这热力学第一定律及思考
摘要：简要介绍热力学第一定律并从微观的角度来阐述热力学第一定律的意义。
关键字：热力学第一定律、内能、热量、功
正文：
热力学第一定律：也叫能量不灭原理，就是能量守恒定律。
热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
表征热力学系统能量是内能。通过做功和热传递，系统与外界交换能量，使内能有所变化，根据普通的能量守恒定律，系统有出状态经过任意过程达到终态2后，内能的增量E应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q和系统对外界做功W之差，即E2-E1=E=Q-W或Q=E+W这就是热力学第一定律的表达式。如果除做功和热传递额外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为U=Q-A+Z。当然上述
力学论文
世界上有确定的东西吗？
正如大家所知，1927年3月，海森堡在《量子论的运动学与动力学的知觉内容》论文中，提出了量子力学的另一种测不准关系，海森堡认为，科学研究工作宏观领域进入微观领域时，会遇到测量仪器是宏观的，而研究对象是微观的矛盾，在微观世界里，对于质量极小的粒子来说，宏观仪器对微观粒子的干扰是不可忽视的，也是无法控制点额，测量的结果也就同粒子的原来状态不完全相同。所以在微观系统中，不能使用实验手段同时准确的测出微观粒子的位置和动量，时间和能量。由数学推导，海森堡给出了一个测不准关系式： 。对于微观粒子一些成对的物理量，在这里指位置和动量，时间和能量，不能同时具有确定的数值，其中一个量愈确定，则另一个就愈不确定。所谓测不准关系，主要是普朗克常量h使量子结果与经典结果有所不同。如果h为零，则对测量没有任何根本的限制，这是经典的观点；如果h很小，在宏观情况下，仍然能以很大的精确性同时测定动量与位置或能量与时间的关系，但是在微观的场合就不能同时测定。实验表明，决定微观系统的未来行为，只能是观察结果所出现的概率，测不准关系已经被认为是微观粒子的客观特性。
海森堡提出了测不准关系后，立即在哥本哈根学派中引起了强烈的反响，泡利欢呼“现在是量子力学的黎明”，玻尔试图从哲学上进行概括。1927年9月，玻尔在与意大利科摩召开的国际物理学会议上提出了著名的“互补原理”，用以解释量子现象基本特征的波粒二象性，它认为量子现象的空间和时间坐标和动量守恒定律，能量守恒定律不能同时在同一个实验中表现出来，而只能在互相排斥的实验条件下出来不能统一与统一图景中，只能用波和粒子这些互相排斥的经典概念来反映。波和粒子这两个概念虽然是互相排斥的，但两者在描写量子现象是却又是缺一不可的。因此玻尔认为他们二者是互相补充的，量子力学就是量子现象的终极理论。“互补原理”实质上是一种哲学原理，称为量子力学的“哥本哈根解释”。30年代后成为量子力学的“正统”解释，波恩称此为“现代科学哲学的顶峰。”
1927年10月在布鲁塞尔第五届索尔卡物理学会议上，量子力学的哥本哈根解释为许多物理学家所接受，同时也受到爱因斯坦等一些人的强烈反对。爱因斯坦为此精心设计了一系列理想实验，企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾。玻尔和海森堡等人则把量子理论同相对论作比较，有利地驳斥了爱因斯坦。1930年10月第六届索尔卡物理学会议上，爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验，
向量子力学提出了严峻的挑战。光子箱的结构很简单，一个匣子挂在弹簧称上，一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间由快门控制，弹簧称上可以读出整个盒子因光子出射而减少的质量，根据大名鼎鼎的爱因斯坦质能关系： 得出光子的能量，这样原则上时间和能量不存在不能同时确定的问题。
据说玻尔看到这个装置登时口吐白沫，经过紧急抢救时的输氧加上彻夜的苦思之后，玻尔终于搬来了救星，呵呵，那竟然是爱因斯坦本人的广义相对论。发射出光子后，光子箱的质量减少纵然可以精确测出，然而弹簧秤收缩，引力势能减小，根据广义相对论的引力理论，箱子中的时钟会走慢，归根到底时间又是不确定了。
这次轮到爱因斯坦吐血三天了，他费尽心思找来的实验居然成了量子力学测不准关系的绝妙证明，还被玻尔等人堂而皇之的载入他们的论文之中。
既然在微观状态下，存在测不准关系，那么在宏观状态下，还存在测不准关系吗？这个我们应该能得出结论:当然存在测不准关系。我们做实验的时候，一旦到了处理实验数据就要同时算出相应的不确定度。这是为什么呢？测量结果都具有误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。任何测量仪器、测量环境、测量方法、测量者的观察力都不可能做到绝对严密，这就使测量不可避免地伴随着有误差产生。因此，分析测量可能产生的各种误差，尽可能可消除其影响，并对测量结果中未能消除的误差做出估计，就是物理实验和许多科学实验中必不可少的工作。但是，我们只能尽力减小误差，却不能消除它。
从上面可以看得出，世界上是不存在测得准的东西的，正所谓世界是辩证统一的，事物是相互影响的，既存在相对性，又存在绝对性。事物的测不准关系，就因为它既有相对性，又有绝对性，而我们通常所说的某某物重多少，高多少，等等看似绝对的数据其实是相对的。在某一个时段里，物体趋向于某个值的概率最大，因而我们就把这个值称作在这个时段里的相对准确值，它本是使不可能测准的。事物之间又存在着相互作用，因而又由于相互作用是具体的，因而是有限的，具有一定的认识意义；而本体则是抽象的，因而是无限的，并不具有任何确定的认识意义。所以，世界上并不存在确定的东西。
参考文献：
张三慧，《大学物理学<量子物理>》清华大学出版社2000年8月第二版34页35页
李士本，张力学，王晓峰《自然科学简明教程》，浙江大学出版社2006年2月第一版，68页.72页
黄理稳，李学荣《科学技术发展简史》华南理工大学出版社，2002年3月第一版，136页
全林，《科技史简论》，科学出版社，2002年3月第一版，213页,214页
周建，《没有极限的科学》，北京理工大学出版社，2006年4月第一版，102页
吴平，《大学物理实验教程》机械工业出版社，2005年9月第一版，4页
我猜你说的是平时的小论文吧
光学的话，你可以找一个教材上没有算过的光栅来算算干涉衍射后的光强分布；或者研究一下阿贝二次成像原理。
热学的话，可以从4个麦克斯韦关系式出发，推导一些公式，比如新概念物理上内能与物态的关系式，等。
我不大擅长这方面，倒是上学期期末写了电学的小论文还得到了点加分
如果不是小论文，而是比较正式的话，这段文字应该被无视
近二十年来，以振动为主要原因造成的恶性事故相继发生，给国家造成了巨大经济损失。而且，振动问题目前仍是新投运大机组不能按期并网、正常投运的主要原因，在机组正常运行期间，振动问题连续不断，影响到正常生产，经常出现机组减负荷和带病运行的情况，甚至使机组被迫停机处理，这些事故屡见不鲜。本系统基于LabVIEW虚拟仪器软件平台，对汽轮机振动信号进行读取加窗，并进行谱分析及自相关分析。LabVIEW虚拟仪器就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。本系统主要完成了对汽轮机振动信号进行读取，对信号进行矩形窗、汉宁窗、海明窗的加窗选择，然后分别进行信号的幅值谱、功率谱、相位谱分析及自相关分析，并且具有图形操作及显示界面。系统运行结果证明，本系统能够完成对信号的读取，并进行三种窗函数及各种分析的动态选择，并用图形显示结果。
Over the last 20 years, mainly due to the vibration caused by the fatal accidents occurred one after another, inflicting huge economic losses. Furthermore, the vibration is still new to large units shipped impossible grid, the normal operation for the main the crew during normal operations, continuous vibration problems affecting the normal production, Units often reduced load and operation of the sick, and even the unit was forced to stand, these incidents not uncommon. The system based on LabVIEW virtual instrument software platform for turbine vibration signal window read, and spectral analysis and correlation analysis. LabVIEW virtual instrument is a common core of computer hardware platform, defined by the user, with virtual front panel, the test function test software from a computer equipment system. The system completed the turbine vibration signal read, the signal rectangular window Hanning, Hamming window window choice, and then the signal amplitude spectrum, power spectrum and phase spectrum analysis and correlation analysis, and operating with graphics and display interface. The result of running the system proved that the system can accomplish the signal read, and three window function and the dynamic analysis of the various options and graphical display with the results.
专业前景 本专业以工程热物理学科为主要理论基础，以内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及系统为研究对象，运用工程力学、机械工程学、自动控制、计算机、环境科学、微电子技术等学科的知识和内容，研究如何把燃料的化学能和液体的动能安全、高效、低（或无）污染地转换成动力的基本规律和过程，研究转换过程中的系统和设备的自动控制技术。随着常规能源的日渐短缺，人类环境保护意识的不断增强，节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务，在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用，在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。 培养目标 本专业方向培养具备热能与动力工程专业方面的基本理论、基本知识和基本技能，能在国民经济各部门从事热力发动机和其它新型动力机械及设备的设计、制造、管理、教学和科研等方面的高级工程技术人才。 培养特色 本专业在加强学生基础理论和综合素质教育的同时，加强计算机及自动控制技术的应用，强化专业实践教学，注重全能训练，全面提高学生的实践动手能力和科学研究潜力，使毕业生具有较强的择业竞争能力和较宽的就业适应能力。 主干课程 机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、工程材料、电工技术、电子技术、计算机软件基础、液压技术、液力传动、内燃机构造、内燃机原理、内燃机设计、内燃机试验、发动机电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、自动控制理论、现代测试技术等。 就业方向 毕业后可从事能源与动力设备的行政管理、内燃机及新型动力设备的开发研制、内燃机排放控制、新能源利用、汽车工业、兵器工业、环保工业、交通运输业、船舶、电力、航空宇航工业等方面的工作。
The prospect of major works of the major hot in physics as the main theoretical basis to the internal combustion engine and the other is the development of new machinery and power systems for the study, the use of engineering mechanics, mechanical engineering, automation, computers, environmental science, microelectronics technology disciplines, such as content knowledge and to study how the chemical energy of fuel and liquid kinetic energy security, high-performance, low (or none) of pollution to the power into the basic law and the process of research in the conversion process of the automatic control systems and equipment technology . With the growing shortage of conventional energy, human the growing awareness of environmental protection, energy saving, high efficiency, reduce or eliminate polluting emissions, the development of new energy and other renewable sources of energy has become an important task for the subjects in the energy, transportation, automotive, ships, electricity, aviation aerospace engineering, agricultural engineering and environmental science in many fields such as access to more and more widely used, the department in the national economy is playing an increasingly important role. Cultivate cultivate goal with the direction of the major thermal power projects with the major aspects of the basic theory, basic knowledge and basic skills, to engage in various departments in the national economy and other heat engines power the new machinery and equipment design, manufacture, management, teaching and scientific research aspects of advanced engineering and technical personnel. Cultivate major characteristics of the students in strengthening the basic theory and the overall quality of education, to strengthen the computer and automatic control technology, and strengthen the teaching of professional practice, pay attention to all the training, students enhance the practice of comprehensive practical ability and scientific research potential, so that graduates have strong competitiveness and a wide choice of employment adaptability. Mechanical Drawing trunk curriculum, mechanical principles, mechanical design, theoretical mechanics, mechanics of materials, engineering materials, electrical technology, electronics technology, computer software foundation, hydraulic technology, hydraulic transmission, the internal combustion engine structure, the principle of internal combustion engines, internal combustion engine design, the internal combustion engine testing, engine electronic technology, engineering thermodynamics, fluid mechanics, heat transfer, automatic control theory, modern test technology. Employment after graduation can be engaged in the direction of energy and power equipment, administration, internal combustion engines and new development of power equipment, internal combustion engine emission control, new energy use, the auto industry, the weapons industry, industrial environmental protection, transport, shipping, electricity, air space industrial job.
Motor vehicles are not the only air polluters. Coal and oil, used to heat homes and factories and to generate electricity, contain small amounts of sulfur. When the fuels are burned, sulfur dioxide, a poisonous gas, is produced. It is irritating to the lungs. Some cities have passed laws that allow coal and oil to be burned only if their sulfur content is low.
汽车不是唯一的空气污染。煤炭和石油，用于家庭取暖和工厂，并产生电力，含有少量的硫。当燃料燃烧，二氧化硫，一种有毒气体，就产生了。它是刺激到肺部。一些城市已通过法律，允许煤炭和石油只有在其被烧毁硫含量低。
Most electricity is generated by steam turbines. About half of the sulfur dioxide in the air comes from burning fuel to make steam. Nuclear power plants do not burn fuel, so there is no air pollution of the ordinary kind. But the radioactive materials in these plants could present a danger in an accident. Also, there is a problem in disposing of the radioactive wastes in a way that will not endanger the environment.
大部分电力是由蒸汽涡轮机。关于空气中的二氧化硫，使蒸汽一半来自燃料燃烧。核电厂不烧燃料，所以不存在的那种普通的空气污染。但是，在这些植物的放射性物质可能会提出一个意外的危险。此外，还有一个在放射性废物处置的方式，不会危害环境的问题。
Another type of pollution, called thermal (heat) pollution, is caused by both the fuel-burning and nuclear plants. Both need huge amounts of cold water, which is warmed as it cools the steam. When it is returned to the river, the warm water may stimulate the growth of weeds. It may also kill fish and their eggs, or interfere with their growth.
另一种污染类型，称为热（热）污染，是造成双方的燃料燃烧和核电厂。双方都需要的冷水，这是温暖，因为它大量的蒸汽冷却。当返回到河边，温暖的水会刺激杂草生长。它也可以杀死鱼，它们的卵，或干扰他们的成长。
Physicists are studying new ways of generating electricity that may be less damaging to the environment. In the meantime, many power plants are being modernized to give off less polluting material. Also, engineers try to design and locate new power plants to do minimum damage to the environment.
物理学家们正在研究发电对环境损害较小的新方法。与此同时，许多发电厂也在实现现代化以减少污染物质。此外，工程师们尝试设计并找到对环境的损害最小的新的发电厂。
Thermal energy and power engineering
This program is to cultivate both master thermal energy and power engineering professional basic theoretical knowledge, computing skills, but also the ability in various forms of generating power plant, refrigeration and air conditioning, new energy related fields in need of economic management knowledge and ability, can be engaged in the electric power industry related to areas of science and technology application, research, development and management of a senior talents. According to the national construction and talents needs, set up the professional direction includes: thermal power engineering, power plant set control operation, refrigeration and air conditioning engineering, gas power engineering, advanced energy engineering etc.
Major courses: theoretical mechanics, mechanics of materials, engineering thermodynamics, engineering fluid mechanics, heat transfer, turbine principle, boiler principle, thermal power plants, the pump and fan, automatic control theory, motor learning, circuit theory, the control system, unit unit operation principle, thermal process detection technology, engineering graphics, mechanical design basis, electrician technical basis, electronic technology base, refrigeration and cryogenic principle, refrigeration compressor, refrigeration automation and testing technology, gas turbine principle, gas gas-steam combined cycle power plant, gas turbine combined-cyde operation and maintenance, nuclear reactor theoretical basis, nuclear system and the maintenance, the PWR nuclear power plant system and equipment, wind power generation principle, professional class.
Employment place to go: large-scale modernized electric power enterprise, power equipment manufacturing enterprises and energy class enterprise engaged in production, operation and management work, Government departments at all levels and institution engaged in energy, power, energy saving, environmental planning, design, construction, operation, consultation and supervision work; etc. Research institutes, universities in energy and power related research and development, teaching, management, etc.
中医药学是中华民族几千年来与疾病不懈斗争的经验总结，热力学是源于西
方的物理化学学科，这两者一古一今、一洋一中，分属两大学科门类。乍看起来，
两者毫无关联，但是仔细分析不难发现，中医药学与热力学“貌离神合”、“灵
犀相通”，两者无论在思维方式方面，还是解决问题的着眼点和手法，都有着广
泛的共性和相通之处。日前，在“中华中医药科技成果论坛”上，解放军三○二
医院药物研究中心肖小河教授提出了中医药热力学观，为重新审视和研究中医药
特别是中药药性理论提供了新的视角，也将为进一步阐明中医治法治则、复方配
伍规律、中药药效物质基础和品质药效评价等提供一种新的方法体系。
与中医药学灵犀相通的现代学科——热力学
肖小河介绍，热力学是研究能量转换的一门学科，归属于物理化学学科。其
中的化学热力学、生物热力学一直是物理化学的核心内容，也是当今物理化学中
发展最活跃的领域。
热力学又称热动力学，起源于1824年卡诺（Carnot）对热机效率的研究，当
时的热力学研究仅研究热与机械功之间的相互转换。随着电能、化学能、生物能
以及其他形式能量的发现和应用，热力学发展成为研究热与其他形式能量相互转
换所遵循规律的一门学科。热力学的基本原理在化学现象以及和化学现象有关的
物理现象中的应用，称为化学热力学；相应地，热力学的基本原理在生命现象以
及和生命现象有关的物理现象中的应用，则称为生物热力学，或生物热力学。
热力学的理论基础主要是两个基本定律：热力学第一定律亦称能量守恒与转
化定律，主要研究热与其他形式能量之间相互转化的守恒关系。热力学第二定律
主要是研究热与其他形式能量之间相互转化的方向和限度的规律。
上世纪七十年代，比利时物理学家普利高津(Prigogine)通过对复杂系统演
化过程的深入研究，创造性地提出了耗散结构理论并获得了诺贝尔化学奖。他指
出，远离平衡的开放系统，在一定的控制条件下，由于系统内部非线性的相互作
用，通过涨落可以形成稳定的有序结构，即耗散结构。耗散结构理论丰富和发展
了热力学基本理论，为人们研究包括化学现象和生命现象在内的各种生物、自然
和社会的复杂体系，提供了具有普遍指导意义的新思维和新方法。
肖小河认为，简单来说，热力学就是采用宏观的研究方法，即主要依据系统
的初态、终态及过程进行的外部条件（均是可以测量的宏观物理量）对系统的变
化规律进行研究，而不涉及物质的微观结构和过程进行的机理。
热力学可根据人类实践经验并借助数学知识，用逻辑推理方法得出的具有普
遍意义的热力学规律，其结论绝对可靠；但正因不涉及物质的微观结构，所以不
能对热力学规律做出微观说明。换句话说，热力学只能告诉人们，系统在一定条
件下的变化具有什么样的规律，而不能回答为什么具有这样的规律；热力学只能
告诉人们，在某种条件下，变化是否能够发生，若能发生，会进行到什么程度，
但不能告诉人们变化的速率及变化所经过的历程。
肖小河指出，热力学的上述特点和中医药学特别关注机体的状态表现及其系
统的平衡或有序性，以机体变化的状态表现作为参照系来研究疾病发生、发展和
变化的规律，从而进行辨证论治的思维模式有相通之处。
热力学阐述中药复方配伍关系
中药复方配伍研究也一直是中医药研究的难点和热点。长期以来，国内学者
主要从药效药理学角度，同时结合药物化学手段，研究中药复方配伍关系和药效
物质基础，但至今尚未取得突破性进展。肖小河采用生物热力学方法，证实了中
药配伍关系的客观存在。
肖小河认为，中药复方的配伍关系实际上包括两个层面：一是处方中各单味
药的药效物质之间的相互作用；二是全方的药效物质与机体之间的药理毒理作用。
从本质上说，无论是药物之间相互作用，还是药物与机体之间相互作用，都属于
化学反应范畴。而任何化学反应发生时，均伴随有能量的转移和热变化。这些能
量的转移和热变化均可用热力学的理论和方法加以检测与描述。
为此，肖小河以处方组成基本相同或相似但配伍比例不同的两对经典名方
——左金丸/反左金、麻黄汤/麻杏石甘汤为例，先采用生物热力学方法，定性定
量测定复方配伍过程中的能量转移和热变化，建立中药复方配伍关系的生物热力
学模型和热谱图；再对发生显著能热变化的配伍关系，结合生物分子标记技术和
化学指纹图谱技术诊断和示踪，辅以药理学和天然药物化学实验，阐明其主要药
效学及物质基础的差异；然后，以传统给药方式，在临床上进行小样本的辨证施
治验证；最后，结合人工智能分析技术，建立基于生物热谱图、生物分子标记和
化学指纹图谱等的中药配伍关系数字化高通量检测方法和系统，从而实现了中药
复方配伍变化的实时、连续、在线、无损、快速、灵敏。
通过以上研究发现，中药配伍关系是客观存在的，中医经典名方配伍精当，
但不一定都是惟一最佳的组合；生物热力学可以作为刻画中药复方配伍关系的基
础方法之一，焓变(△H，指热量输出变化)可作为衡量中药复方配伍变化的客观
指标之一。研究还发现，作用于生命体系的复方中药，如组成配比不同，其生物
热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变，△H呈现明显而有规律的变化，
并与复方中寒热药性中药的比例之间存在映照关系。
由此，肖小河指出，中药复方通过不同药性药物的配伍作用，调控生命体系
能量的代谢、转移和热变化（特别是△H），使机体维系新的稳定有序状态。这
可能是中药复方配伍的机制之一。
中医药学与热力学“神交”已久
肖小河指出，中医药学与热力学其实“神交”已久，这体现在以下几个方面：
两者都重在研究系统的存在状态（初态和终态）和变化方向，而不关注系统的内
部构成和变化过程；两者都工于宏观描述而疏于微观分析；两者都讲求系统平衡
与调节，远离平衡和开放条件下的生命体系和化学体系，都属于耗散结构。众多
的生理病理现象和物理化学现象都可以用耗散结构理论加以阐释。可以预见，借
鉴或融会热力学的研究思路和方法，可能会为中医药学研究打开一个新的局面。
肖小河认为，生命体系是一个开放的巨系统，或自组织系统，或耗散结构。
一切生命活动都包含能量流、物质流和信息流的转换（代谢）。能量流是生命活
动的主导，正常生命体系的能量代谢和转化符合热力学的基本定律，特别是开放
系统的热力学第二定律。阴阳五行论、天人合一整体观、平衡观、辨证施治等中
医药基本理论,寒者热之、热者寒之、实者虚之、虚者补之等中医治则治法，均
遵循了热力学的基本定律，特别是开放系统的热力学第二定律。机体出现异常或
生病，就是生命系统内部出现“混乱”、“无序”，患者在接受中医药治疗时，
无论是进行药物，还是针灸、按摩等方法治疗，其实质上是生命系统从外界吸取
“负熵流”（在热力学上，与无序相对抗的自由能和信息都称为负熵），使系统
熵增（熵是体系混乱程度的度量，熵增是体系趋于无序状或混乱的增加）减少，
降低混乱度，使其达到新的有序状态或形成新的稳态，从而恢复正常和健康。这
也符合热力学的基本理论，特别是开放系统的热力学第二定律。
从中药作用的角度来看，任何中药的药性功能都是通过干预生命活动的能量
流、物质流、信息流的转换而实现的。如辛温解表、辛凉解表、温中散寒、益气
升阳等就是中药通过干预机体的能量转换而发挥的药性功能；清热解毒、滋阴壮
阳、益气补血、益气活血、益气生津、滋阴清热、温阳利水、清热生津等是中药
通过干预机体能量-物质转换而实现的；而中药对物质-信息转换的影响，可以产
生养血安神、活血通络、消肿止痛、平肝潜阳等药性功能；中药对能量-信息转
换的干预，能产生行气止痛、散寒止痛、温经散寒、清热安神等药性功能。
因此，肖小河认为，作为能量转移和热变化的重要刻画工具，热力学是以体
系的状态参数为研究对象，可以定性定量测定机体生长代谢过程中以及中药与机
体相互作用过程中的能量转移和热变化，能实时、在线、无损、高效、快速地刻
画机体的表观状态及其变化情况，符合中医药学整体观、系统观、动态观和平衡
观的思维方式和研究手法，有望发展成为中医药基础研究的新手段、新领域。
中药四性的生物热力学研究
吃中国红参上火，吃西洋参不上火，这是为什么◇按中医来讲，这是中药四
性（寒、热、温、凉）使然。那么，中药四性是否客观存在？如客观存在，能否
客观测度？如何测度？其客观本质、作用机制和实际意义如何？长期以来，中药
四性一直是中医药基础研究的热点和难点。虽然我国和日本的学者先后从不同角
度研究了中药四性对机体生理病理状态及其功能的影响，初步发现四性与中枢神
经递质、交感神经-肾上腺髓质系统、前列腺素和环核苷酸、能量代谢、内分泌
系统、微量元素等之间存在某些相关性。但从整体上讲，中药四性研究至今尚未
取得突破性进展。近年来，中药四性研究几乎处于停滞状态。肖小河认为，完全
可以将生物热力学理论引入到中药四性的研究当中。
■热力学可探讨中药四性
肖小河指出，“寒、热、温、凉”是中药药性功能的高度概括，在某种程度
上也是机体对物理热学变化的一种生理或病理感受。如温热药作用于机体一般表
现为功能的亢奋，机体功能亢奋则需要消耗较多的能量，就会产生较多的热量；
反之，寒凉药作用于机体一般表现为功能的抑制，机体功能抑制，则消耗能量较
少或抑制产热。
另外，中药四性功能实质上就是中药与生物机体之间的相互作用。这种相互
作用，可能是物理反应，也可能是化学反应。而任何反应发生时，均伴随有能量
的转移和变化（表现为吸热或放热），这些能量的转移和热变化，均可用热力学
方法加以检测，用热力学理论加以刻画。微量量热学是一种能够在线跟踪检测且
非常灵敏、无损、客观有效的热能检测方法，近年来在化学热力学和生物热力学
研究中应用较广泛，有望开发成为刻画中药四性的新方法。
■中药四性热力学研究模式
根据以上观点，肖小河初步建立了在中医药学理论和热力学理论的双重指导
下，以能量（热量）为基点，以能量-物质-信息转换（代谢）为链条的中药四性
热力学研究模式和方法。
首先，采用生物热力学方法，定性和定量地研究不同药性药物的水煎剂和血
清药物成分与生物体相互作用的能量转移和热变化，建立中药四性的生物热谱图
和热力学模型。
其次，对生物热力学表达差异显著的不同药性的药物，采用DNA分子标记和
化学指纹图谱技术进行识别和示踪，以获取寒热药性差异表达稳定的基因片段和
与代谢产热有关的化学信号因子，寻找和克隆与寒热药性相关的基因。
第三，辅以血清药物化学分析和血清药理学试验，阐明中药四性可能的物质
基础和药性作用。
第四，以传统给药方式，进行小样本的寒热辨证施治的临床验证。
最后，结合计算机技术和人工智能分析方法，阐明中药四性的客观真实性和
现代科学基础及其在中医治则、中药鉴定、质量控制、药效评价、复方配伍、中
药炮制和新药开发等方面的应用价值。
■热力学方法验证中药四性理论
为了凸显中药“四性”的差异，克服研究对象的背景不同，肖小河重点选取
中药种类、植物来源、处方组成、化学成分、药理作用和临床应用基本相同或相
似的方药，如人参类中药、黄连不同炮制品、左金丸（黄连誜吴茱萸=6誜1）与
反左金（黄连誜吴茱萸=1誜6）进行了研究。
通过实验研究，肖小河发现，中药四性是客观存在的，同时也是相对的；生
物热力学可以作为刻画中药四性的有效方法之一，特别是焓变(△H)等参数可作
为重要的评价客观指标；作用于生命体系的方药，如药材品种不同，或产地不同、
或炮制规格不同，或处方配比不同，寒热温凉药性不同，其生物热谱图及主要热
力学参数值有不同程度的改变，特别是△H呈现较明显而有规律的变化，并与传
统中医对方药的赋性有映照关系。在研究中可以看出，温热药性药物能使供试生
物体指数生长期的生长速率常数相对减小，传代时间延长，△H增加较显著；反
之，寒凉药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对增加，传代时
间缩短，△H增加较少。
由此，肖小河认为，不同药性的药物作用于生命体系，能调控生命体系能量
的代谢、转移和热变化（特别是△H），使机体本身呈现寒热温凉差异，从而形
成新的稳定有序状态，这可能是中药四性重要的作用机制之一，也可能是“寒者
热之，热者寒之”、“实者泻之，损者益之”等中医治法治则的作用机制之一。
