中医学与信息科学学科交叉的几个关键问题
中医学与信息科学学科交叉的几个关键问题>
> 赵宏杰张笑波（吉林市中医院132011）
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> 信息科学是以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。
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> 信息科学由信息论、控制论、计算机科学、仿生学、系统工程与人工智能等学科互相渗透、互相结合而形成。
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> 1. 信息科学视野中的中医学
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> 1.1 信息科学的研究对象
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> 传统自然科学 ( 包括物理学，化学，天文学，地学，生物学等等 ) 的基本研究对象是各种层次，各种形态的物质和能量，虽然其中都伴随有不同程度的信息问题，但其所关心的却只是其中的物质和能量的问题。在这方面最典型的例子是对生命遗传及思维的研究：虽然我们现在已经明白遗传和思维的关键机制都是信息的过程，但是传统自然科学却只用物质结构和能量转换的观点去研究它们，只求助于生物解剖的经典方法，因而很难揭露问题的实质。而信息科学把信息 ( 而不是物质或能量 ) 作为新的研究对象推上了科学的舞台，且信息本身又确实是既不同于物质也不同于能量的独立对象，因此信息科学的研究必然会形成为一门与传统科学有重大区别的新科学。
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> 1.2 信息科学的研究内容
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> 信息科学的研究内容??是研究信息的运动规律，具体可以归纳为如下五个方面 ：
> (1) 探讨信息的基本概念和本质 ；(雷钧涛认为需要加具体实例以下同？)
> (2) 研究信息的数值度量方法； (3) 阐明信息感知，识别，变换，传递，存储，检索，处理，再生，表示，施效 ( 控制 ) 等过程的一般规律；
> (4) 揭示利用信息来描述系统和优化系统的方法和原理；
> (5) 寻求通过加工信息来生成智能的机制和途径。
> 1.3 信息科学的研究方法
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> 信息科学方法论体系主要包括三个方法和两个准则，即信息分析方法，信息综合方法，信息进化方法，以及功能准则和整体准则。
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> 简略地说，信息方法的基本意思是：在与高级复杂的事物打交道的时候，应当从信息（而不是物质或能量）的观点出发，通过分析该事物所包含的信息过程来揭示它的复杂工作机制的奥秘，通过建立适当的信息模型和合理的技术手段来模拟或实现高级事物的复杂行为。因此信息方法有三层含义：信息分析，信息综合和信息进化。分析解决高级复杂事物的工作机制的认识问题，综合解决高级复杂事物的工作机制的实现问题，进化则解决高级复杂系统的优化与完善问题 . 从认识到实现到完善，信息贯穿始终。正因为这样，它就成了这一方法论体系的灵魂。
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> 1.4 信息科学的研究目标
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> 传息科学的研究目标?一扩展人类的智力功能。
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> 随着信息科学研究的不断深入，主体（人和生物）在获取，传递，处理，再生，施用信息等各个方面内在的机制将逐步被阐明，这些就为揭开包括遗传和思维等在内的各种高级复杂信息过程的奥秘开辟了越来越光明的前景；另一方面，人们还将逐渐找到越来越有效的方法在机器上复现主体的那些信息过程的机制，甚至在某些方面改进这些机制的工作性能。这就必然要导致大量高级智能信息系统的问世，以它们的优异性能来补充，增强和扩展人的各种天然信息功能，即：获取信息的功能，传递信息的功能，处理信息的功能，再生信息的功能，施用信息的功能，特别是这些功能的综合 ―― 智力功能。
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> 1.5信息科学视野中的中西医比较
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> 此前，中西医比较研究的过程中形成了如下一些共识：中医学与西医学相比较具有重结构，轻元素；重功能，轻实体；重宏观，轻微观；重整合，轻分析；重过程、状态，轻实体、形态……的特点。中医学的这些特点，在传统自然科学(包括物理学,化学,天文学,地学,生物学等等)??物质和能量科学的视野中是缺点是不足；但是进入信息科学视野中以后，却变成了优点和长处。
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> 我们可以分别从物质和能量科学、信息科学的角度比较中西医。（1）从研究对象上看，中医主要研究的是信息，西医主要研究的是物质结构和能量；（2）从研究内容上看，中医主要研究的是信息的运动规律，西医主要研究的是物质和能量的结构和运动规律；（3）从研究方法上看，中医的研究方法重视信息提取、分析、整合，整体观念、辨证论治、取象比类、四诊合参……非常符合信息科学研究方法的功能准则和整体准则，以及信息分析方法，信息综合方法，信息进化方法，而西医的研究方法更适合研究物质和能量的结构和运动规律；（4）从研究目标上看，中医不仅强调治疗和未病之前的预防，而且重视医者的个人修养，一贯的以人为本，西医在发展过程中，也逐渐意识到单纯生物医学模式的弊端，但改变的过程将是极为漫长的。因此可以认为，中医学的信息医学特征远远多于西医学。而且，更可以进一步的认为，中医学远远比西医学更适合成长为信息医学。
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> 信息科学为中医学提供了迄今为止最充分的科学理论解读、科学信念支持和方法技术支持。
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> 2. 中医学与信息科学学科交叉的必要性和意义
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> 2.1中医学具有学科交叉的优良传统
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> 当前学科交叉现象已成为科学技术整体化发展的一个重要趋势。学科交叉既是实现科学知识系统整合的重要通道，同时又是孕育着重大科技突破的温床。正因如此，对于学科交叉现象的研究越来越引起人们的注意。
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> 以《黄帝内经》为标志的中医学理论体系的建立，本身就是多学科交叉的结果。此后，中医学也是在与其他学科不断交叉过程中丰富和发展自身。西学东渐以后，中医与西医和现代科学的交叉也越来越多。80年代以来，中医多学科研究的开展就为发展中医贡献多多……。
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> 2.2中医学与信息科学学科交叉的必要性和意义
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> 从历史来看，现代科学的每一次进步，都为中医学提供了更进一步的科学理论解读、科学信念支持和方法技术支持。例如，免疫学的发展，微循环理论的提出，系统论信息论复杂性科学的研究……；而且，越晚出的越高级的理论对中医学的认可程度越高。因此，中医学应该自觉地把自己学科交叉的对象定位在现代科学发展的最前沿，这样才能更快的发展和丰富自身。信息科学就处于现代科学发展的最前沿。
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> 信息科学的基本学科体系或层次包括：信息科学的哲学研究，或称之为信息哲学、信息科学的基础理论研究、信息科学的技术应用研究。这些都可以与中医学进行学科交叉，从以往的情况看四诊仪器化、中医信息学、中医知识工程、中医大型数据库、专家系统、中医药信息化 ……，就是两个学科内部不同层面不同角度交叉的成果，而且这些交叉也大大促进了中医事业的发展。
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> 但是这并不是中医学与信息科学最深刻最全面的学科交叉，以中医学为主体的中医学与信息科学最深刻最全面的学科交叉的结果是形成新的中医学――信息中医学，即信息时代的、以信息科学实现的中医学的理论表达和实际应用。
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> 这种学科交叉要求我们对中医学有所创新，这种创新决不是违背中医学核心理论框架的创新，而只能是在中医学核心理论框架的指导下对人体信息的获取、传递、处理/再生、施用的方法和形式予以创新。
> 方法创新是研究和发展信息中医学的前提。
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> 2.3 中医现代化的实质以学科交叉的角度看，中医现代化的实质就是要求中医尽量多的与现代科学进行学科交叉。
> 中医现代化对标准化、定量化、可重复性的要求会得到完美的解决。
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> 3.信息中医学概述
> 3.1 信息中医学的研究对象
>信息中医学的主要研究对象是人的生命信息。
> 由于生命活动的层次性，生命信息现象也有层次性。在体内可以分为三个层次生物分子层次、细胞层次、整体层次；生物信息学是由信息科学交叉分子生物学,它主要研究生物分子层次的生命信息;而信息中医学是由信息科学交叉中医学,它主要研究整体层次的生命信息。
> 3.2 信息中医学的研究内容
> 信息中医学的研究内容??是研究人的生命信息的运动规律，具体可以归纳为如下五个方面 ：
> (1) 探讨生命信息的基本概念和本质 ；
> (2) 研究生命信息的数值度量方法；
> (3) 阐明生命信息感知，识别，变换，传递，存储，检索，处理，再生，表示，施效 ( 控制 ) 等过程的一般规律；
> (4) 揭示利用生命信息来描述生命、人体和优化生命、人体的方法和原理；
> (5) 寻求通过加工生命信息来生成智能的机制和途径。
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> 3.3信息中医学的研究方法
> 信息中医学方法论体系主要由信息科学的方法论体系和中医学的方法论体系综合而形成，应该主要包括包括三个方法和两个准则，即信息分析方法，信息方法，信息进化方法，以及功能准则和整体准则。
> 信息中医学的研究有一个重要的前提假设，那就是，中医学的生命信息模型是目前唯一的、也是最优的生命整体层次的信息模型。
> 方法创新是研究和发展信息中医学的前提。取象比类既是思维方式也是研究方法，是整体观方法论在中医学思维中具体应用和落实，是中医学最重要的基本研究方法，以信息科学的技术手段实现中医理论的取象比类，是信息中医学对中医学最重要的方法创新。
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> 3.4 信息中医学的研究目标
> 信息中医学的研究目标??扩展人类处理生命信息的智力功能。
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> 3.5信息中医学与信息医学的关系
> 生物医学领域的宏观与整体研究远远不如分子生物学、细胞生物学等微观研究成就辉煌。直到目前还没有找到公认的、切实可行的综合、宏观、整体研究的方法和切入点。
> 只承认物质和能量，不承认信息也是一种客观存在的所谓“物理唯物论”的基本观点现今是医学研究者的主流，因此，现代医学依然在物质和能量医学的惯性下发展。
> 鉴于目前还没有信息科学意义上的信息医学，所以，信息中医学与信息医学是大致相同的概念。
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> 信息中医学是主要以整体的方法，主要研究生命整体层次的整体信息的医学。
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> 4. 建立信息中医学需要解决的几个关键问题
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> 传统的中医研究方法以整体、宏观、动态的观点去看待生命的本质，这些都是以信息的角度来看待生命的本质，也可以说整体、宏观、动态是生命信息的特征。
> 信息中医学主要的研究对象是人的生命信息，气血是人的信息在体内的载体，中医主要通过四诊提取信息来判断气血的变化用以诊断，并根据中医的理论框架判断和确定信息变化的类型，再处以相应的治疗手段，而中医理论框架则是基于天人合一的方法而确立的。
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> 从这可以看出，中医的整个工作流程主要就是对气血信息获取，传递，处理，再生，施用的过程。
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> 再以信息科学的角度对比中医和中医现代化的差异，可以把中医现代化所要求的标准化、定量化、可重复性理解为打算给中医处理信息过程之中增加一个体外信息记录系统的因素。
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> 以下是我认为的,建立信息中医学需要解决的几个关键问题。
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> 4.1 直指气血
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> 4.1.1选择气血 信息载体就是信息的携带者。从信息中医学看，中医理论的气血是人的生命信息在体内的天然载体或者称为自然载体。
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> 中医理论认为脏腑、经络是生命活动的通道和场所，以气血为纽带和载体，把脏腑、经络联为一体以实现正常的生命活动。气血是生命活动动态的完整体现，是辨证和施治的对象，是伺外揣内的对象。是生命活动最完整的信息载体。
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> 现代生理学认为，内环境（血液组织液）是机体内部各结构之间以及机体内外物质、能量、信息交换的关键场所，是体内生命信息最完整的载体。
> 由于中医理论的气血和现代生理学的内环境（血液组织液）有非常多的相似性，笔者以及其他学者已有文章把中医基础理论的气血，从现代生理学意义上诠释为血液和组织液。更具体的考虑到技术实现的可能性和方便性，可以把生理学上的血液作为获取信息的目标和窗口。
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> 4.1.2直指气血 中医学的辨证以望闻问切四诊接受信息，以中医理论指导对这些信息的处理来认识人体气血的常态与病态，即辨别其病证。由于望闻问切四诊之间可能出现彼此矛盾的情况，所以需要四诊合参，因此四诊合参成为了中医辨证论治的原则。
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> 从信息科学角度分析这一过程可以认为，以望闻问切四诊接受的信息来源于气血，望闻问切、四诊合参这一过程与直接从气血获取信息相比，无疑增加了多个信息获取、传递、处理 / 再生的过程，比后者大大增加了信息失真的可能性。
> 直指气血，直接从气血获取信息，不仅充分具备信息科学技术的可行性，而且是古代中医曾经达到和一直追求的高超境界，如史记中记载：扁鹊……视见垣一方人。以此视病，尽见五脏症结，特以诊脉为名耳。
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> 4.2 信息丰度
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> 何为信息丰度呢？所谓信息丰度就是信息的丰富程度，它是信息数量和信息质量的统一。为了医学和中医学的目的从人体获取生命信息需要选择适当的目标，选择目标的尺度就是它所能够提供的即时、动态的信息丰度。气血即血液组织液能够提供迄今为止最大的即时、动态的信息丰度，因此选择它。
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> 以气血（血液组织液）为对象，是信息中医学获取信息的最佳选择。中医学理论视野中人的生命活动有多种多样、层次繁杂的信息载体，气血（以血液组织液）为对象获取信息取可以实现目前为止对这些信息最充分、最整体的客观反映。
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> 4.3 指纹图谱
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> 从信息中医学看，中医理论的气血是人的生命信息在体内的天然载体或者称为自然载体。为了处理人的生命信息，信息中医学需要找到获取和记录生命信息的工具方法，指纹图谱是一种适合的工具方法。
> 什么是指纹图谱：指纹图谱是指中药材(或中成药)经过适当的处理，应用一定的分析手段所得到的能够标示该药和(或成药)特性的共有峰的图谱。
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> “中药指纹图谱带来了一种崭新的中药新药研究模式，它从药材、成方入手，通过把握其中有效部位或有效组分的理化特性，直接将化学物质基础与药效相结合，既充分吸收中医用药理论精华，又蕴含现代药物活性特征，从整体综合的角度把握住了药物作用的针对性。具体而言，中药指纹图谱是通过寻找有效部位或有效组分的图谱与活性效应之间的组效学特征来指导新药研究和筛选，它不同于西药研究中的药物构效关系，因为中药指纹图谱研究的是一个活性成分群的整体特性，而并不仅仅限于某个或几个成分；另一方面，中药指纹图谱也不同于谱效关系。指纹图谱是直接针对有效成分群而设立的，而不仅仅限于物质成分的理化表征。……中药指纹图谱具有整体、宏观和模糊分析等特点，特别适应于中医药传统理论的需要。――开展中药指纹图谱研究的重要意义”（新华社2002年6月5日消息齐鲁畜牧报2004.9.15）
> 研究表明，中药的总体效应不能用每一成分单独作用的线性叠加来表示，中药对复杂性疾病可发挥“多因微效”的综合调节作用。中药指纹图谱对此给予了整体性、定量化的记载，并得到了国际学术界和各国药品行政管理机构的一致认可。
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> 他山之石，可以攻玉。笔者认为以血液组织液为对象获取信息也应该采用指纹图谱的方法，这样才能获得血液组织液的完整信息。
> 血液组织液的指纹图谱是指血液组织液经过适当的处理，应用一定的分析手段所得到的能够标示血液组织液特性的共有峰的图谱。
> 随着信息科学技术的发展，处理血液组织液的方法，分析所得到的能够标示血液组织液特性的共有峰的图谱的方法，会越来越多，越来越有效；中医学的速度也会越来越快。
> 4.4 时空一体
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> 时空整体观是生命信息的本质特征之一。
> 恽铁樵在他的《群经见智录》一书中说：“《内经》之五脏非血肉之五脏，乃四时之五脏。”中医学的生命信息模型??藏象理论，体现了生命信息的本质特征时空整体观，是一个动态的有时间变量的信息模型。信息中医学的生命信息模型也必然要体现生命信息的本质特征时空整体观，因此信息中医学的生命信息模型也将是一个动态的有时间变量的信息模型，只是由于信息科学技术的应用，这一模型包含的可以被人工处理的信息远远多于以前。
> 中医学的时空整体观体现到应用指纹图谱获取血液组织液信息的方法上时就是，主要通过连续的采取血液组织液制作连续的血液组织液指纹图谱。当然也可以通过若干间断的指纹图谱辅以计算形成连续的指纹图谱。
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> 时间维上世界的同源性是空间维整体规律普遍性的基础(例如，生物进化的同源性保证了绝大部分生物的遗传密码是一致的)，而空间维上每一局部既遵循整体规律，又作为对整体规律的补充，而这也就是中医有效性的基础。
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> 中医理论非常重视天人相应即时间、空间和人体的关系，在不同的时间和空间采取血液其信息不同、其指纹图谱自然不同。
> 在同一时间分十二经脉采血制作指纹图谱，可以反映出十二经脉的关系，在同一时间分皮肉筋脉骨或采血制作指纹图谱，可以直接的反映出五体和间接的反映出五脏的关系，……。
> 依照生长化收藏的规律，五脏应时规律是：(1)应四时四季之变，如“肝主春，心主夏，脾主长夏，肺主秋，肾主冬”；(2)应一日之序变：“朝则为春，日中为夏，日入为秋，夜半为冬”；因此应五脏之时采血，制作指纹图谱，可以反映出五脏的关系；应日夜十二时辰或一年十二月采血，制作指纹图谱，可以反映出十二经脉的关系。对于六经辨证，也可以根据疾病形层传变说或者六经分部说，分不同的部位（空间）采血，制作指纹图谱；或者根据六经之气盛衰的时间规律采血，制作指纹图谱，反映六经的关系。[
> ……
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> 中医的整体观和东方整体观认为时空是一个整体，因此，只有考虑了时间因素才能根据需要获取信息，才会更完整准确的认识整体。时间因素是获取信息方法之中的一个关键因素。
> “故从时间的角度认识事物，着眼在自然的原本的整体，表现为现象和自然的流程。……这条路线主要采用统计、归纳、感应、取象比类等方法，也不排斥抽象方法和分析方法，甚至不排斥封闭式的实验方法，但是用这些方法获得的知识，一定要经过消化、改制，使之纳入到以时间为本位的知识体系的规范中来。”
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> 4.5发展信息中医学要加倍重视中医学经典
> 此前，以重视物质和能量为主的西医学对中医理论的解读，对中医学既有帮助也有误导，因此，发展信息中医学，不仅要重视中医学经典，而且要加倍重视中医学经典的研究。[
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> 5. 结语
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> 充分重视中医学的信息医学特征，大力推进中医学与信息科学最深刻最全面的学科交叉，创建信息中医学――信息时代的、以信息科学实现理论表达和实际应用的中医学，继承和发扬中医学的伟大传统，是我们这一代中医工作者的责任和历史使命。
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> 参考文献：
> 钟义信.《信息科学原理》北京：北京邮电大学出版社，1996：3-9
> 陈少宗.《全息生物医学理论与临床应用》济南：黄河出版社1991 ：56
> 宋建平、刘志才.浅谈中药指纹图谱 黑龙江医药2001（4）：265
> 董向辉、戴汝为.从系统科学和系统复杂性的角度看中医理论系统仿真学报，2002（11）：1458-1463
> 刘长林.发展中医学的关键 中国中医药报2004.8.13：B07
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我不会讲话，一见人多就结结巴巴，像羊拉屎一样，不合你的味道请多多包涵。
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