[转帖]中医是复杂性科学

中医是复杂性科学
朱清时
　　朱清时  1946年2月出生于四川成都。现任中国科学技术大学校长，中国科学院院士（1991年当选），第三世界科学院院士（2001年当选）。1968年毕业于中国科技大学近代物理系，曾在美国加州大学圣巴巴拉分校和麻省理工学院任访问学者，在布鲁克海文实验室和加拿大国家研究院赫兹堡天体物理研究所、剑桥大学、牛津大学、诺丁汉大学和赫尔辛基大学任客座科学家；在法国格林罗布尔傅利叶大学、第戎大学和巴黎大学任客座教授。曾获1994年“亚洲成就奖”和1994年“汤普孙纪念奖”，2000年获安徽省首届重大科技成就奖。
　　我本人长期以来从事西方科学的研究，但对中医学一直很有兴趣。在我工作和研究的同时，面临着一个重大的问题，就是在我国科学技术即将赶上西方的时候，我们不能忘记我们的传统文化，而且如果我们忘了传统文化，不把传统文化的优点发挥出来，那我们就会赶不上西方。因为西方的文明是西方的优势，我们赶得快，他们发展得更快。但是当我们继承发扬传统文化的时候，也遇到一个难题，传统文化，特别是中医，它的科学性究竟在哪里？
　　如果早十年或五年，我可能还不能谈清楚这个问题，但是现在我可以试着把这个问题谈清楚，我所以会这样说，其中很重要的一个原因是现代自然科学已经研究到复杂性科学的问题。近几十年，西方科学界发现他们过去推崇的实证加上分析、推理的方法(以还原论为基础)已经不能够解决所有的问题，目前迫切需要一套全新的方法来认识世界。
　　以下，我将从认识论的角度说清楚中医为什么是科学？它的科学性在什么地方？下一步我们应该如何做才能显现中医的优势，促进其大发展。这个问题不仅是中医界的问题，也是新的时期人体科学或者说是生命科学发展的必然需求。
　　人类认知世界的两种基本方法
　　人类在认识世界的过程中有两个基本的方法，一类称为“经验+直觉”，这是早期人类用的方法，中国的传统文化经常用这种方法。用通俗的话说就是在多次经验之后突然领悟了一个道理，然后再到新的经验中去验证这个道理。过去的儒家、佛教、墨家、道家都是用这种方法的。古希腊创造了另外一种认识世界的方法——形式逻辑学方法。吴国盛先生《科学与历史》一书中比较详细地介绍了西方的逻辑学方法。西方人科学的源头是希腊，起源是形式逻辑学方法。形式逻辑学方法最简单的代表是理科学，它把复杂事物简化为几个定理、几个公式，然后又用这些定理和公式推理出整个系统。欧洲文艺复兴时期人们开始发现只用形式逻辑学方法认识事物是不全面的，还应加上实验，这一结论诞生了现代自然科学。因此现代自然科学的基础来源于两个方面，一个是古希腊时期的形式逻辑，另外一个是欧洲文艺复兴时期培根的实证主义。实证主义通俗而言就是说以实验的方法来研究事物。事实上，实验方法并不适合复杂事物的研究，因为做实验就要把事件简化成最基本的单元，要把复杂的情况都去除掉，在最纯粹的状态下做，这样的实验才能得出准确的、没有异义的结论，但这样做恰好就把复杂事物变样了。所以西方自然科学或者说现代自然科学就出现了问题，一旦做实验就把真实的复杂的事物变样了，得出的结果并不能推理出原来的复杂事物本身。比较这两种认知方法最好的例子是日本诺贝尔奖得主汤川秀树提出的，他在《创造力与直觉》一书中引用了庄子与惠子的一段谈话。
　　庄子与惠子游于濠梁之上。
　　庄子曰：鲦鱼出游从容，是鱼之乐也。
　　惠子曰：子非鱼，安知鱼之乐？
　　庄子曰：子非我，安知我不知鱼之乐？
　　惠子曰：我非子，固不知子矣；子固非鱼也，子之不知鱼之乐，全矣！
　　庄子曰：请循其本。子曰“汝安知鱼乐”云者，既已知吾知之而问我。我知之濠上也。
　　二者的争论，历代都将其当作是诡辩术，但汤川指出这代表中国古代就认识到人类有两种认知方法，庄子的认知方法不论实证，因为他不是鱼，他无法去“测”鱼是不是快乐，所以得出这个结论是一种感觉、直觉，“觉得”鱼很快乐，这是无法证明的，但是，这是经验告诉大家的。惠子是标准的西方的实证加逻辑推理的方法，认为凡是不能用实验证明，不能用推理认知的结果都不应承认。这两种认知方法的差距在哪里呢？正如司法中的有罪认定和无罪认定，二者的差别很大，但实际上，大多数事件是既不能证明有罪，又不能证明无罪的。这两种认知方法与这个例子很相似，二者代表两个极端，因此有大量的事物存在于二者之间，既不能证明是对的，也不能证明是错的。搞清这两种认知方法的关系可以帮助我们更好地认识中医。
　　中国传统文化与现代自然科学的认知基础
　　我国的传统文化实际上是基于直觉的认知法，但它并不是单纯的直觉认知，其中也有形式逻辑，也有推理，但一直没有发展成主流。传统文化中占主流的方法一直是直觉认知，因为中国人从一开始就想从整体上来认识复杂事物，没有把复杂事物分割成一个个单元来认识。比如中国人最强调天人合一，就是说人和整个宇宙是合为一体的，这一思想很长时间在中国占主导思想，一旦使用了天人合一、整体观的思想认识事物就不能再用西方的实证主义、推理的方法来认识事物了，只有通过经验和直觉的方法来认识世界。这种认知方法曾经辉煌了一千五百多年，直到1653牛顿创立力学，近代自然科学产生，自然科学的发展越来越快，一些人逐渐淡忘了中国传统的认知方式。但是这个问题却被西方人提起。姜岩博士在他的一个报道中谈到，英国《自然》杂志的主编菲利普·坎贝尔博士到中国访问时说过，中国古代科学方法重视从宏观、整体、系统角度研究问题，其代表是中医的研究方法，这种方法值得进一步研究和学习。那么我们应该总结一下，中国传统的认知方法到底是什么？通俗说来，先是有大量的实践，在实践过程中形成经验，在经验的基础上提出一些概念和方法，这些概念和方法再发展成为一些原理，再用这些原理解决一些实际问题，然后证明这些原理的正确性，反复多次之后就形成一个我们称之为理论的东西（包括概念、原理、一般原理）。这些理论经过实践证明是行之有效的。因此我们的认知方法中有实证、推理，但是不占主要地位，直觉、顿悟是主要的认知基础。以上讲的是中国传统的认知方法。
　　与此不同的是在现代自然科学中占主导地位的实证与逻辑推理的认知方法。因为要做实验、做推理，所以就要把复杂事物分解成为简单的基本单元，找出这些基本单元的规律，再用逻辑通过这些基本单元推出整个复杂系统的规律。这就是西方的实验加推理方法。它的特性是还原论，还原论就是把基本事物简化为其基本单元。这个方法在过去的几百年很有效，是因为过去的几百年人类的科学发展基本上都是简单事物，没有研究复杂事物。
　　东西方医学的差别与中医药的科学性
　　西医研究人体是用还原论的方法。16世纪意大利开始出现解剖学，解剖学的结果就是把人体还原为各个器官，现在又把器官还原为很多细胞组成的集合，比如把小肠分为肠壁、肠腔……又将细胞分为细胞壁、细胞质……西医就是将人体器官还原成最基本的构成单元，研究它们的性质，最后综合成人体的性质。再进一步就是把细胞还原成为DNA的双螺旋结构。现在西方的研究都认为DNA双螺旋结构是储存信息的，但是这类的双螺旋结构太多了。2000年4月国际上的基因数据库DNA碱基对数目已经达到60亿个，现在这个数字已经达到140亿了，基本上每过一年就要翻一翻，要研究清楚这些碱基对工程十分浩大。所以还原论的方法遇到基因、碱基对就无法做了，当然不是不能做，是太复杂了。而且还有一个更致命的问题，就是还原论方法不适合复杂事物的研究。还原论认为如果我们把自然界中各种事物的基本规律搞清楚，就可以以之来推出复杂体系的性质。比如还原论认为空气是由许多不规则运动的气体分子所组成的，如氧气、氮气、灰尘以及各种各样的稀有气体分子，我们准确地知道这些气体分子的运动规律，就可以得出任意时刻这些气体分子的位置、动量，这就是天气预报。天气预报就是给出某一时刻大气的初始条件，即某一时刻各种气体分子的动量、位置，根据其运动规律进行求解。但是事实上这种测定是不可能的。尽管原则上每一个空气气体分子的状态是确定的，但是要测量确实很困难。于是相关人员就假设每英尺有一个探测量，可以测定某一时刻气体的压力、压强以及空气分子的动能、位置测准，输入电脑进行测算。但这样也不行，因为安置探测器的位置上气体分子的状态可以测定，但这两个探测器之间分子的状态是确定的。同时地球上有一些地方是无法安装探测器的，比如喜玛拉雅山的山顶或一些山谷，就只能估计。另外空气从底端到顶层有不同的层次，要安装许多探测器，实际上我们根本不可能装那么多。估计的事情会产生误差，这些误差尽管很小，但是经过微分方程解了多次之后就会呈现出非线性的放大。由于这种误差是偶然的，所以这种放大也是偶然的。这种偶然的结果使得事件变得完全不可预测。所以还原论的方法用来研究天气不可能，用来研究人体也不可能。因为数据太多了，要用细胞的状态去研究整个人体，误差太大了。
　　西方有一个民谣，是讲述人类生活中经常会遇到很细小的事情，但是最终产生了非常重大的后果。“少了一颗钉子，丢了一匹战马；少了一匹战马，丢了一个骑手；少了一个骑手，丢了一场战争；少了一场战争，丢了一个国家。”其实质就是说复杂的事物是不可以用还原论的方法，用实证加推理的方法进行研究的。那么复杂事物应该如何研究呢？现在人们对于复杂事物研究方法已经总结出了几个要点：一是着重研究系统集成的方法对整体性质的影响。一个复杂事物，其中的基本单元对整体是起作用的，因此对于整体来说由什么基本单元组成很重要，但是更重要的是这些单元是如何集成、如何组装起来的。过去人们认为法国的军队是世界上最会享受、最不会打仗的军队，但拿破仑通过科学的部署将法国的军队变成了一支世界上最强大的军队。这并不是法国人的素质提高了，而是“组装”得好，纪律严明。所以对于一个复杂事物如何组装比基本单元本身更重要。二是着重研究各个部分之间的关系对整体性质的影响。中国古代诸葛亮的“八阵图”很好地说明了这一点。其实质就是将士兵按照不同的顺序排列起来。排列的顺序不同，战斗力就会不同。因此，在部分对整体的影响中，部分之间的关系很重要。第三是寻找复杂系的“鞍点”或“敏感点”，以便用“四两拨千金”的方式改变体系的状态。就是说在复杂事物中并不是所有的位置都一样的重要，总会有一些鞍点，这些鞍点在事物发展的过程中起着重要的作用。比如一块石头，放在平地上它的作用并不大，但是如果放在山顶上，那个山顶就可以看成是一个鞍点，只要轻轻一动，就会牵一发而动全身。战争中要占领制高点和前文中提到的马蹄铁都是这个意思。所以对复杂性科学来讲，着重研究的不仅是基本概念的性质，还有如何组装，如何排列，基本单元之间的关系怎么样等。要明确哪些地方是系统的敏感点。
　　中医、藏传佛教、道家的任、督二脉很相似，这说明几千年来人类文化从不同的方向去研究生命现象，研究的方法都不是还原论方法，而是实践、总结概念，升华为原理，再运用到实践中去进行证明。这种方法适宜研究复杂事物。现在我们以复杂性科学的观点来看中医的经络和气。经络和气的问题在上个世纪已经开始研究了，但是由于科学的局限性，复杂性科学发展也没有认识到上述的几个要点，所以大家都在努力找经络在什么位置，经络的实体是什么，气的实体是什么。实际上这个方向是错误的，大量的实践证明是不成功的，所以很可能并没有直接对应于经络和气的物质。西方解剖学与中医最大的差别就在于此，解剖学发现不了经络和气，气实际上是大量细胞和器官相互配合和集体组装形成的一种态势。这种态势正如战争中兵家的部署，士兵组织好了，战斗力就会大增，这种增量就是气。所以是一个复杂系统各个部分之间的关系、组装方式决定了它能产生巨大的作用。经络与穴位应该从人体这一复杂系统内的鞍点或敏感点上来研究。我说的这些都是假设。下面需要用实验的方式进一步研究。人体组装起来是很复杂的，其中某些地方就是鞍点和敏感点，只要轻轻一动，就能够调节全身。
　　另外一个方面就是中草药的科学性在哪里？过去有一段时间进行的中医药现代化就是把中草药的有效成分提炼出来，我认为这个方向是有问题的，值得探讨。因为中药的有效并不在于几个基本单元，而在于它们之间组装形成的整体。对于牙痛，西医认为是细菌感染，在实验室诊断中确实可以见到病原微生物，用消炎药治疗可以治好。中医讲就是“上火”，用对证的中草药来治也能治好。因为通过检查手段很容易看到病原体，所以西医的“科学性”很容易得到人们的认识。但是却没有一种检测手段可以证明牙痛是上火，所以中医的“科学性”就容易被怀疑。实际上中医的科学性是复杂体系的范畴，不能用简单的西医的方法去界定，条件还不够成熟，无法理解。
　　中医现代化的发展思路
　　在西医进入到解剖学阶段以前，中医和西医是类似的，西方的放血疗法也是一种经验，与中医很类似。后来产生了解剖学，其好处是使科学技术与仪器在西医学中得到了运用。而中医到目前为止都没有能够研究复杂事物的仪器的支持。单凭直觉和自己的感觉是有局限的。如果没有仪器的支持，西医不会发展到目前的水平。没有显微镜，看不到病原微生物，西医就不能发展；没有磁共振，脑科学也研究不起来。西医最大的优势是在工业革命后得到了现代科学技术的支持。中医最大的问题就在于过去几百年都没有与现代科学结合起来，没有用现代仪器进行研究，没有借助现代科技。所以中医在很大的程度上还停留在古朴的状态，所谓的古朴就是停留在经验的状态上。但是这些经验是人类几千年文明反复实践证明了的，是真理、是科学，但这种科学是复杂性系统内的科学。那么中医现代化应该如何研究呢？中医事实上应该已经可以借助现代仪器了，我们以一个例子说明。我们知道，病原微生物所以能致病是因为它能进入细胞内，影响细胞的复制过程，其结果是细菌与病毒细胞大量复制，正常细胞的复制被抑制。在分子的复制和组装过程中间，溶液的理化性质是至关重要的，溶液（包括酸碱度、营养元素、各种氨基酸、稀有元素）就是细胞质。血液的一种功能就是调节细胞质的这种平衡。由于人体内所有的复制过程都是在细胞质这种溶液环境中进行的，这些溶液的理化性质，如成分、浓度、酸碱度都会对这些过程产生影响。人体在某些因素影响下将会使这种溶液的理化性质发生变化，溶液中的一些成分变化了，就可能有益于细胞或病原微生物发生非正常复制，就会致病。因为溶液是整体的，服用中药后，溶液的理化性质会改变，变得不利于细胞或病原微生物的非正常复制，就使得机体恢复正常。这是可以通过实验证实的。如细胞的复制在什么样的细胞质中复制得快，中医用什么样的药抑制了这一过程。中医可以利用现代仪器从这个方向来研究。从细胞的复制，从复杂的科学体系来研究。
　　中国的生命科学和医学要现代化，达到世界一流，光学习西医是肯定不行的，因为我们学得快，他们走得更快。中医药是几千年来祖先留给我们的遗产，在几千年的文明史中发挥了很好的作用，在中医药体系中有很多科学的成分。这种科学在短时间内，甚至在过去的二三百年中都没有被人们认识，认为它不科学。实际上，科学发展到21世纪，在复杂性科学出现后，人们已经开始知道，它并不是迷信而是复杂性科学的组成部分。近一时期我还在努力想通过《周易》中的阴阳、八卦、生消来理解中医，我认为阴阳、八卦也是用来描述复杂事物的基本形态以及这些形态之间是如何转化的。很可惜在过去的几千年中许多人将这些东西看成是算命的东西，因为算命是一种随机性的事件，因此很难说他有多少科学性，但如果将他看成是描述复杂事物的泼墨山水的一种描述方法，用他来描述这种状态是如何转化的，对此进行研究就成为了复杂性科学。我们期望自然科学界和中医界的合作能审报一些国家的重大项目，这些重大项目是中医的科学原理，而不是要将中草药的有效成分提取出来，那种方法恰好破坏了中医是整体描述、讲究配伍、讲究关系、讲究辨证的精髓，要研究复杂性体系的组装，组装过程中的敏感点，组装的方式对事物的影响，从溶液与自复制，自复制的过程如何抑制、如何增强，还把现代科学仪器用上去。中医要现代化，必不可少地要走与现代科学结合的道路，但是要找到正确的切入点。过去中医现代化的经验教训很多，值得总结。但那个时候大家走这样的路是很自然的，因为复杂性科学的观点还没有被大家理解。近一、二十年人们理解到原来复杂性科学不能用还原论的方法，还得用中医这种宏观、整体的思维方法，还得经过这种反复实践、形成经验、经过直觉和顿悟上升到概念或理论，这些概念或理论再到实践中去验证或修改，然后用实践证明它的正确性。这种思维方式是人类社会的一种基本思维方式，特别是对于复杂事物。 （本文由本报记者根据录音整理而成）

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