(tài)）極大地提高算力。量子科技正在各個領(lǐng)域熱烙研發(fā)中，鄭金水團隊的科研成果對其他領(lǐng)域研究者的研究或許有所幫助。

鄭金水團隊研發(fā)的量子科技穿戴產(chǎn)品中已有少量產(chǎn)品在市場上流通，我們期待此來之不易的世界尖端高科技產(chǎn)品早日讓更多人認知并使用，讓世界前沿尖端科技惠及百姓。

二十世紀是量子理論研究階段，二十一世紀將是量子科技應(yīng)用的時代，量子科技大幕正在緩緩打開，全球各科研團隊、各國正在圍繞量子技術(shù)布局發(fā)力，量子科技是第四次工業(yè)革命主戰(zhàn)場的制高點。鄭金水和他的團隊將在量子科技領(lǐng)域繼續(xù)努力，為國家、為人類醫(yī)學進步貢獻綿薄力量。