作者／李嗣涔 國立台灣大學工學院電機系
張楊全 國立台灣大學醫學院神經科
我們測量了氣功師父在練氣時腦α波振幅之變化，由此發現了兩種不同的氣功態。第一種狀態腦α波之尖峰功率大幅降低，我們定義為「入定態」。第二種狀態剛好相反，腦α波之尖峰功率大幅增加，定義為「共振態」。另外從實驗數據推論：中國傳統道家在開始練功時是處在「共振態」，但是在練到高深境界以後，進入「入定態」，而佛教禪宗的「坐禪」則從修練開始就在練「入定態」。
關鍵詞：腦波、α波、氣功。
前言
氣功科學化的重要課題之一，就是去了解一個人在練氣功的過程中，身體到底發生了什麼變化，比如心跳與呼吸的次數、血壓、血流量、身體的溫度、腦電波、心電圖等等，是不是與平時不練功時有著相當大的而且是系統化的不同。若能藉由這些生理指標的測試，而能確實證明人體是處於一種既非「清醒」，也非「睡眠」的狀態，則我們就可以如同錢學森所建議的一樣[1]，定義練氣功時身體的狀態為「氣功態」。當然氣功態可能有很多種，它所表達的意義只是說人體可能有很多可以存活的狀態，「清醒」與「睡眠」只是兩種一般人天天都會經歷的境界，而其他狀態則要靠一些修練的方法才能達到。
練氣功的方法有千百種，但粗分下來可約略分為兩大類，一種為道家及佛教密宗的練氣[2]，也就是練習「氣集丹田」、「氣走任督二脈」以及「氣行大小週天」等境界，比較著重於打通人體的經絡系統。另一種為佛教禪宗的靜坐，也就是「入定」的工夫，在靜坐中利用數息、觀想等方法逐漸摒除腦中雜念，而達到「空」的境界，另外在印度及西方也有瑜珈（yoga）及超覺靜坐（transcendental meditation）類似氣功的修練方法。
近年來，中國大陸、台灣以及西方的研究者已成功地把腦電波分析功率頻譜的方法運用到氣功，瑜珈和超覺靜坐 [3-13]。根據這些文獻的記載[3-8]，當氣功師父練氣時，大腦枕部及頂部之「α波」（8到13 Hz的腦波）振幅會大幅的增加，並由腦枕部逐漸擴散到腦的其他部位，它是腦內電氣活動在生理狀況改變時所出現的一種現象。但是在眾多的練功法之間其α波到底有什麼相同或相異之點，是本論文所要探討的主題。
材料與方法
一、研究對象
我們一共邀請11位氣功師父參與研究，其中道家文始派者有1人，一般練氣者5人，梅花門者有3人，龍門丹道者有1人及佛教密宗者1人。
為探求修練程度是否為大腦α波變化之重要因素，我們亦邀請在同一位禪宗師父門下修練之7位同修接受測試，作為比較，這些同修之修練時間為4個月到4年。對照組則為21位完全沒有修練過任何氣功之普通人。
二、記錄方法
所使用的腦波儀為日本光電公司製OEE-7102型，可將每 10秒取得之腦波信號做傅立葉轉換，並直接將其功率頻譜以印表機印出。由於此機型只有兩個頻道，共五個電極（一個為接地），因此我們選擇將傳統腦波測試中腦右半球的O2及C4兩點信號送入第一頻道，腦左半球的O1及C3兩點信號送入第二頻道，接地電極則貼在前額上端。所印出的腦波頻譜則右左並列，每一條線代表10秒鐘之數據。
在實驗過程中，練過氣功的師父均先閉眼靜坐3到5分鐘，不練功，以取得其閉眼後兩分鐘內，腦波頻譜尖峰功率的平均值P0-2，然後再開始以本門功法練功5到10分鐘。我們則各取練功後0至2分鐘及2至4分鐘內腦波頻譜尖峰功率的平均值（P2-4及P4-6）與沒有練功前之P0-2比較，取得百分率的變化，即（P2-4-P0-4）／P0-2×100％，（P4 -6-P0-2）／P0-2×100％，再做統計分析看腦波功率之增加或降低是否有統計上的顯著性。而一般沒有練過氣功的人，則請其閉眼靜坐6分鐘以上，量其腦波之變化。以閉眼後0至2分鐘內腦波頻譜尖峰功率的平均值P0-2當做基準，而計算在閉眼後2至4分鐘及4至6分鐘之平均值P2-4及P4 -6之變化的百分率，並與練功者做一比較。
三、統計分析
由於練功者大腦α波振幅變化之分佈多非高斯分佈，所以我們採用Mann-Whitney法來檢驗有關相對數據之異同關係[14]。
結果
普通人之α波尖峰功率的變化
表一列出21位未練功之普通人，閉眼後6分鐘內，大腦左右兩半球α波尖峰功率之變化平均值及範圍。表中數字之α波功率雖有變動，但經Mann-Whitney法檢後發現此項變動不具統計學上有意義之差異。相對時段內左右兩半球之功率變動亦無有意義之差異。
根據α波功率增減情形，我們將練功時之氣功態分為兩大類，功率明顯減少者，稱為「入定態」，而增加者為「共振態」。
入定態
屬於這一類之練功者有11人，來自道家文始派、龍門丹道、道家某派、佛教密宗及禪宗同一門派學生7人。前三位高段師父練功時，α波振幅呈現明顯之下降，其程度可達70％以上。但下降程度並不一致，為56％至76％之間，即使同一門派亦不盡相同。圖一到圖四顯示的就是前四種門派師父練功時，腦波之變化。圖一A及B顯示的是道家文始派的高段師父在練「內金丹功」前後腦波的變化情形，在圖A中師父閉眼後一直在說話以避免進入練功的狀態，此時腦α波頻率在10 Hz附近振幅佷大，最高時約在75μV 左右。但在停止連續的說話，並閉眼後，如圖一B所示，腦α波振幅僅有20μV左右，並在不到一分鐘後完全消失不見。在整個10分鐘的練功過程中，α波受到明顯的抑制，只有在少數幾個瞬間會有α波反彈而出的現象，但振幅不大並且很快的又受到抑制而消失。在整個練功過程中，師父並間歇性的告訴我們，「氣」在他身體內之運行位置。
圖二顯示的是道家龍門丹道的師父練功時，腦α波功率頻譜的變化，很明顯的是在練功以前，師父的腦α波非常複雜，有很多個波峰，但是一開始練功，則α波明顯受到抑制，但偶然會有一個單一的波峰出現，其振幅並不比練功前要高，但顯示大腦電氣活動進入比較有秩序的狀態。尤其在師父將氣提到頭頂「氣轉百會穴」時，一個單一的 α波突然衝出，表示大腦電氣活動有秩序的程度更為提高。但是等到師父停止運功的瞬間，腦波又回到練功前的混亂狀態。
圖三顯示的是另一位道家師父以「放空」的方法，即摒除腦中雜念的方法來練功時，腦中α波功率頻譜的變化，很明顯的是整個閉眼練功的過程中α波振幅都很小，甚至到消失的地步與圖一B很相似，在4分鐘的練功過程中，也觀察到有α波反彈而出的現象。
圖四顯示的是另一位佛教密宗的師父，在打坐過程中，腦α波功率頻譜的變化情形。很顯然的是當師父剛剛閉眼的時候，腦α波功率很小，振幅約在10μV左右，頻譜也不單純，但在開始練功約2分40秒後，腦右半球α波平均功率突然增加4倍以上，但腦左半球α波變化不大。約在3 分半鐘以後，腦左半球α波消失不見進入「入定態」。在同時腦右半球α波的數據上，雖然顯示仍有α波存在，但事實上α波也已被抑制。這是由於腦波機OEE-7102型在展示數據時，若下一個10秒之α波功率小於前一個10秒之功率，則它完全重覆展示前10秒之波型，只是基準線（零振幅線）向上位移1毫米（mm）而已。因此當我們看到α波功率頻譜波形不變，而只是基準線向上移，則知道α波振幅很小，甚至已消失。大約在4分鐘時，腦左右半球α波均出現反彈現象，左半球的很小，右半球的很大，但瞬間又消失了。這種特徵與道家高段師父（圖一B及二）練功過程幾乎一樣。由於密宗師父練功過程腦波之變化比較特殊，我們只取前三位高段師父練功前後腦α波之變化百分比，與21位沒有練過氣功的人比較，如表二所示。從表中可以發現，師父不論左右半球α波振幅在練功後4分鐘內均呈現有意義的下降。
圖五顯示禪宗同修7位學生中一位修練得較好的受試者，在閉眼後及入定過程中腦α波功率頻譜的變化。很顯然的是與前面幾位高段師父相比較，他對α波的抑制能力還不夠好，在整個入定的12分鐘內，只有約1分鐘的時間可以把α波整個去掉。我們把這7位同修，閉眼後0至2分鐘內的功率尖峰平均做為基準P0-2，再用開始入定後0到2分鐘及2到4分鐘內的功率尖峰平均值（P2-4及P4-6）求變化的百分率，來與沒有練過功的人做統計性的比較，如表三所示。其練功時，大腦α波變動情形。從表中可發現同修者練功開始後兩分鐘內，不論左右半球之α波功率皆呈現有意義之下降（P＜0.0005），但2分鐘後則與普通人無明顯差異。
共振態
道家與佛教密宗的練功，一開始是要練氣的，也就是「打通任督二脈」，「氣走大小週天」的功夫。屬於這一類之練功者有7人，來自一般練氣者、道家梅花門及佛教密宗。練功時α波振幅呈現明顯之上升，其程度可達100％以上。圖六至圖八是道家師父練氣時，腦α波功率頻譜變化情形。圖六顯示的是道家師父以「放鬆」方式來練功的情形。在開始練功2分鐘後，腦左右半球之α波功率均突然增加到2.5倍以上，並在整個練功過程中，振幅均遠大於不練功前閉眼靜坐之情形。這種情形尤以腦右半球為明顯。
圖七顯示的是道家師父「氣行大週天」之情形，很顯然的是在開始練功不到1分鐘，腦左半球α波功率大幅增加2 倍，並在整個練功過程中均保持持續增加的狀態。腦右半球α波也有大幅增加，但不若左半球那樣明顯。
圖八顯示的是道家梅花門的師父練功時，腦α波功率頻譜的變化，在開始練功不到1分鐘，不論左右半球腦α波的功率就突然增加到2倍以上，進入α波的「共振態」。我們也選7位練氣的師父與前面所述一樣，量其練功前後腦α波功率變化的百分比，再與21位沒有練過氣的人做比較，如表四所示。在開始練氣前兩分鐘內，練氣的師父腦右半球α波之功率增加有意義之（P＜0.0005），但左半球尚未明顯差異。但在2到4分鐘內，練氣師父腦左右半球 α波功率之增加均呈現出統計上的顯著性（P＜0.001）。
討論
普通人大腦α波之真正來源，仍未有定論。最有可能的說法是來自大腦後區皮質，但接受視丘的調節，而有所改變。普通人在靜止放鬆閉眼時，α波最為明顯；張眼、心算、思考、聽覺或體覺刺激之下，α波則會被抑制，振幅大為減少。高度警覺時，α波會遭受壓抑，振幅及出現機率降低，甚至可能被低幅之β波所取代。
近三十年來，有一些學者投入如何控制α波的研究。所謂以α波生物回饋法（alpha biofeedback method）[11] 達到放鬆自己的目的，即是其中一種臨床應用。超覺靜坐修練者練功時[12,13]，其α波振幅有的增強，有的減弱，甚至消失，而代之以θ波。Kasamatsa及Hirai兩人，則報告佛教禪宗練功時，有α波振幅增高之現象。事實上，這些α波振幅變化，只是反映著一個人警醒程度而已，並不能說那一種α波變動對人的健康較有好處。
普通人嗜睡時，α波出現時段會減少，振幅會下降，因此我們無法全面否定屬於大腦α波尖峰功率降低之入定型氣功態只是練功者昏昏嗜睡狀態所引起的α波變化而已。但是從圖一及圖二道家兩位師父一邊練內丹功法，一邊間歇性的說話告訴我們「氣」走到了身體那一部位的事實來看，至少他們是處於清醒狀態，而腦α波仍然受到強烈的抑制，並有反彈而出之現象。另外從本研究中，對21位普通α波振幅變動之觀察中可得知，6分鐘α波內平均振幅並未明顯下降，可見本研究中為時不長之記錄過程，並未使受測者進入嗜睡狀態。因之，推斷修練者亦未進入嗜睡狀態。再者，即使這一類修練者確因嗜睡，導致α波振幅下降，也能代表他們之氣功態與共振型氣功態完全不同。
在對入定型氣功態師父所做的實驗中，禪宗同修七位學生的腦α波振幅在練功後2分鐘內呈有意義之下降，但2分鐘後則與一普通人無明顯差異，這種現象可以解釋如下： 7位練坐禪的同修，由於功夫還不夠深，因此雖然在一開始時，對腦α波可以達到稍微抑制之地步，而顯出比一般強，但時間一久，α波反彈而就顯不出優越性了。當然對圖一到圖三所顯示的三位高段師父而言，其對α波功率之抑制，在入定4分鐘內是極為顯著的。
入定型修練者運功時講究思路放空，摒棄雜念，以達到「入定」狀態。為摒棄雜念則使用所謂的「法門」來壓到隨時興起的「隨機念頭」。例如默念「阿彌陀佛」來壓制腦海中之其他念頭。練到最高境界，連「法門」也無需使用，也無雜念產生。若以精神生理學觀點來看，這種摒棄雜念需集中精神於「法門」，所以並非真正地停止所有的有意識性思考，亦非完全放鬆，因此α波振幅自應下降。修練到最高境界，連「法門」也不需要，完全「入定」，毫無雜念。修練到此種境界時，回衝所得之α波是否與清醒期之α波，在神經生理上之實質意義相同，尚待日後更進一步的鑑別區分。至於α波之壓抑現象之真正生理意義，亦需進一步之研究。
大腦皮質之電氣活動會因內在或外來之各型各類別刺激，引起電位改變。臨床上常用間歇性閃光刺激作為腦電圖檢查之一種特殊手段。當閃光刺激頻率接近或等於原有之 α波頻率時，則最容易引起高振幅的閃光跟隨反應。此時在一般頻譜分析上，並無法分辨清楚α波及此種閃光跟隨反應，但見原有之α波波頻段之振幅功率大幅增加而已。在以前的刺激法實驗中[9]，我們以接近或等於原有α波頻率的重複性、閃光、誦念、或默念作為刺激方法，有一些未曾練過氣功的一般人身上，誘導出氣的產生，並證實出此時頻譜分析儀上的α波功率大為增加，這種循環刺激過程引起α波功率增加，我們定義為共振態。我們推測：共振態之氣功修練者於運功時能使體內組織脈管發生適當的協調，產生有規律性、循環性、且接近α波頻率的內在性刺激，進而誘導出大腦皮質α波的共振。
道家及佛教密宗在練功過程中都是先練氣，打通任督二脈，氣行大小週天，氣在體內運行，似乎就是在培養體內組織脈管間的適當協調能力，而誘導α波之共振態。如果練氣修練能進入更高深之「採藥結丹」階段，則體內之氣不再運行，會自動停止[15]，而「共振態」也隨之消失。圖四就是一位佛教密宗師父練功時，左側大腦半球先進入「共振態」α波振幅大為增加，一段時間後共振態消失， α波振幅明顯下降，轉為被壓抑之狀態，此時與入定態之氣功修練並無兩樣。我們因之推測：兩種氣功態之修練者，修練過程中α波振幅變化雖有不同，但這段皆以α波壓抑為主之「入定態」為終極境界，兩者殊途同歸。
當然氣功態應該不只是「共振態」及「入定態」兩種，還應該有其他狀態，只是我們所用的生理指標只有腦α波之振幅變化，因此只能做這兩種粗略的分類。若能加入其他生理指標如血流量、血壓、呼吸、肌電等參數，我們相信可以把氣功態分類得更為完整。
誌謝
我們要感謝台大醫院神經科洪滿惠、謝碧璇兩位在腦波實驗上的協助。另外我也要感謝氣功師父李鳳山、賴鎮遠、黃英哲、湛湘泉四位先生，財政部關政司王德槐司長及中國禪學會的同修，以及方中傑、葉金砡及阮曉萍三位同學之協助，使我們能順利測量氣功態腦波之變化及分析其數據。
以刺激法導引氣感之產生
作者／李嗣涔 國立台灣大學電機工程學系教授
國立台灣大學工程學刊
第四十六期 民國七十八年六月 第117-125頁
摘要
我們由氣功內外氣的性質推論，增強腦中α波（8-13 Hz）之振幅是引發及增強「氣感」之生理基礎。因此我們設計使用外在刺激的方法（如閃光）及內在刺激方法（如快速的思想）去激發氣感。實驗發現在每次成功的練氣過程中，不論用閃光或思想，均能瞬間大幅增強α波之主峰振幅，並在5分鐘內即引出「氣感」。而氣感之出現，也可以由腦波副峰振幅之突然增強而證實。
實驗統計顯示，以快速之思想在引發氣感上最有效，大約50％之受試者在30分鐘內可達「氣集丹田」或「氣走任脈」之效果。
1.前言
中醫以針灸治病以及練氣功者均能經驗到沿經絡行走的「氣」感，即所謂「循經感傳」的現象。目前研究經絡及穴道形成之機理已有大量的文獻[1]，對各種刺激穴道以引起「循經感傳」的方法也做了詳細的研究[1]。但是對練習氣功者，所引起氣感及感傳之機理研究較少，我們根據目前對氣功所做之幾項基礎研究，例如：
（1）氣功師父練氣時，身體穴位量到8-13 Hz之低頻振波 [2]，
（2）氣功師父發放外氣中，含有大量頻率為9-12 Hz之聲波[3]，
（3）氣功師父練氣時，腦額部及頂部之「α波」振幅增加，並由一小部逐漸擴散到腦的其它部份[4]，
以及研究腦波（EEG）所觀察到的現象[5]，例如：
（1）當人清醒，閉上雙眼，精神肉體鬆弛時，腦中出現α 波，
（2）對成年人而言，α波之頻率是由8-13 Hz而主要集中在9-11 Hz，
（3）α波出現時，整個腦均呈同步之振盪，但其在腦中產生之電壓不足以大到使神經發出脈衝[6]，
我們推測氣感之產生與循經傳導主要是由於增強腦中α 波所激發之神經信號而引起的，使身體各部位組織、細胞、脈管經由神經受到同一頻率之刺激而做局部之振動，當大部份組織包括肌肉、脈管之振動達到同步，則這種振動就會以某種模式（mode）呈長距離之傳導，這種傳導路徑為身體物理組織之密度及交互作用強度所決定，我們認為這就是經絡。而振動傳導中，經神經送回腦中之感覺即為氣感，而穴道可能為共振通路上之共振腔，使振動能傳導很遠而不易衰減。
如果這個觀念正確的話，則「氣」之產生，可藉由增強腦中α波之強度而很容易的予以激發。由於α波是在丘腦（thalamus）中產生[7]，而丘腦是各種感覺信號包括視覺、聽覺、觸覺等傳入大腦皮層的轉接站[8]，因此而增強8-13 Hzα波的方法，可用8-13 Hz之外在信號來刺激人的視覺、聽覺或觸覺，如圖1所示，當信號送入腦部時可與腦之α波達到共振而增強。例如：
（1）用發光二極體發8-13 Hz之光刺激雙眼。
（2）用電子電路方式產生耳朵可以聽見之聲音（頻率從 100 Hz到10 kHz），再加以8-13 Hz之調變後送入耳朵，刺激聽覺。
（3）製作電子放大器，將8-13 Hz之信號經放大後送入低音喇叭，放出聲波，直接刺激觸覺，經神經回饋到腦產生共振[9]。
（4）甚至可以經由內在之刺激如快速之思想來激發共振。 在本論文中，我們進行了第1及第4項實驗，並將結果報告於下。
2.實驗步驟
我們共進行了「快速思想」及「閃光」兩種實驗，實驗方式如下：
（1）快速思想實驗
受試者平躺床上，閉眼每秒默想1到10一次，或由慢（1 到4）到快（1到10），每次以15分鐘為準。我們總共選了 14人，其中一人練過氣功幾個月，一人練過國術多年，12 人則未練過任何氣功。其中練過國術者練功時以腦波儀記錄腦波之變化。腦波儀為日本光電公司製OEE-7102B型，可將每10秒中取得之腦波信號做傅立葉轉換，並直接將其功率或振幅頻譜以印表機印出。
（2）閃光實驗
選從未練過氣功者12人，分成對照組及實驗組。對照組採禪密功口訣（展慧中，三七分力，三點一線），閉眼站立，不受任何外界刺激。實驗組在暗室用11 Hz驅動之綠色發光二極體（波長5500A）照雙眼（雙眼閉住），每次 15分鐘。總共實驗三次，分在不同三天進行。其中一人在完成一次實驗後到台大醫院神經科做第二次實驗，此時利用醫院之閃光燈並測量腦波之變化。
3.實驗結果
圖2顯示的是受試者甲做快速思想實驗時腦波尖峰功率頻譜之變化。這裏用功迕做縱軸而不直接用振幅之目的是因為功率為頻譜之平方，因此變化較顯著，雜訊較少。從圖中可以看出，受試人閉眼後腦左右半球的腦波均出現兩個波峰P1（8.5 Hz）及P2（9.4 Hz），其頻率及振幅均會隨時間而改變，我們在圖2只展示腦右半球α波波峰之大小對時間之關係。經過3分鐘之閉眼調息以後，P1與P2合而為一，頻率為9.4 Hz，振幅增為45μV（功率約為2000 （μV）●），我們定義這唯一波峰為P1。當受試者開始快速默想數字時，其主峰P1（現為9.4 Hz之波峰）振幅從 45μV瞬間增加到62μV左右，並在10.4 Hz附近帶出另一波峰P2，經過4分鐘後，P2功率突然增強一倍，受試者同時感到「氣集丹田」。
表1顯示的是14個人用快速思想練功之統計結果，對練過氣功或國術的兩人而言，快速思想可在5分鐘內引起丹田之氣。一般沒練過氣功的受試者則需較長之時間，而總括來說有50％以上受試者可30分鐘內引發氣感。在無明顯效果之6人中，多人無法集中精神做長時間快速之思想。另外在公開場合，兩位練過氣功者當場實驗以默唸數字引氣，均在半分鐘內引發強烈氣感，循任督脈傳導。
圖3(a)顯示的是另一受試者乙受10 Hz閃光刺激之結果。受試人閉眼後腦波出現三個波峰P1（9 Hz），P2（9.5 Hz）及P3（10 Hz），P2最大。當閃光刺激開始後，P3功率在一分鐘內增強三倍半，振幅突從33μV增加到50μV，再繼續增加到60μV，表示腦部產生共振。而P1波在經過2 分鐘後也突然增高一倍以上，此時受試者感到氣集膻中。 P2波則一直下降，其所代表之意義尚不清楚。當我們改用 9 Hz之閃光去刺激受試者乙之P1波時，如圖3(b)所示，受試者的P2、P3波均受到抑制，P1雖有增加，但受試者不但沒有感到任何氣感，反而覺得很不舒服。
圖4(a)顯示的是受試者丙用10.5 Hz閃光刺激腦波變化圖，受試人練過氣功數月，其腦波僅有一個尖峰在10.5 Hz附近，閃光一開始，α波功率瞬間增加30％，1分鐘內氣感迅速在頭部出現，不用刺激法通常要3分鐘以上的時間才能達到同樣境界。如改用15 Hz閃光刺激，則結果如圖4(b)所示，前2分鐘閃光信號對腦波有抑制作用，但第 3分鐘後氣仍集於膻中穴，α波增強70％。
表2顯示的是用11 Hz閃光刺激7個人之統計結果，由此我們發現很有趣的現象，只要受試者的腦波中有一個尖峰位在10-11 Hz之間，用11 Hz閃光刺激均有明顯之效果。而α波頻率不在10-11 Hz間之受試者則和對照組之感覺類似，覺得手掌或腳掌有些麻熱，但軀幹並無氣的感覺。
4.討論
我們實驗顯示，當運用快速思想法或閃光刺激法（針對受試者α之主峰時），若能增強α波主峰之振幅，則只要不到5分鐘均可引出「氣感」。此「氣感」不僅是一種感覺，也定量地顯現於α波副峰突然增強的證據上。而不用刺激法則受試者通常無法在15分鐘內氣集丹田或集體膻中，由此證明我們猜想是正確的。用思想或閃光的確能衝擊丘腦，而增強α波之振幅，α波增強又的確有引發氣感出現之功效，其原因可能是其激發大規模神經脈衝之故。至於為何只有思想法能迅速引起「氣集丹田」，即氣海之源，而其他方法則氣集任（或督）脈其他部位，我們認為這可能和腦額葉（frontal lobe）之神經信號（思想）經由皮質丘腦下部纖維（Co-rticohypothalamus fiber）直接衝擊丘腦下部（hypothalamus）核有關。其理由如下：丘腦下部是身體自主神經的中樞[8]，經由交感及副交感神經控制臟腑、血管平滑肌、腺體之運作。而由內氣之特性可知，氣所經過之身體部位可以產生放鬆血管、增加唾液、降低呼吸、胃腸蠕動增強等現象，表示自主神經系統中副交感神經可能參與氣之形成及傳導，而交感神經則被抑制。因此直接衝擊丘腦下部，並增強α波振幅，可能有助於在副交感神經通路上如迷走（vagus）神經主幹沿線（與任脈平行）及末端附近（丹田）產生強大刺激源。而一旦附近肌肉或主動脈血管壁產生共振（大面積收縮），觸覺神經會將大規模收縮信號回送大腦產生氣感，並再增強大腦之α波。如此反覆激盪，形成一共振迴路。閃光刺激信號由於絕大部份先經過丘腦再進入大腦枕葉或丘腦下部之suprachiasmatic nucleus[7]，可能因為刺激部份不同，因此引起不同部位的氣感。
若受試者之α波只有一個主峰，則這種正回授過程可以很容易維持軀幹及腦部之共振狀態，即「氣」容易產生及運行，例如受試者丙不論用10.5或15 Hz均能在3分鐘內引發氣感。若受試者之α波有兩個或以上的波峰，則刺激之頻率變得很重要，例如受試者乙針對副峰之閃光刺激（9 Hz）造成抑制主峰之效果，不容易產生氣感，而針對主峰（10 Hz）之刺激，則馬上引出氣感，表示α波所協調控制著氣之形成。至於α波為何有兩個波峰及其所代表之生理意義為何？則屬未知。
由刺激法所引起之氣感均集中於任脈或督脈，基本上屬於奇經八脈系統與針灸所著重之十二經絡有所不同頻率或不同來源的刺激源所控制。
由於氣功對人體一些病症具有療效[4]，因此以各種輔助方法來激發氣感應該也有治病的效果，因而我們建議除了以傳統的針灸治病外，也可以嘗試用閃光，聽音樂，數數字來治病。
誌謝
我要感謝中央研究院王唯工教授及臺大電機系馬志欽教授在觀念上的啟發，臺大醫學院神經科張全副教授提供量腦波之儀器以及謝碧璇，彭瓊玉，洪滿惠三位在腦波實驗上的協助，使我們的實驗能順利進行。另外我也要感謝臺大電機系林浩雄副教授及我的學生們在實驗儀器製作上的幫助及自願參與實驗。
氣功態及氣功外氣之紅外線頻譜
作者／李嗣涔 國立台灣大學電機工程學系教授
摘要
我們測量了氣功師父練功時腦波之變化，由此發現了兩種不同的氣功功能態，即共振態及入靜態。我們也用InSb 偵測器測量了氣功師父所發放外氣中屬於3～5微米之紅外線頻譜，並配合腦波的測試以決定師父發放外氣時，身體所處的狀態。實驗結果顯示，有的氣功師父可以發放兩種外氣，一種是調理之氣，發放時其身體處於氣功共振態，可發出大量的紅外線。另一種則剛好相反，它會吸收外界之紅外線能量，我們認為這是師父可以分別經由副交感或交感神經控制血管之鬆緊，促使流向手掌之血液增多或減少而導致溫度上升或下降之結果。
關鍵詞：氣功態，共振態，入靜，外氣，紅外線頻譜，腦 α波
一、前言
練氣功的方法有千百種，而每一種方法到底對身體造成什麼影響是氣功研究要想科學化的重要課題之一。近年來，中國大陸以及西方的研究者已成功地把腦電分析功率頻譜的方法運用到氣功，瑜珈（YAGO）和超覺靜坐（transcendetal meditation）的研究中[1-9]。根據這些文獻的記載，當氣功師父練氣時，腦額部及頂部之「α 波」振幅增加，並由一小部逐漸擴散到腦的其他部份，但是否所有練功法均可以達到這個境地，是本論文所要探討的主題之一。
另外氣功師父所發放外氣中所含的能量成份，也已有相當多的文獻記載[10-12]，其中包括紅外線[10]、壓力波 [11]、微粒流及高能輻射場[12]。而外氣對受功者之腦電波的影響也有相當完整的研究[9]，但是當氣功師父在發放外氣時，他自己身體到底處在何種狀態，腦波如何變化，則並沒有文獻記載，因此這也成為本論文的另一個探討的主題。
本論文所要研究的第三個主題是測量外氣中的紅外線成份，所用的偵測器是三五價化合物半導體銻化銦（InSb），由於其帶溝在溫度為77 K時為0.22 eV，故它能偵測的紅外線範圍為波長在5.6μm以下到3μm左右。由於任何物體只要有溫度，就會產生黑體輻射，而在室溫（300K）附近之物體其黑體輻射之最大值是在波長為10μm之紅外線附近，因此量外氣中波長範圍在3～5.6μm之紅外線就相當於量手掌的溫度。
二、實驗步驟
（1）練氣功時，腦α波之變化
我們請了四種不同門派（禪家、道家、龍門丹道、梅花門）的多位師父來練功，並以腦波儀記錄其腦波之變化。腦波儀為日本光電公司製OEE-7102型，可將每10秒中取得之腦波信號做傅立業轉換，並直接將其功率或頻譜以印表機印出。當腦波出現巨大變化時，記錄人會要求練功者記下本身之感覺，而在練功完成後再告訴記錄人。
（2）外氣之紅外線頻譜測試
我們用一裝有冷卻裝置的銻化銦（InSb）偵測器來測量 3～5.6μm之紅外線。測量時將其降溫至77K，並在其入射窗前裝一遮斷器將入射紅外線調變成交流信號。師父發功時，以手掌勞宮穴正對偵測器，距離約15公分左右，偵測器之輸出信號經放大後送入鎖定放大器，將交流信號取出，直接送入IBM個人電腦將信號對時間的變化畫出。
實驗時，師父用手掌勞宮穴發功，發功之時手掌不能抖動，以避免信號產生大幅變動。而發放外氣時腦波之測試則在另一時間進行，其發放外氣之方法則與做紅外線測試完全一樣。
三、實驗結果
（1）練功時，腦波之變化
四種不同門派（禪家、道家、龍門丹道、梅花門）的多位師父練功時，腦波的變化並不一致，即使是同一門派的師父在練功過程中，也有相當大的差異。我們相信這是由於每人功夫深淺不一以及練功方法上仍有不同之緣故。但是基本上每一門派的不同練功法中，均可找出一些共通性，也就是練功所出現的共同狀態，比如每一門派均可找出師父出現文獻上所描述的腦α波突然增強的現象。但也有部份師父不會。圖1到圖4顯示的就是四種門派練功時，出現腦波增強現象之腦左右兩半球功率頻譜的變化，其中道家師父練功的方法有7種之多，而顯示腦波增強所用的方法叫做「放鬆」練功，禪家師父練功時腦波之變化，如圖如示，很顯然的是當禪家師父剛剛閉眼的時候，腦α波功率很小，振幅約在10μV左右，頻譜也不單純，但在開始練約2分40秒後，腦右半球α波功率平均增加4倍左右，並且頻率變得很單純很乾淨，表示大腦皮層運行得很有秩序，但隨即腦左半球之α波消失，表示進入「入靜」狀態，它所代表的生理意義為何﹖目前並不清楚。圖中的縱軸為功率大小，是振幅的平方，單位為（μV）●。
圖2顯示的是道家師父以「放鬆」方式來練功，其腦α 波功率頻譜之變化。很顯然的是在開始練功2分鐘後，腦左右半球α波功率均突然增加到1.7倍以上，頻譜並變得比較狹窄單純，半高寬由原來的約0.5 Hz以下，降到0.3 Hz以下，表示腦變得較有秩序。圖3顯示的是龍門丹道師父練功時，腦α波功率頻譜的變化。很顯然的是在練功以前師父的腦α波非常複雜，有多個波峰，一但開始練功，則α波明顯受到抑制，進入「入靜」的狀態，但不時會有一很單純乾淨之波峰出現，尤其在師父練「氣轉百會穴」時，α波突然衝出，只有一個單一的波峰，表示整個腦均進入很有秩序的狀態。等到師父停止運功的瞬間，腦又恢復到練功前的雜亂狀態。圖4顯示的是道家梅花門的師父練功時，腦α波功率頻譜的變化。在開始練功不到1分鐘，α波功率就突然增加到2倍以上，開始進入氣功狀態。由我們前一篇論文[13]提出，所謂氣感的產生，是腦內的電流的自然振盪大到能產生神經脈衝送往身體各部，而使身體之組織、脈管產生物理振動後，所產生的一種感覺，這時身體與腦產生電機共振，因此我們把這種腦α波突然增加到原來1.7倍以上的氣功狀態定義做「氣功共振態」。這個時候不但大腦變得很有秩序，整個身體也在大腦神經信號的充分刺激下，產生很有秩序之物理振動[14]，顯然絕大多數練功者均可以進入這種狀態。另外還有一種練功法其腦α波頻譜之變化與「氣功共振態」完全不同，在道家叫做「放空」或入靜，在佛家叫「入定」，如圖5 所示，腦α波逐漸消失不見，有些像打瞌睡時之狀態，似乎表示大腦皮層與人體感覺器官已失去聯繫。在龍門丹道師父練功過程中，首先出現的就是這種入定狀態（圖3），在禪家師父練功的後期，似乎也進入這種狀態（圖1）。
（2）外氣之紅外線頻譜測試
我們請了道家師父來發放外氣。他能發放兩種不同的外氣，一種為調理之氣，也就是替人治病，助人練功之氣，另一種為發「強功」，不常使用，對生物似有不好之效應。圖6顯示的是師父發放調理之氣時，紅外線隨時間之變化情形。很顯然的是在發放外氣約10秒後，紅外線量大增，表示手掌開始發熱，在停功後，紅外線量並沒有減少，表示手掌仍然維持相同熱度，待手移開偵測器後信號才降到零附近。當師父發放調理之氣時，其身體到底處於何種狀態，這可由所量之腦α波功率頻譜圖看出。如圖7所示當師父發放調理之氣時，腦α波功率呈大幅增加，表示他身體處於氣功共振態。而其他外氣很強的師父在發放外氣時，也大部處於「氣功共振態」。
道家師父所能發放的另外一種外氣稱為「強功」，其紅外線強度如圖8所示，偵測器所量到的交流信號竟然為負的，表示師父的手掌溫度降的比環境還冷，變成在吸收環境的熱量導致背景光電流減少而造成負的交流信號。這個狀態一直維持到師父收功為止，此時手掌瞬間變熱，紅外線信號大幅增加，直到手移離偵測器為止。我們把這種變冷的外氣定義為寒冰掌。由圖9可以看出，當師父在發強功時，腦α波既沒有大幅增加，也沒有漸漸減少，因此身體既不處於「氣功共振態」，也不屬於「入定」，而是另一種未知的狀態。
四、討論
由文獻所知[9]，練功時腦波增強之現象是具有統計的意義，即t檢驗之p＜0.05。由我們的數據顯示，一般人閉眼靜坐，腦α波之尖峰平均功率在6分鐘內變化很少，約在10％以內，但練功以後，如方法適當，則會出現α波尖峰功率大幅增加（1.7到4倍）的現象。對同一人而言，這種變化具有統計的意義。但我們要強調的是，這種腦波功率增強（共振）或減弱（入靜）之現象與練功方法有關，因此有些練功法，腦波既不增強也不減弱，身體顯然處於另一種狀態而無法用腦波來歸類。
由圖1到圖5可以看出，不同的練功法對腦波有不同的影響，像禪家師父是先產生氣功共振態，即腦中之電流振盪刺激身體經絡上之組織脈管複合體產生機械振盪而形成共振，再進入「入定」狀態。而道家師父「放鬆」練法及梅花門內功都只產生氣功共振態。龍門丹道師父之練法則先進入「入定」再產生氣功共振態。但即使同一門派不同師父，在練功過程中其腦α波之變化情形也不完全一樣，因此我們基本上僅能把「共振態」和「入定」兩種狀態畫分開來，代表身體所處在的兩種不同狀態，不同的練功法或是進入其中一種狀態或是進入兩種的合成，或兩種皆不是。
在外氣的紅外線頻譜實驗中，道家氣功師父在發調理之氣時身體是處在氣功共振態，此時手掌會變熱，表示血液流向手掌，也就是血管鬆弛之後果，這表示控制血管鬆弛的副交感神經受到了極大的刺激。而在發強功的實驗中，手掌變冷，表示血管收縮，血液無法流向手掌，這表示控制血管收縮的交感神經受到了極大的刺激。也就是說這位道家師父掌握了兩種不同練功法，一種可以控制副交感神經，一種可以控制交感神經，交互利用而達到控制身體之目的。
五、結論
由測量不同門派之氣功師父練功過程中腦α波之變化，可以將練功過程中身體之變化歸納成「共振態」及「入定」兩大類；在「氣功共振態」中腦α波功率會大幅增加到 1.7倍以上，而在「入定」過程中，腦α波會逐漸減少。而在發放外氣過程中，凡是能發放強烈調理之氣的師父，其身體均處於氣功共振態，表示其副交感神經受到強烈的刺激，導致血管放鬆，血流量增加，手掌變熱。而另一種發「強功」的過程，則屬一種未知的過程有待繼續的研究。
誌謝
我要感謝台大醫學院神經科張楊全副教授提供量腦波之儀器以及洪滿惠、謝碧璇兩位在腦波實驗上的協助。另外我也要感謝氣功師父李鳳山、賴鎮遠、黃英哲、湛湘泉四位先生及孫台平，吳俊賢，方中傑，朱立偉，葉金砡及阮曉萍六位同學之協助，使我們能順利測量氣功態腦波及外氣之變化。
