中醫(yī)藥學是中國古代科學的結(jié)晶，如今已逐漸進入國際主流醫(yī)學體系。綜述了信息科學與物質(zhì)科學背景下中西醫(yī)學不同的科學范式，闡明西醫(yī)學的核心是基于物質(zhì)科學的簡單范式，而中醫(yī)藥學則是基于信息科學的復雜范式。提出中醫(yī)藥學以“療效”為導向，在“天人合一”與“天人合德”等理念支配下，以人的信息器官為核心，將醫(yī)生與患者、人體健康與自然環(huán)境及干預措施、時間與空間因素等緊密關聯(lián)，在“辨證論治”等方法體系下實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換，并最終實現(xiàn)維護健康、消除病痛和養(yǎng)生延年的目的。隨著大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等技術的興起，以“信息科學”為特征的中醫(yī)藥學將進一步實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，并最終實現(xiàn)中醫(yī)藥的現(xiàn)代化。

20世紀中葉，英國著名學者李約瑟在《中國科學技術史》中提出：“盡管中國古代對人類科技發(fā)展做出了很多重要貢獻，但為什么科學和工業(yè)革命沒有在近代的中國發(fā)生？”這便是著名的李約瑟問題。然而，中醫(yī)藥學卻是李約瑟充分肯定的中國古代科技的重要成果之一。隨著工業(yè)革命高速發(fā)展及現(xiàn)代醫(yī)學傳入中國200余年，中醫(yī)藥仍然發(fā)揮著重大作用。目前中醫(yī)針灸作為人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作，已經(jīng)在196個國家得到傳播應用，并逐步進入主流醫(yī)學體系。中醫(yī)藥學這一古代科技的瑰寶，為什么能夠逆勢發(fā)展至今？未來是否要改變其發(fā)展方向？本文將從中醫(yī)藥的科學類別及其研究范式角度找到明確答案。

信息科學與物質(zhì)科學及其范式下的中西醫(yī)學體系

科學的使命是揭示事物的本源，從古希臘開始，人類對世界本源認識逐漸從神學過渡到物質(zhì)本源論，而科學發(fā)展到今天，人們已經(jīng)認識到世界本源不僅是物質(zhì)的，還包括能量和信息。控制論創(chuàng)始人、美國科學家諾伯特·維納（Norbert Wiener，1894—1964年）首次提出世界是由物質(zhì)、能量和信息三大要素所構(gòu)成。物質(zhì)是能量的載體，是事物運動的本源；能量既是事物運動的外在表現(xiàn)，也是物質(zhì)運動的支撐；而信息既不是物質(zhì)，也不是能量，它是事物運動表現(xiàn)在外的一種狀態(tài)和方式，是物質(zhì)、能量、信息及其屬性的標示。正是由于物質(zhì)、能量和信息三者緊密相關，共同構(gòu)成了整個運動著的世界，但又從不同角度反映著事物運動變化，所以在研究事物運動變化規(guī)律時，從物質(zhì)觀或信息觀出發(fā)就形成了“物質(zhì)科學”與“信息科學”的不同科學類別與研究范式（圖1）。對此，國內(nèi)外學者已開展諸多研究。

從物質(zhì)觀出發(fā)，法國數(shù)學家皮埃爾－西蒙·拉普拉斯（Pierre－Simon Laplace，1749—1827年）提出：如果有一個超人能夠觀察到每一個原子的位置和動量，能夠解答一切方程式，那么宇宙的一切事件就都能夠被精確地描述。基于這種觀念，物質(zhì)科學在“還原論”的指導下，借助能夠?qū)⑽镔|(zhì)分離、分析與鑒別的技術，采用“分而治之”的方法論，將研究主體、研究環(huán)境對研究對象的影響降到最低，從而實現(xiàn)其從發(fā)現(xiàn)和分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其功能這一本源出發(fā)，最終掌握事物運動規(guī)律的目標，以便回答“為什么”的問題，形成了物質(zhì)科學的價值觀、特點及其知識體系。物質(zhì)科學技術的進步催生了第一、第二以及第三次工業(yè)革命的發(fā)生，也為第四次產(chǎn)業(yè)革命奠定了堅實的基礎。

信息論的創(chuàng)始人、美國數(shù)學家克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)（Claude Elwood Shannon，1916—2001年）認為，信息是對不確定性的消除，通信的基本問題就是在一端精確地或近似地再現(xiàn)另一端所選擇的訊息。中國信息學領域科學家鐘義信教授在信息論與控制論等思想基礎上，通過對物質(zhì)科學與信息科學進行比較，在有關人工智能（AI）發(fā)展方向研究中提出要顛覆傳統(tǒng)學科范式對人工智能研究的束縛，確立信息學科范式對人工智能研究的規(guī)范和引領，并提出了“通用智能理論”等。在對“人體研究的方法論挑戰(zhàn)”的分析中對“面向物質(zhì)和物質(zhì)系統(tǒng)的科學觀和方法論”與“面向信息和信息系統(tǒng)的科學觀和方法論”進行了全新視角的論述，揭示了中西醫(yī)2種醫(yī)學的發(fā)展道路、特點優(yōu)勢和缺陷等。針對信息科學，鐘義信認為信息是事物在物質(zhì)能量基礎上的運動狀態(tài)和方式，所以將發(fā)現(xiàn)和掌握事物如何在與外部世界的交互過程中維護和駕馭事物的運動作為其研究的主要目標；在感知、傳遞、存儲、智能和控制等技術的支撐下，采用“信息轉(zhuǎn)換”及從數(shù)據(jù)到信息、知識，最后轉(zhuǎn)換為智慧的方法論，對事物在空間上所呈現(xiàn)的運動狀態(tài)、在時間上所發(fā)生的過程和規(guī)律的觀察、類推等，揭示事物運動內(nèi)外交互的規(guī)律，掌握把控的事物運動，回答“是什么”的問題。這正是中國古代科技“勤于觀察、善于推類、精于運數(shù)、明于求道、重于應用、長于辯證”等特點產(chǎn)生的內(nèi)在原因。

文藝復興以來的工業(yè)革命及其支撐的科技，從物質(zhì)觀點出發(fā)，緊緊抓住事物運動的本源，在分析分離鑒別技術不斷革新的支撐下，以發(fā)現(xiàn)新的知識為導向，形成了其價值標準和推進的競爭機制，在認識事物物質(zhì)構(gòu)成與功能，并以此來改造世界中取得了巨大的進步；而信息科學所面對的是一個內(nèi)外交互和開放的復雜巨系統(tǒng)，隨著研究深化，受信息獲取、傳輸以及海量數(shù)據(jù)處理能力的制約，所以在很長一段時間內(nèi)信息科學的成就并不顯著。20世紀以來，隨著感測、通信、微電子技術和計算機、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術的快速發(fā)展，以及“第三范式——仿真范式”向“第四范式——數(shù)據(jù)密集型范式”的轉(zhuǎn)換，人類獲取、管理和處理數(shù)據(jù)的能力發(fā)生了革命性的變革。21世紀以來，社會已經(jīng)全面進入信息時代，以第五代移動通信技術（5G）、人工智能、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等信息技術為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進，成為推動經(jīng)濟社會發(fā)展的主要動能，整個世界已經(jīng)開始數(shù)字化轉(zhuǎn)型；與之相適應的價值觀、方法論、運作機制都在進行大的變革和調(diào)整，作為以信息科學為主要支撐的領域?qū)⒂瓉戆l(fā)展的春天。物質(zhì)科學與信息科學2種不同的科學類別及其科研范式，也淋漓盡致地反映在人類健康維護中。

在實現(xiàn)維護人體健康過程中，所形成的中醫(yī)學和西醫(yī)學，分別體現(xiàn)出信息科學與物質(zhì)科學的特點和其研究范式，使2種醫(yī)學體系形成了各自的發(fā)展道路。15世紀文藝復興以后，科學和學術上開始了獨立研究和創(chuàng)作的新時代，15世紀維薩里關于微觀世界的宏論《人體的構(gòu)造》創(chuàng)立了西醫(yī)學的現(xiàn)代基礎，17世紀哈維在著作《心血運動論》中揭示了“血液循環(huán)原理”等，醫(yī)學逐步形成了與工業(yè)革命同步，從物質(zhì)科學來研究人體的現(xiàn)代醫(yī)學體系。西醫(yī)學堅持物質(zhì)科學的分解分析方法論，借助一系列科學儀器設備，從宏觀到微觀，對人體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)從整體到器官、組織、細胞和分子進行了深入細致的分析研究，在此基礎上針對病因病理（物質(zhì)結(jié)構(gòu)）的異常來進行對抗性的預防與治療，形成了“疾病醫(yī)學”防病抗病體系。中醫(yī)學則是從春秋戰(zhàn)國時期《黃帝內(nèi)經(jīng)》就形成了自己的理論體系，始終將“天、地、人”看作是一個互動的巨系統(tǒng)。中醫(yī)學認為要維持人體健康與消除病痛，必須“天人合一”，強調(diào)“其知道者，法于陰陽，和于術數(shù)，食飲有節(jié)，起居有常，不妄作勞，故能形與神俱，而盡終其天年，度百歲乃去”；通過“有諸內(nèi)者，必形諸外，視其外應，以知其內(nèi)臟，則知所病矣”，“從外知內(nèi)”即“司外揣內(nèi)、見微知著、以常達變”等，并以此形成了辨證論治的診療方法，且其目前仍然是中醫(yī)診療的主體。中醫(yī)藥學沒有從物質(zhì)觀而是從信息觀入手，將對人體健康直接相關的因素與人體健康狀態(tài)關聯(lián)，在認真觀察、類比的基礎上，建立了維護健康的理論和方法，取得了一系列輝煌的成就，成為中國古代科技的瑰寶，為中華民族的繁衍昌盛做出巨大貢獻（圖2）。

中西醫(yī)在各自的道路上取得了輝煌的成就，目前又都根據(jù)自身發(fā)展中的局限性和片面性，進行著“醫(yī)學目的”“醫(yī)學模式”以及研究范式的變革和調(diào)整。西醫(yī)學的“疾病醫(yī)學”體系，已經(jīng)開始向健康醫(yī)學、個體化醫(yī)學、精準醫(yī)學、4P醫(yī)學（指醫(yī)學的預見性——predictive、預防性——preventive、個體化——personalized和參與性——participatory）以及“整體醫(yī)學”在轉(zhuǎn)變，其“知識為驅(qū)動的醫(yī)學研究范式”，也在向“以問題為驅(qū)動的范式”轉(zhuǎn)換，“轉(zhuǎn)化醫(yī)學”“效果比較研究”和“真實世界研究”越來越受到關注；中醫(yī)學也將臨床流行病學、循證醫(yī)學、實驗醫(yī)學的方法引入中醫(yī)藥領域，努力說清楚、講明白中醫(yī)藥的療效，并將“中西醫(yī)結(jié)合、中西醫(yī)優(yōu)勢互補”，推進中醫(yī)藥現(xiàn)代化、國際化，建立具有中國特色的健康維護體系，作為進一步發(fā)展的戰(zhàn)略目標。“遵循規(guī)律、傳承精華、守正創(chuàng)新”已經(jīng)成為中醫(yī)藥高質(zhì)量發(fā)展的必由之路，明確中醫(yī)藥的科技基礎并使其現(xiàn)代化，則是當務之急！

中醫(yī)學是如何從信息科學角度來建立其醫(yī)學體系的

01 以“療效”為導向的天人合一醫(yī)學模式

醫(yī)學一詞沿于拉丁語“Medeor”，原意為“治愈、醫(yī)治”。近代相繼提出許多新的定義，如在英國《大不列顛百科全書》中對醫(yī)學的定義是：“醫(yī)學是研究如何維持健康和預防、減輕和治療疾病的科學，以及為上述目的而采用的技術。”《中國百科大辭典》對醫(yī)學的定義是：“醫(yī)學是認識、保持和增強人體健康，預防和治療疾病，促進機體健康的科學知識體系和實踐活動。”可見“療效”始終是醫(yī)學永恒的目標。作為醫(yī)學的重要組成部分，中醫(yī)藥學之所以歷經(jīng)千難險阻而不衰也正是由于有療效，能解決健康問題，這也正是信息科學與物質(zhì)科學不同的研究目標的具體體現(xiàn)。

“中醫(yī)藥作為中華文明的杰出代表，是中國各族人民在幾千年生產(chǎn)生活實踐和與疾病作斗爭中逐步形成并不斷豐富發(fā)展的醫(yī)學科學。”早在遠古時代，中華民族的祖先為了解除人們的病痛，就開始實踐如何利用自然界存在的山石草木等物體與人的健康狀態(tài)結(jié)合來消除病痛。所謂的“神農(nóng)嘗百草”“伏羲治九針”“藥食同源”就是當時的真實寫照，從而創(chuàng)立了以療效為導向的天人合一醫(yī)學模式。“天人合一”即以解除病痛、維護健康這個“一”為目的，采用“陰平陽秘”的方法，將自然界即“天地”間存在的各種對健康有益的物質(zhì)、方法（干預方法）如中藥、針灸、食療等與“人”的病痛、健康狀態(tài)相結(jié)合。如有寒性藥物，就針對人體熱性狀態(tài)，通過“寒則熱之、熱則寒之、實實虛虛”等平衡陰陽方法，調(diào)節(jié)人的狀態(tài)，消除病痛，也就是“合一”，使健康得到維護（圖3）。

圖3“天人合一”醫(yī)學模式

《漢書·藝文志·方技略》中寫道“方技者，皆生生之具”，即中醫(yī)藥是為人類生命、發(fā)展和進化服務的方法、技術和工具。所以著名國醫(yī)大師陸廣莘指出“中醫(yī)關心的是從哪里尋找健康的鑰匙”，是如何“聚毒藥以供醫(yī)事”，是把“毒”轉(zhuǎn)化為“藥”，把“害”轉(zhuǎn)化為“利”，從而幫助人們實現(xiàn)養(yǎng)生、保健、治病的目的。這也正是信息科學的宗旨和價值所在，即研究事物在與外界交互過程中，如何維持事物按照主體目標而運動變化的方法和規(guī)律，其研究的價值體現(xiàn)在是否能解決維護系統(tǒng)平衡的問題，而非是否發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)基礎。否則就會出現(xiàn)歷史上用物質(zhì)科學的價值觀指責中醫(yī)不科學、中醫(yī)是偽科學的現(xiàn)象。例如胡適說過，西醫(yī)能說清楚病人得了什么病，雖然治不好，但西醫(yī)是科學的；中醫(yī)雖然能治好病，就是因為說不清楚得的是什么病，所以中醫(yī)不科學。大量的實踐證明，中醫(yī)如果失去了“健康維護”這一根本目標，就會失去自我，就會徹底西化。可見遵循中醫(yī)藥學自身發(fā)展規(guī)律，回歸到信息科學的本源，走出自己的發(fā)展之路，則是中醫(yī)高質(zhì)量發(fā)展的根本出路。

02 信息器官是中醫(yī)實現(xiàn)其醫(yī)學模式的技術支撐

中醫(yī)為了實現(xiàn)維護健康的目標，巧妙地利用了人的信息器官，采用最基本的“觀察”與“干擾”法，和原始的“信息技術”構(gòu)建了“干預、反饋、調(diào)整”的技術體系，實現(xiàn)了“天人合一”維護健康的目標。從圖4可以看到，中醫(yī)的診療過程實際上是信息感測、通信、智能和控制技術在醫(yī)療行為中的體現(xiàn)。感知技術是醫(yī)生利用自身的感覺器官通過望聞問切來感知患者臨床表現(xiàn)的過程，通信技術是醫(yī)生將四診獲得的信息通過神經(jīng)系統(tǒng)傳遞給大腦的過程；智能技術是醫(yī)生通過大腦“四診合參、知性思維、辯證思維”等進行信息加工，再產(chǎn)生出決策方案即處方用藥的過程；患者利用自身的調(diào)控功能，實施醫(yī)者提出的干預方案則是一個施用信息的過程。其后醫(yī)者再根據(jù)干預后患者健康狀態(tài)的變化，重復以上過程，調(diào)整方案，最終達到外在干預與人體健康狀態(tài)的相合，實現(xiàn)維護健康的目的。在這些過程中，醫(yī)者主體與患者客體互動共情，始終以療效為導向、以解決患者健康問題為驅(qū)動，充分利用了人的感覺器官、信息技術實現(xiàn)了信息轉(zhuǎn)換，在不知道干預與疾病的物質(zhì)本源的情況下，卻解決了健康維護這一難題。

圖4辨證論治的信息原理

這種醫(yī)學模式在中國近些年抗擊嚴重急性呼吸綜合征（SARS）、新冠疫情的過程中其優(yōu)勢特色得到了充分體現(xiàn)。在病毒種類、結(jié)構(gòu)以及體內(nèi)過程尚不清楚或病毒變異不斷發(fā)生的情況下，中醫(yī)藥往往會根據(jù)疾病的外在表現(xiàn)，以及前人的經(jīng)驗很快形成干預方案，并根據(jù)患者的治療反映，即時調(diào)整方案，最終達到治療目的。人體信息器官有其特色優(yōu)勢，如使用簡單方便、可及性好；人的思維器官其感知、判斷能力很強，但其記憶、計算等能力則遠不如計算機；同時人的感測器官定性較好但定量則不夠。在過去的數(shù)千年中，中醫(yī)已經(jīng)通過充分利用人的信息器官獲取數(shù)據(jù)、存儲信息、加工利用信息，發(fā)揮了巨大作用，但人的信息器官對健康信息獲取和利用的能力，已經(jīng)成為中醫(yī)藥突破發(fā)展的瓶頸；同時人的信息器官存在個體差異很大、把握應用技巧性很強等問題，給中醫(yī)藥的傳承發(fā)展帶來了許多的障礙，致使長期以來中醫(yī)“特色優(yōu)勢淡化、傳承發(fā)展乏力”等已經(jīng)成為中醫(yī)藥發(fā)展中的痼疾。而如今大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，信息技術突發(fā)猛進，給以信息科學為基礎的中醫(yī)藥學突破發(fā)展帶來了機遇，發(fā)揮中國多學科的力量，用現(xiàn)代先進的信息技術來延伸和增強中醫(yī)藥感知、理解、判斷和決策的能力，中醫(yī)藥“天人合一”醫(yī)學模式才能真正做到“守正創(chuàng)新”。

03 辨證論治是一個醫(yī)患交互的信息轉(zhuǎn)換過程

“辨證論治”是中醫(yī)學診療疾病的基本理念和主體方法。包括了辨證、論治與反饋調(diào)整3個基本過程。辨證即中醫(yī)從治療角度對患者的健康狀態(tài)（空間上所呈現(xiàn)的癥狀、體征以及理化檢查結(jié)果）和方式（時間上所呈現(xiàn)的過程和規(guī)律）所進行的概括和描述；論治則是醫(yī)者依據(jù)辨證結(jié)果、結(jié)合臨床經(jīng)驗，所提出的診療方案和處方用藥等；反饋調(diào)整則是以療效為導向，根據(jù)患者實施診療方案后的機體的反映變化情況，對干預方案的調(diào)整（圖5）。從信息科學的角度看辨證論治的過程是一個信息轉(zhuǎn)換的過程：醫(yī)者在中醫(yī)理論指導下和臨床經(jīng)驗的約束下，圍繞著幫助患者解除病痛這一目標，利用自己的感官望聞問切，有目的收集患者的臨床表現(xiàn)及其相關信息，將其記錄下來，就形成了數(shù)據(jù)；進一步用原有的信息如中醫(yī)病因、病機、病位、病勢等來理解已收集的數(shù)據(jù)，形成初步認識，就將來自患者的數(shù)據(jù)通過理解轉(zhuǎn)變成了信息；再利用自己所掌握的疾病、證候等知識做出判斷，形成診斷結(jié)果，就將信息轉(zhuǎn)換為知識，進一步依據(jù)診斷結(jié)果、結(jié)合自己臨床經(jīng)驗和所掌握的干預手段提出診療方案和處方用藥，這就將知識進一步轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔邸？梢姳孀C論治的信息轉(zhuǎn)換是在醫(yī)患交互的過程中，在中醫(yī)藥已經(jīng)構(gòu)建的知識體系的基礎上，利用人的信息器官在信息技術支撐下所實現(xiàn)的。

圖5中醫(yī)辨證論治過程

信息學領域的DIKW層級模型和信息鏈（information chain）可以更好地揭示辨證論治的信息轉(zhuǎn)換過程。DIKW層級模型即數(shù)據(jù)（data）→信息（information）→知識（knowledge）→智慧（wisdom），而信息鏈在數(shù)據(jù)之前加入了“事實”這個概念，即事實（fact）→數(shù)據(jù)→信息→知識→智能（intelligence）。可以看出，DIKW和信息鏈模型表達了人類大腦對認知對象的層次結(jié)構(gòu)，其中數(shù)據(jù)是人類大腦中最基本的認知對象，是現(xiàn)實實體或認知對象的量在特定量化尺度下的抽象表示，或者說數(shù)據(jù)是現(xiàn)實實體或認知對象在數(shù)據(jù)空間上的映射。而信息不僅表達了認識對象的客觀存在，還表達了主體對客體的認知，知識與智慧（或智能）表示人類對客體的主觀意識，是對客觀世界的認知、提煉、洞察和創(chuàng)造（圖6）。正如一個幼兒對一棵“樹”的認識可能僅在于地表上綠色樹葉與粗大枝干的組合，而成人卻可以推斷出所有“樹”所隱藏在地表下的根系及四季形態(tài)的變化。

圖6 DIKW層次結(jié)構(gòu)

中醫(yī)的“司外揣內(nèi)”正是古人應用DIKW模型對人體及其生命活動現(xiàn)象進行具象表達。到目前為止沒有任何一門科學可以完全解釋人體生命現(xiàn)象，無論中西醫(yī)學在詮釋人體生命健康方面都處于“灰箱”水平（圖7）。人類之所以具備舉一反三的能力，其本質(zhì)上是對數(shù)據(jù)在不同層次相似性的洞察能力。正如數(shù)據(jù)科學中的遷移學習一樣，中醫(yī)學通過對自然界中的晝夜變換、河流運行、山川向背等現(xiàn)象和規(guī)律的掌握，以取象比類思維形成了對人體陰陽轉(zhuǎn)化、臟腑生克、氣血運化等規(guī)律的總結(jié)，實現(xiàn)對人體生命認識與中醫(yī)理論體系的自洽。

圖7中醫(yī)學的灰箱系統(tǒng)

可見DIKW層級模型和信息鏈的轉(zhuǎn)換過程，就是中醫(yī)利用辨證論治信息轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)其維護人體健康的過程，是中醫(yī)藥診療的能力和水平的具體體現(xiàn)。如何借助數(shù)據(jù)科學、信息科技來提升轉(zhuǎn)換的能力和水平，也是推進中醫(yī)藥高質(zhì)量發(fā)展的關鍵。目前以ChatGPT為代表的大語言模型技術的發(fā)展，給中醫(yī)藥如何利用已有的信息、知識來提升決策能力，提供了很好的示范和途徑。中醫(yī)藥有8000多種古籍，有豐富的臨床經(jīng)驗積累，如果能夠?qū)⑦@些資源進行數(shù)字化加以利用，輔助醫(yī)師臨床決策，通過“混合智能”將會大大提升中醫(yī)“天人合一”的能力水平和效率，為健康中國做出更大貢獻。

中醫(yī)藥學科研范式的轉(zhuǎn)化與守正創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展