谈说数学与中医现代化论文

　　摘要：中医学是一门博大精深的经验医学，但其理论却常用隐喻的形式表达，容易产生歧义，难以达成共识。应用数学方法，建立中医学概念的数学模型，使中医理论表达抽象化、数学化，能被学术界普遍接受，从而进一步促进中医学的发展。
　　
　　关键词：数学；中医学；应用
　　
　　中医学有数千年的发展历史，是广大劳动人民治疗疾病的经验总结，在朴素唯物主义和自然辩证法的影响下。中医学逐渐形成并发展成为一门独特的理论体系。然而，由于中医学的理论常用隐喻的形式表达，难以理解，造成在近代中医学的发展落后于西医学。中医学作为独具特色的一门传统医学正经受着时代的猛烈冲击。中医药成本低、疗效好、副作用小，一直为大多数中国人所钟爱。但是，中医学要成为服务全人类的医学，就必须被学术界普遍接受，为世界各国所接纳。目前，我国已明确提出了中医现代化这一发展战略，这意味着我们必须用现代化的科学手段来研究和发展中医学。马克思曾说：一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步。中医学与数学有着密切的关系，中医学是中国古代宏观科学与当时的医疗实践相结合而产生的，其中古代数学对中医学有很大的影响。中医学的发展亦离不开数学，从某种角度上讲，中医学的数学化就是中医学的现代化。本文就数学对中医学的影响和应用阐述如下。
　　
　　1古代数学对中医学的影响
　　数学是一种普适性的科学语言，数学语言的使用标志着一个学科走向成熟。一些学科的建立则直接与数学有关，如爱因斯坦的广义相对论在很大程度上得益于他对黎曼几何的巧妙运用；又如马尔、霍普菲尔德等将计算的思想引入对神经的研究，从而创立了计算神经科学，对阐明人脑对信息的加工过程起到重要的促进作用。
　　
　　春秋战国是我国古代哲学第一个发展繁荣时代，也是自然科学开始发展的时期。在这个时期，各门自然科学从哲学中分化出来，形成独立的学科，这些自然科学的成就丰富了中医学的内容。而古代数学对中医学的产生和发展起到巨大的推动作用。
　　
　　中医学注重整体观念，认为人体是一个有机整体，人和自然环境具有统一性，即天人合一。如古代历法认为地球公转一周为一年，一年有十二个月、三百六十五天。人与自然界存有共同规律，故人体有十二经脉，三百六十五穴位。古人把广阔无限的三维空间称为宇，把时间的长久与短暂称为宙，宇宙这一名词代表着时间与空间紧密相连的时空合一观。古往今来谓之宙，四方上下谓之宇。这种时空合一观在中医学中也有所体现。例如，人体脉象中浮脉、沉脉为空间的不同，迟脉、数脉属时间的变化，并以此作为脉法大纲，阐述其他二十八脉的特点，各种复合脉均具备位置或速度等基本特征，义兼有其他方面的参数，如细脉具有位置在里、下沉和细小的特点。针灸的子午流注理论，主张以日、时的变化，决定某天某时治病应取的穴位。《黄帝内经》指出：天地生成，莫不有数，人类的养生保健要法于阴阳，和于术数。其中数是指宇宙的自然规律，人们应顺应而行。至于五运六气，则可看作是以60年为一个周期，结合历法、气象等因素建立的一种医学气象历法。用以预测疾病和指导治疗。
　　
　　古代数学在其发展过程中遵循抽象与辩证统一的观点，其没有经过缩写阶段发展为符号数学，而仍以实用性、语言描述为主，致使抽象性不强，分析思想不占主流。古代科学(包括古代数学)的思维特点是重宏观、轻微观，重定性、轻定量，重功能、轻实体，重直观、轻实验。受此思想的影响，中医学理论体系主要以辩证逻辑思维为主，缺乏定量精确性观念；以功能性认识为主，不强调对人体构造特征的认识；重综合、轻分析，致使中医学没有走上实验科学的道路。
　　
　　辨证论治是中医学的基本观点，证是中医诊治疾病捕捉的焦点，辨证是确定治疗方法的前提和依据，论治是辨证的目的。然而由于中医的观察并不是现代意义上的实验室观察，不是通过已有的理论进行逻辑和数学的推理，它对规律的总结是归纳的、定性的。四诊的望、闻、问、切需要医生依靠自身的感官进行判断，辨证也取决于医生的判断能力。中医学阐述的规律虽有一些是定量的，如一呼一吸，脉行四至；人体脏器的大小皆有定数；迟脉一息脉动三四至，数脉一息七至以上；代脉止有定数。但微观定量、精确性的不足致使证候的描述具有模糊性、不确定性的特点，主观性较强，不易被医师所掌握。
　　
　　2中医学与现代数学相结合
　　任何事物及科学的发展都遵循否定之否定规律，由宏观到微观，再到宏观，再到微观，周而复始，从而不断完善和提高。中医学的发展同样遵循这个规律。中医学主要依靠临床医师的经验对疾病作出判断，缺乏客观性、量化和微观化，在诊治疾病过程中的资料和信息描述不清晰。而现代数学则具有清晰性、准确性特点，定量及微观分析是其优点。现代数学发展速度较快，许多分支已经逐渐渗入医学领域，如统计学向医学的渗透。随着统计学在处理医学数据和资料中的应用，疾病发生、发展的规律更易被人们发现和掌握。针对中医证的描述缺乏量化及标准化，魏威等嗨模糊数学应用于中医的辨证论治，依据患者本身症候群的模糊子集，以典型症候群论域中的隶属度来确定患者的证。朱鹏飞等在胃黏膜象观察中建立数学模型，发现慢性胃炎不同证候的胃黏膜象分别为气虚证：(r<40,w>40)，多数呈现为白相；气滞证：(r>25)，多数呈现红白相间，白相多于红相；湿热证：(40<r<70且r>w)，多数呈现红白相间，红相多于白相：血热证：(r>69)，多数呈现红相，并可见出血。
　　
　　中医学理论体系中各个概念及相互之间的变化多以语言叙述为主，表达不够形象，难以理解，而且相互关系缺乏量化、准确化，如阴阳的相互关系、五行的生克乘侮等。而应用数学方法，建立中医学概念的数学模型，可使中医学理论的表达抽象化、数学化，易被人们理解。
　　
　　2．1阴阳学说的数学模型
　　阴阳学说是中医学的指导理论，贯穿于中医学理论的各个方面，用来说明人体的组织结构、生理功能、疾病的发生发展规律，并指导临床医师进行诊断和治疗。阴阳学说的基本内容是阴和阳的对立统一性，但由于经典的中医学理论对阴阳关系的叙述常用隐喻的形式表达，千百年来，中医学家都依据自身经验，定性地运用阴阳关系来解释各种生理、病理现象，指导临床实践，以致难以达成共识。要想定量、清晰地说明这些问题。就需要建立一个关于阴阳学说的数学模型。
　　
　　借鉴生物数学中关于2种群相互作用的数学模型，在平面直角坐标系xoy中，以轴表示阴，以Y轴表示阳，按照中医学的观点，人生有形。不离阴阳，设x≥O，y≥0，则第一象限及2个坐标轴、原点所构成的一个点集R中的任一点P(x，y)均可表示机体的～个阴阳状态c因x，Y(阴，阳)随时间而变化，依据中医学的理论，R中有一个阴阳平衡点(xo，yo)，在围绕平衡点外的区域依次有键康区(阴阳平衡，机体健康)、代偿区(阴阳失去平衡，但尚未超过生理限度，机体尚能代偿)、恶化区(阴阳失去平衡，机体产生疾病)。我们可以用欧式空间中的微分方程来构建一个数学模型，经稳定性分析，该数学模型与阴阳学说相吻合。生物数学研究的是自然界的物种现象，是远及于物，而中医学研究的是人体的生理、病理现象，是近及于身，可以说二者在一定程度上都是自然辩证法在不同领域的具体体现柳。
　　
　　2．2五行的雌线性动力学模型
　　五行学说有2个基本核心，一个是阐述五行间相互作用的生克乘侮规律，另一个是用这一规律说明脏腑的生理功能、相互关系及病变的相互影响，可用于疾病的诊断和治疗。许多学者从哲学、地理、社会以及医学等方面对五行学说进行了广泛的研究，但大都未能脱离其固有的知识框架和思维模式。而突破原有的知识框架和思维模式，从数学的角度去认识、研究五行学说，可以发现新的切人点。
　　
　　五行学说认为，五行不是静止的，而是处于运动状态，通过五行的相生、相克关系使五行之间保持稳态的平衡。而在非线性动力学理论中，由2个输入、5个元素(节点)组成的网络是一种最具基本性的，也是最有实际意义的多输人布尔元素网络。仅从图的形状看，不难发现，中医学中的五行及其相互作用与非线性动力学中的五元素、两输入布尔网络图有着几乎完全相似的几何形状，在五行相互作用模式图中，每一行与另一行间均有生和克2种关系，这与布尔网络的1和02种输入在本质上是一致的。我们可以作出一个推论：按照五行学说，可以把机体的生理系统视为一个由两输入和五元素构成的布尔网络。
　　
　　3展望
　　中医学的发展需要实现中医现代化，而中医现代化绝非单指中西医结合，它主要是对中医学自身的改造、发展与完善，从而适应现代社会的需要。其基本方式是将自身与现代科学技术相结合，这也是所有学科都遵循的发展规律，如同西医学与生物学、物理学相结合而不断进步一样。
　　
　　中医现代化中数学的应用已取得了一些进展，如国内，中医研究院杨学鹏匿用数学语言对阴阳概念进行阐释，上海中医药大学李磊嘲正交分析法研究中医的子午流注规律，马小芸用多变量动力学模型描述多个穴位之间的相互关系；国外，弗雷德曼用五维线性动力学模型描述中医五行的相互作用规律。山东中医药大学终身教授张珍玉曾精辟地指出：整个中医学就包括数理两方面，数以明理，理以证数，计算机运用的二进制本为数的意义，却可借以进行逻辑运算体现理的特征。目前已有中医院校开设数理中医学导论课程，国家自然科学基金委员会也重点资助应用数学方法进行中医学研究的课题，如五脏精气生理性节律变化的非线性动力学特征、PMS(经前期综合征)肝气逆证的基因表达及其非线性动力学特征。
　　
　　将数学方法应用于中医学的研究可以使中医学研究不再局限于整理古代文献、挖掘秘传古方，而使中医学研究走向科学化发展的道路。利用数学这一有力的工具，可以进一步验证和完善中医学理论，并为中医现代化提供理论依据。

《谈说数学与中医现代化论文》

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