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从非加和原理看人体系统复杂性

(2022-04-07 14:11:13)

摘自2022-4-4中国中医药报
祝世讷 山东中医药大学 马淑然 北京中医药大学
编者按:系统科学是21世纪新兴学科,以研究世界的复杂性为宗旨。用系统科学研究中医成为中医现代化的可行路径。本版将刊发“读懂中医系统论原理”系列文章,阐明非加和原理、元整体原理、天生人原理、有机性原理、功能性原理、有序性原理、自主性原理等七个原理。论述中医学对人体复杂性原理的认识。
非加和原理是中医系统论的重要原理,主要研究人体系统复杂性问题。系统是事物存在的复杂方式。系统论对还原论的突破,始于对世界复杂性的研究,揭示出“复杂”的本质,在于反还原和超还原性。
整体≠部分之和
非加和原理表述为:人的复杂性首先在于整体性,即整体不等于部分之和,人的整体性能不可从其部分或用部分之和来解释。可表示为:整体≠部分之和。
加和观是原子论世界观的基本观点之一,认为整体是由各部分组合而成的,因而,整体等于各部分之和。可表示为:整体=部分之和。
加和观与还原论相表里。因为把事物的整体理解为是各部分相加而成的,所以才认为能够对整体进行分解还原,把整体分解为各部分,把各部分认识清楚了,把对各部分的认识“加”(或者“归纳”)起来,就能够解释整体。与加和观相反,非加和观认为整体不等于部分之和,在整体水平上存在着不同于各部分或其相加和的内容,不能用各部分之和来解释。该观点可表示为:整体≠部分之和。
非加和观与系统论整体性原理相表里,认为整体比“部分之和”更多、更高,存在着不能用各部分及其相加和来解释的东西。因此,把整体分解为各部分,把各部分弄清楚了,把对各部分的认识“加”起来仍然不能完全解释整体,特别是不能解释只存在于整体水平的那些更深刻、更本质的东西,需要研究和揭示“部分之和”之外的东西。
中医系统论研究并总结出的非加和原理,认为人是世界上最复杂的系统,其整体复杂性比一般系统论总结的“整体>部分之和”还要深刻,实际上同时包含“整体=部分之和”“整体>部分之和”“整体<部分之和”“整体≈部分”等多种情况。可以把“整体=部分之和”之外的复杂关系,概称为“整体≠部分之和”,即“非加和”。这是人的整体复杂性的首要特征。
非加和原理揭示了在整体与部分之间,除了存在“整体等于部分之和”的情况以外,还存在着“整体不等于部分之和”的情况,这是事物的复杂性所在。只有通过系统质的深刻理解才能把握系统复杂性所在。
理解非加和性的关键
理解系统的非加和性,关键在于掌握系统质、要素质这两个概念,明确地理解系统质与要素质之间的区别。
所谓系统质,是指系统整体的属性、功能、行为。它只存在于系统的整体水平,不同于系统内各要素的属性、功能、行为或其相加和,系统的非加和性,就在于系统质的存在。所谓要素质,是指要素的属性、功能、行为。它只存在于要素水平,不同于系统整体的系统质。系统的非加和性的实质在于系统质与要素质之间的原则性区别。
系统质是系统整体之“非加和”的本质。它是系统的整体规定性,是系统整体特有的质,即系统整体的属性、功能、行为。理解系统的非加和性关键在于理解系统质,有三个要点:第一,系统质的内容是系统整体的属性、功能、行为,不是特定的物质成分。第二,系统质只存在于系统的整体水平,高于要素质。它不是要素质的相加和,与要素质存在质的差别和层次跃迁。第三,系统的整体性、不可分解性,就在于系统质不可分解、还原,系统质是系统整体之不可还原的复杂性的本质所在。
在系统的形成过程中,或者从上到下,或者从下到上,在系统与要素之间发生了层次跃迁,形成了上下层次之间的差别,系统质与要素质的区别就是这种上下层次之间的飞跃性差别。
系统与要素的划分是相对的。从一定角度被视为系统的层次,从另一角度可视为另一更大系统的要素;从一定角度视为要素的层次,从另一层次可视为包含着若干要素的系统。
系统各层次之间
具有不可还原性
在现实世界里,任何上下两个层次之间,都存在着母系统与子系统(即系统与要素、整体与部分)的关系,存在着系统质与要素质的差别,存在着不可还原性,即任何一个层次的属性、功能、行为都是这个层次所特有的,它的形成和存在有着其特定的根据,既不能归结为上一个层次的属性、功能、行为,也不能归结为下一个层次的属性、功能、行为。
系统质作为系统整体的功能、属性、行为不是凭空产生的,而是以要素之间相互作用形成的结构作为载体。离开了要素之间相互作用形成的结构,系统质就无以依附。
系统质的载体是系统的结构,系统质的根源在于系统所含的相互作用。
系统质的特性有六点:
第一,系统质是系统整体水平的质的规定性,要素质是要素水平的质的规定性,系统质与要素质之间的区别不是量的,而是质的。
第二,系统的非加和性就在于系统质与要素质之间是质的差别,不存在量的加和关系,因而不能用还原的方法从要素质直接解释系统质,也不能把系统质归结为要素质。
第三,系统的整体性或不可分解性在于系统质是系统整体所特有的,一旦把系统分解为要素,系统质就被破坏,失去了整体水平所特有的属性、功能、行为。
第四,系统质不是凭空产生的,它有载体,或称物质基础,即系统的结构。但是,系统质不是系统的结构,结构也不是系统质的本质。
第五,系统质有其特定的内容,即系统整体的属性、功能、行为,不可能用还原的方法把它归结为某种实体形态或提纯为某种物质成分。
第六,系统质的存在和表现有特定的方式,即呈现于系统与内外环境的相互作用中,离开这种相互作用,系统质既无从表现,也无从考察。
人的本质在于其系统质,即在人的整体水平所特有的属性、功能、行为。
概括地说,人的本质,人的系统质,就在于它是自然属性、社会属性、思维属性的统一。
对于人的系统质的认识,除了人的整体所特有的系统质之外,还要注意,在人体内不同的结构层次上,上下两个层次之间都存在着系统质与要素质的差别。
人的系统质还有一些更深刻的存在方式。
人作为分化系统,由人的整体分化出和控制着的各个部分,具有“加和”性所无法解释的诸如非对称性等许多更加深刻和复杂的特性。
人的“非加和”性更加典型,人的系统质也更加复杂。它基于“生命”的系统质,是自我更新、自我复制、自我调节的统一,为非生命系统所不具备;又超出一般生命,具备“人”所特有的高级系统质,为“非人”的生命所不具备。

应势而谋加速推进中医工程学研究

 (2022-04-07 14:08:14)[编辑][删除]

摘自2022-4-4中国中医药报
20世纪50年代,生物医学与工程碰撞产生了生物医学工程这一学科,生物医学工程技术的应用推动现代医学实现了飞跃式发展。如今,工程对医学的支撑从早期“医工交叉”“医工结合”步入了“医工融合”的新阶段。中医工程学是利用现代自然科学和工程技术的原理与方法研究中医学基本理论、机制和诊疗体系的新兴交叉学科,是生物医学工程的一个重要分支。“推动中医药传承创新”是新时期中医药发展的纲领和目标,中医工程学研究是推动中医药传承与创新发展的关键要素之一,是大力发展中医药事业,推动中医药科技建设不可或缺的部分。
以需求牵引学科研究导向
中医工程化研究是现代化科学研究的组成部分,是中医药发展的重要方向之一,中医工程化研究是中医药时代变革的必然趋势和学科发展的内在需求,是中医药应势而谋,因时而动的关键方向。中医工程化研究要靶标世界科技未来发展趋势,以解决“卡脖子”技术问题的信心,逐步展现在国际科技领域竞争的能力和实力。针对国计民生的重大需求,结合不同领域国家战略规划,中医工程化研究应寻找合适学科定位,对标专业所长,在需求牵引下开展导向性研究。
建立系统化中医工程学教育
建立系统化中医工程学教育体系至关重要。本科教育是高等教育中体量规模最大的组成部分,中医工程学的本科教育目前仍处于劣势,存在开设院校稀少、梯队架构不完善,课程设置不合理等问题,目前仅有上海中医药大学、天津中医药大学和甘肃中医药大学等部分中医院校设置了工程学相关本科专业。中医工程学本科教育是造就堪当大任、敢于创新、勇于实践的专业型高素质人才的基础和前提。丰富、加强中医工程学本科教育是当下亟待实行的措施。
切实加强中医工程学科学家培养。2020年12月17日,美国国家科学院出版的报告《无止境的前沿——科学的未来75年》提出,“随着科学越来越多地涉及跨学科的合作,科学家必须与研究过不同学科的人交流”,单一孤立模式的学科纵深发展并不完全适合人才培养,目前的人才要求更加倾向“融合性科学家”“跨学科专家”,中医工程学就是一个融合性的学科,其发展需要建立一个多元化科学家群体。因此必须搭建现代化的教育体系,既符合中医药发展规律,又满足现代科学的需要。这一教育系统的搭建不能靠“拿来主义”,要自力更生,自我创新。大力培养中医工程学高层次人才,有意识地建设高层次复合型人才队伍,形成支撑中医药高水平科技自立自强的重要力量,意义重大。
专业化教材是教学基础建设的关键环节。迄今为止,中医工程学教材建设已有三十余年历史,1990年谈正卿,顾启秀主编的《中医工程学概论》问世,随后中医工程学教材不断发展,2012年,全国中医药高等教育“十二五”规划教材《中医工程学导论》出版。总结时代科研成果,展望科学发展趋势,中医工程化教材建设需要紧跟科学前沿,不断丰富和加强。此外中医工程学期刊建设需要开拓创新,自1982年10月湖北中医学院刊行《中医系统工程》杂志,刊行数期杂志,1986年后未见再刊。新时期伴随着中医工程学发展的日趋成熟,创设中医工程学专刊有望实现。教育架构、培养模式、教材及学术期刊是当前中医工程学教育系统化、规范化行进过程中需要关注的方面。
“AI+”助力中医诊疗数智化发展
当前人类文明步入智能时代,人工智能成为新时代变革的决定性力量。人工智能是一门综合性的前沿学科和复合型学科。早在1978年,北京中医医院肝病科与计算机领域学者合作开发了关幼波教授肝病诊疗系统,把中医学与电子计算机技术结合起来,开创了中医诊疗数智化研究的先河。从传统的口传心授,到如今的名医经验算法系统,经验传承呈现数智化发展。基于人工智能技术(AI),中医“四诊”实现临床信息客观化采集,结果数据智能化分析,中医智能化辅助诊断与远程诊疗等,更进一步推动了中医诊疗的智能化。此外一系列中医机器人涌现,使中医诊疗体系变得更为丰富。随着医工融合的深入,人工智能背景下的中医药创新发展迎来了新的飞跃。“AI+中医”是中医工程学当下研究的热点和难点,是中医诊疗数智化发展的突破口,但伴随着医工融合的加深,这一领域必将迎来巨大发展。
学科交叉揭示中医科学内涵
中医药现代化,是运用现代科学技术来阐述和发展中医药学,使之与当代自然科学接轨的研究模式。科学证据是中医药现代化的基础,中医工程学是实现中医药现代化的重要研究方法,医工融合的学科交叉为运用科学手段揭示中医内涵提供了可能。
在中医工程学的深入研究过程中,中医药蕴含的科学价值逐渐被发掘。笔者在呼出气相关研究中,发现中医运用嗅法治疗呃逆等疾病时,多选用硫黄、雄黄等含硫矿物,通过加热等方法挥发其气吸收气味。而现代研究已证实在内源性硫化氢可以缓解肌肉痉挛。挥发性气体在人体生理、病理中的研究,这是生物医学工程领域研究的一个热点,但在数千年前中医药已对这些内容进行了应用,现代研究进一步佐证了嗅法这一朴素的治疗手段的先进性及科学价值。在中医工程学的研究中,学科交叉使中医药理论和诊疗科学内涵更为清晰和明确。推动中医工程学研究,加快中医药现代化,不仅是运用新的语言去解读中医药学这一门历经千年的学科,更是在寻找一种新的可能,即古代中国智慧给予现代科学研究的启迪。
推动中医产业化高质量发展
当前,中医药相关产业也驶入发展“快车道”。除了传统的中医药产业外,康养保健、文化旅游、医疗器械等一系列新型中医药产业涌现,如何促进中医药产业链高质量发展成为亟待思考的问题。中国科学院院士陈可冀在《创新性发展中医药现代化、产业化事业》一文中提到“中国中成药营销在全球估测的经济产值方面,所占份额不高,其智能化及现代化制备能力亟待提高,应当努力改变现状,力争上游。”智能化及现代化制备能力的提高均脱离不了中医工程学的助力,中医工程化研究有助于打破中医产业生产技术落后,市场竞争能力差,科技含量低的限制,实现中医药相关产品标准化、规范化。中医先进诊疗设备、中药先进制造设备是推动中医药规模化生产和提升科技创新实力的瓶颈所在,中医工程学是突破这一瓶颈的关键,中医药关键技术装备研发没有成功道路可循,也缺乏理想的借鉴对象,只能依靠中医自主创新,借助中医工程化研究,才能攻克“卡脖子”问题,实现中医医疗和中药制造装备产业化的发展。(姚鹏宇 孙靖 王磊 姜琛昱)

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