高洪山：非线性（中医视角）方法论杂谈
高洪山 2010-10-17
看到央视教育台播竹明先生讲平衡养生说连载，有点意思，于是作了些相关阅读，写了几篇“工程师聊聊中医”的文章，并由此得到了热爱中医的美国心脏协会孙娟老师的鼓励，“中医世家”网站站长甚至建议笔者也可以写点连载，这使我有点兴奋！原想中西学间找出共性点趟出一条路来，经过反复折腾始终对不上茬，直到最近了解到非线性科学的概念，由此解决问题似乎透出了曙光，于是边思考边提笔写点感觉。
非线性理论的基本组成有混沌、突变和分叉概念。笔者文中可能会把中西医理论部分称为中学和西学，而临床部分称为中医和西医，以示有所区分。
一
干细胞是胚胎混沌期的产物，一个胚胎很难具体说清楚是什么，然而混沌经过准备期之后进入分形。胚胎部分内陷，部分原地不动，部分外延，形成人形。分形后的具体环境对细胞基因表达具有决定性的影响，显性部分得到充分发育达到器官职业化要求，产生与环境代谢的功能，而隐性部分内容则封存不再作职业化发育，干细胞就地实现职业化和专业化要求，由此可以分清五脏六腑大脑骨骼皮肤等；显然如果在此过程中得到意外刺激能量，则可能出现异位或功能障碍；通常分形专业化分工后的隐形基因不再显性化，若存在环境变异造成再次显性表达，盲目发展则可定义为某型肿瘤或癌症。
二
器官都是按岗位要求自发工作的，并互传操作信息并按最佳（节能）工艺流程在器官之间形成有效地接口和自发通讯。应该指出，专设的大脑功能主要是用于起动和协调整体有意识的联动，具有调控选择性，以此降低长距离通讯损耗和自身的计算工作量，大部分信息流则由组织之间按小环境要素自行流动和运作，这造成大脑与机体内部器官的信息不对称，这显然是人体按地球村大环境而自然进化形成的复杂生命体，按节能减排的高效率，人类大脑对自身的运行规律则常常处在迷惑不解的状态，由此而产生了所谓的科学研究工作。
三
说实在话，世界真奇妙DNA全知道，问题是存在着信息不对称，当基因处于混沌时我们看不到，而分形后的绝大部分基因表达都处于隐形状态没有发育，所以我们也不能有意识地知道，这显然是自然进化最节能的方法，大脑甚至做到一心二用都很累，由于亿数的脑细胞区域各有分工，同时启动二个区域，驱动动作的时钟频率就会加快，控制信息流在彼此之间的总线高频往返动作，十分耗能，一般的一心二用活动都处在大脑相邻地区以求减少信息物流消耗，如果强行远距离多用途高频总线操作，有可能需要加大大脑的尺寸，包括能量的补充、散热表面积等等。
四
混沌的定义大概是：一切事物的原始状态，都是一堆看似毫不关联的碎片，但是这种混沌状态结束后，这些无机的碎片会有机地汇集成一个整体。显然混沌盘古开天地，谁也说不清，而分形之后中西学都逐步看的清楚些了，中学的起始条件是分形环境（外因），而西学的起始条件是分形起因（内因），由此科研研究工作方向产生分叉，由此形成中学和西学两套各不相同的理论，且由鸦片战争之后的种种历史原因和实力证明，西学和西医渐成主流，并屡屡压迫中学和中医，使得中学和中医生存艰难，笔者仔细阅读了不少中医存废的争议文字，似乎都存在着正确理解中医理论定义的问题，显然中学讲的是环境外因，由外向内的信息影响力，西学讲内因，讲究的是由内向外的信息影响力，有点像笔者讲碳钢性能，可以用机械强度来表示（譬如作应力应变曲线），也可以用化学成分（铁、碳、锰、硫、磷）来描述。如果金相中的晶粒尺寸在正常范围的话，机械强度和化学成分基本可以等同，前述中西学的研究起始点相同，虽然经过理论方向分叉，但两者肯定各具优势且存在着较高理解层次的等同点，问题只是在于研究者的视野高度（混沌区）不够，以及在此高度的分析和归纳能力不足（即总结出可利用理解的两者间直线通道）。
五
不管承认与否，中国现实社会对中学已经产生（信息）思维和理解障碍，这可以用能量守恒的原理来解释其缘由。首先鉴于人类的主流基因段具有高度保守性，可以假定古人、现代中国人和现代美国人的信息处理能量（功率）相等，但由于自然环境以及文化教育传统造成的种群分叉，其可以理解和接受频道各不相同，显然古人的思维处于低频段，现代美国人处于中频段，而中国现实快速发展环境造成加速度问题，应该处于高频段；由收音机选择频道调台的原理可知，当选择高频道广播讯号时，如果同时想听清楚低频、中频信息是十分困难的，显然若选择高频（中频）和中频（低频）边缘（交互）地段时，高频（中频）和中频（低频）的兼容性较好。
六
由此可知，现代中国人正处于高频段，由此造成对中学的批判性要高于美国人，美国人可能比中国人更能接受民族性是世界性的概念；另一方面，中国的老年人由于机能退化频率降低速度放慢，接受低频段的能力也要比年轻人高些；从某种意义上说，科学真理存在于更接近自然生态的低频段，美国的社会文明程度高于中国的原因应该是处于相对稳定的中频，而科学家更应该是具有坚忍不拔的低频性格，波长很长，由此产生实实在在的科学成果，而中国科学家或知识精英则处在鲁迅式投笔从戎的超高频段高速运行，其中肖传国与方舟子事件具有典型性和代表性，如此运作，显然与处在低频段的科学真理很难兼容。当然可以选择杂交技术手段，使得低频和中频信号可以同样清晰，这里显然存在技术修饰的高能耗问题，信号容易漂移，理想的和节能的做法是包容性，即设法各自降低身段，使得频谱彼此接近为最佳。这里应该指出笔者认为科学真理应该在低频段的理由是由于生存环境的恶劣，为了生存，古人更具有贴近自然现实的客观现实，尽管活动范围很小，但其思维哲理性的具有宏大性（波长较长），中学象形文字的发明可以类比西学的解析几何（代数和几何的思维链接）或物质与化学元素表的排列比对，显然学术超女于丹的出口成章在于小时候大量唐诗宋词背诵与自然美景相链接以至于引发头脑风暴，而当现代年轻人只能以视频直观识物，无法从优秀文字中产生积极联想时，思维频谱就会越来越高，则波长越来越短，形成意识障碍，成为精神废人。
七
笔者感觉中学和西学在信息流的高度上有交集，因为西学在向内的探索中向外传递着持久地影响力（波长），而中学向外的探索中向内传递着持久地影响力（波长），由此可以屏蔽掉解剖学器官及功能精确定位的认知干扰，这常是批评者认为中学不科学的关键所在，也经常是中医从业者底气不足的原因。笔者在前期的研究中也受自身西学知识的惯性误导，譬如按经络是实体气机流动的机制去理解，结果在西学解剖学上碰了壁，因为人体器官细胞之间存在着屏障，这是由部分局域细胞布局十分紧密，水气在此根本就透不过去，由此可知若把经络按实体气路认知存在着理解障碍问题。
八
譬如健脾，显然在解剖学中可知，脾属于免疫系统的最大器官，主要负责由骨髓造血后血液储藏和质量把关，小肠才是真正的吸收五谷精微的地方，当然有部分精微由小肠直接进入淋巴管系统，但这也与脾脏毫无直接关系；然而，由气机循环理论，当我们理解由脾脏保证血液的原液质量，而这对整个身体的营养和代谢循环有好处的时候，一方面我们不能把实体脾绝对排除与西学消化系统没有任何关系，另一方面还应该理解中学的健脾的实际用药是按（土）定义功能的，也就是说凡能够帮助协调和维护（虚拟的，即专业中医师所理解的）生化、养育、承载、受纳的身体功能，也许以健脾名义诊治的主要受益点可能在改善小肠功能（按西学生理学所定义的生理功能）。显然中医按五行相生相克相乘相侮，有整套五脏合参分型辩证，接下来的相关经络针灸等一整套诊治系统，并有“七情”内因引发“虚”和“六淫”外因引发“实”的纠偏办法，尤其在治未病以及整体性的判断理论最高值以及广谱性方面，显然要高于目前西学由内向外的整体性的影响力程度，应该指出，西学开始重视和研究非线性，其定义为复杂科学系统，也是期望对整体性的判断能力有所提高，笔者以为两种理论体系完全可以在信息流能源流的高度上实现链接，充分发掘其两种语系交集是重要的，当然这最好的翻译家和研究者是具有两种语系的广谱特征才行。
九
笔者在这里强调能源流（显然信息流是带有控制特征的能源流），这应该符合热力学定律，其中第一定律为能量守恒与转换定律；第二定律则指出，凡事涉及热现象的一切过程，都有一定方向性和不可逆性，如热量总是从高温物体自发地传向低温物体（当然如果能加以阶梯利用亦可称之为新能源），而热量不可能自发地从低温物体传向高温物体，这类通道是需要消耗能量的动力过程，而且只能一部分能量可以转变为功，而其余部分（废热）传递给冷源，应该指出，这废热如果没有更低的冷源吸收，则需要更大的功率消耗，用以加大废热功率以维持与冷源的温度差以有利于散热。
十
由于地球自转，于是地球有了白天和晚上的概念，然后又有了中学的阴阳概念，显然白天能量高为阳，晚上能量低为阴，如果抽象阴和阳，于是就有了阴流向阳，然后再返回阴的能量流动而且是循环过程。如果再细究一下，按热力学定律，阳能量高，下降返回阴属于自发过程，而阴能量低，要上升到阳则需要能量补充才能提升的耗能过程，由此我们可以把补充能量的过程也加进去，再考虑利用气液相变则效率会更高，由此可采用四段分法，于是我们就产生了卡诺循环的理念，如果在几何一下，于是有了一个温熵坐标图，上有一顶草帽形曲线，顶上一点为临界点K，其右侧为饱和蒸汽线，其左侧为饱和液体线，于是我们在草帽下面虚拟画一个矩形，分成等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个可逆循环过程。这是常见的空调冰箱系统，显然是把阴阳的功能细分了，这有利于实际操作，人工操作用氟利昂制冷剂相变的可逆法，首先用压缩机（供电）（绝热压缩）；过热的氟利昂进入冷凝器（等温冷凝）（向环境自发散热，空调外机）；（与环境）等温的高压氟利昂进入膨胀机（阀）（绝热膨胀）降压降温；气液混合氟利昂进入蒸发器（等温蒸发）（向环境吸热，空调内机），由于氟利昂相变操作，空调的总效率可以达到300%，即给压缩机提供1度电的功率，等同于直接处理法3度电的效果。
十一
按阴阳两段展开，中学采用的是五段分类法（五行），由于人体的复杂性，阴阳套叠的气机循环理论，由此借用常见的金木水火土五种物质性质特征作形象类比，由此逐步扩充相似同类项进行通讯和联系，并根据同类项症候的信息通讯（应该是观察到特质症候引发的压痛点并由此连成线段）定义为相关的经络系统，鉴于不通则痛的理解，发展了可以由指甲掐、针灸、放血、热熏或冷敷等技术手段加以改善和诊治，显然，同类项特质具有相似的物理或化学性能。
十二
笔者特别希望指出的是，氢键基本原理与中医的气机循环理论的相关性，水由一个氧和二个氢所组成，这是一般的科学常识，其实水（集团）是由氢键动态链接的网格整体，若使得氢键断开，水在－80℃就可以沸腾，而结合氢键后水的沸腾定格在＋100℃，显然，氢键的张弛之间的单位热容绝对值量达到180℃之多；如果我们暂时有意识的简化中学论述的精气血津液的成分差别，简单类比成只有一种水的成分在循环（水运）（当然可以在循环的路上添加五谷精微、氧气，以及卸载垃圾等等），我们规定肝主生发（即肝环境造成部分的氢键断裂，这部分断键的水，哪怕在零下80℃都可以形成阳气上升），然后想要引火归元则在合适的地方把氢键再补上，显然原本气化的水又变成液体的水，因为不到100℃是不会气化的，由此，所谓的阴阳虚实高低也就是设法使得氢键按流程所需，该断则断，该接则接，中医师的水平可归结于判断患者断和接的环境条件是否合适，当然还应该细化到掉下来的氢键的数量，这影响到酸碱平衡问题，显然这属于水道通调，由所定义的肾把关。
十三
作为非专业也无意从事临床操作的人士，估计作上述描述大致可行了，继续展开的内容实在是太多了，如果读者希望进一步深入了解的话，笔者建议阅读相关的专业书籍，笔者很愿意推荐这么几本教材，1、生理学；2、细胞生物学；3、生物化学和分子生物学；4、病理学；5、医用化学；6、中医基础理论；7、中医诊断学；如果有可能再阅读些物理化学、化工原理、自动控制原理等工科知识；还有环境工程基础等教材，当然专业阅读量是越大越好，美国《科学》的杂志主编布鲁斯·艾伯茨（Bruce Alberts）博士最近访问华中农业大学，认为：应该鼓励不同领域的专家相互交流，擦出火花，做植物研究的可以去听一下动物研究的，这样碰撞灵感火花，获得新观点。一个研究生要进3个教授实验室，实验室要相互开放，一名专家在本领域要能让别的科学家从中受益。《科学》刊登的论文专业面不能太窄，要能在某些领域改变人们的思想。
十四
生物依赖于环境
生物是多层次组织结构构成的有机体，愈高级的生物，组织结构愈复杂；
但不管哪一种生物，细胞都是其基本功能单位。
■细胞由不同的生物大分子，如蛋白质、核酸、脂类、碳水化合物等组成，并通过生物体的基本结构单元细胞的新陈代谢构建成生物体。各类生物大分子有着共同的物质基础元素，而这些元素均来自环境，即生物大分子环境中的各类原子所组成。
■新陈代谢是生物细胞在生长、繁殖、分化的活动中从环境摄取养分和能量，并将废物排弃的过程。
■新陈代谢的实质就是环境中的大分子分解后成为细胞活动所需能量及细胞基本结构的元素，细胞靠细胞膜的吸收作用从环境中选择性的吸收营养物质及矿物元素，然后通过酶的作用，细胞将营养物质进行生物化学反应，合成机体大分子，同时将废物排弃到细胞外。
因此，离开了环境，生物因缺乏物质基础及其能量来源而死亡。
十五
生态系统中除少数能自养的细菌以外，几乎所有的生物体所获取的能量，都是太阳能单向传递的结果。
【太阳能】以阳光的形式进入生态系统，并通过绿色植物体内的光转换系统—光敏色素，尤其是叶绿素的光合作用被固定，把光能转换为化学能贮存在有机物中，其中一部分供给异养生物进行生命活动。
这样，太阳能通过光合生物进入生态系统，转化为【化学键上的高效化合能】开始流动，并通过生产者、消费者、分解者之间的食物链开始传递，最终被分解为无机物，重新进入为植物利用的再循环运动。
这种生物与环境、生物与生物之间的能量传递和转换的过程，称为生态系统的【能量流动】。
十六
生态系统中的能量流动也服从热力学定律：
这种能量流动的特点是能量流动的单向性和通过各营养级的能量逐渐减少，即以食物形式存在的能量总是从低的营养级流向高的营养级，传递过程中的有效能不断损失。这是因为：
① 各营养级生物总有一部分会未被食用而自然死亡，最终被分解者所利用，不可能全部被下一营养级的生物完全利用；
② 各营养级的生物要维系自身的生命活动，必须消耗一部分能量，这一部分最后以热能的形式消散到环境中；
③ 各营养级不能完全吸收利用上一营养级的能量，通过排泄损失能量。
十七
碳循环：
其一，碳是构成生物体和贮藏光能的主要元素，在自然界中以碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机体和CO2、碳酸盐等无机体的形式存在，并在大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和化石燃料（石油、煤等）等环境因素中进行碳循环；氮是构成生命物质蛋白质和各种氨基酸的主要元素，也是大气的主要组成成分；
其二，虽然大气中自由氮含量占79％，却不能直接被生物利用，只有将氮制造成硝酸盐进入土壤，才能被植物吸收，最终通过食物链进入各类生命体。氮循环主要是在大气、水体、生物和土壤之间进行；
其三，硫是氨基酸和蛋白的重要组成成分，它以硫键的形式把蛋白质分子连接起来；硫循环由自然作用和人类活动所推动，主要在大气、海洋和陆地之间进行。
十八
氮循环
氮是构成生命物质蛋白质和各种氨基酸的主要元素，也是大气的主要组成成分。
虽然大气中自由氮含量占79％，却不能直接被生物利用，只有将氮制造成硝酸盐进入土壤，才能被植物吸收，最终通过食物链进入各类生命体。氮循环主要是在大气、水体、生物和土壤之间进行，如图1－2所示。
大气中的氮进入土壤和植物有以下几种方法：
① 人工固氮。人类通过工业手段，将大气中的氮合成氨或铵盐，即合成氮肥，供植物利用；
② 非生物固氮。如雷雨天气的闪电现象而产生的电离作用，能将大气中的氮氧化成硝酸盐，随降雨过程进入土壤，以及火山喷发出的岩浆所固定的氮，植物吸收这些进入土壤的氮；
③ 植物固氮。寄生的豆科植物和其他少数高等植物根部的根瘤固氮菌具有固定大气中的氮的能力。
■土壤中被固定的氨或铵盐，经硝化细菌将其转化为亚硝酸盐或硝酸盐被植物吸收利用，并与碳结合形成各种氨基酸，最后合成蛋白质；
■动物直接或间接从植物中摄取植物性蛋白，作为自身的营养来源；
■生物圈中动植物的残体，以及动物新陈代谢过程中的含氮排泄物被微生物分解后有又形成氨或铵盐，回归于土壤。土壤中的氨形成硝酸盐后，一部分为植物利用，另一部分则由反硝化细菌把硝酸盐分解为氮分子，重新进人大气。
十九
硫循环
硫是氨基酸和蛋白的重要组成成分，它以硫键的形式把蛋白质分子连接起来；
硫循环由自然作用和人类活动所推动，主要在大气、海洋和陆地之间进行。
【自然作用的循环过程】是：
■陆地上，地壳中的硫通过火山喷发和岩石内的硫在风化作用下，以H2S、SO2或硫酸盐的形式进入大气；
■海底火山爆发时产生的硫分别逸入大气和溶入海洋；
■大气、水分和土壤中的硫被植物所吸收，并进入动物体内；
■当生物残骸被微生物分解时生成H2S回到大气；
■海洋中的生物遗骸腐败后，其储存的硫重新释放到海水中，当海浪飞溅时，硫又进入大气；
■大气中的硫或硫酸根离子，通过降水、沉降、和地表面吸收等过程回到陆地和海洋，并被植物吸收；
■地表径流的冲刷使土壤中的硫进入河流、海洋，最终沉积于海底。
二十
生态系统中的信息传递
信息是指系统传输和处理的对象。
通常是指在传播形式中的情报、信号、消息、指令、数据、图像等知识内容。
生态系统中的信息是指各种环境因素：
■在沟通生物和环境之间，生物种群内部、及各生物群落之间的关系方面；。
■生态系统的信息传递和联系方式使生态系统结合成为一个有机的统一整体；
■生态系统的信息传递往往是双向可逆的；
■这是指既存在输入到输出的信息传递，也有从输出向输入的信息反馈；
■生态系统中的信息形式主要有【营养信息】、【行为信息】、【化学信息】和【物理信息】。
二十一
营养信息
生态系统中的食物链和食物网构成一个生物的营养信息系统。
各种生物通过营养的方式把信息从一个个体、一个种群或一个群落传递给另一个个体、另一个种群或另一个群落。
■例如，食草动物与草原植被这两个生物群落之间，当食草动物少时，草原植被就繁茂昌盛，这一信息传递到其它食草动物之中，则草原上的食草动物将增加；反之，当食草动物过多时，草原植被减少，不足以供养全部的食草动物，这一信息使得部分食草动物迁移。
因此，从草的多少可以得食草动物食物是否丰富的信息，以及食草动物数量的信息。
■又如，鼠类、鹌鹑和猫头鹰组成的食物链：当鹌鹑数量较少时，猫头鹰大量捕食鼠类，鹌鹑很少受害；当鹌鹑数量较多时，猫头鹰转而大量捕捉鹌鹑。
这样，通过猫头鹰对鹌鹑捕食的轻重，向鹌鹑传递了鼠类数量多少的信息。
二十二
物理信息
生态系统中通过物理过程传递的信息称为物理信息，如声音、光线、气温、磁场等。
各种动物发出的声音传达了警告、恫吓、安全、惊慌、以及要求配偶等各种信息：
■含羞草在强烈声音的刺激下，会表现出叶子合并，叶柄下垂的运动；
■空中的飞禽通过视觉发现地面的猎物是一个光信息的传递过程，猎物是发出信息的信息源；
■气候由热至冷的逐渐变化给动植物传递了食物减少和气温高低的信息，使得某些动物储存脂肪、变换肤毛、有的进入冬眠，候鸟迁徙，植物落叶减少散热；
■蜜蜂无数次将花蜜运回蜂巢，候鸟成群结队南北长途往返飞行都能准确到达目的地，这些动物主要依靠自己身上的电磁场与地球磁场相互作用确定方位。
二十三
化学信息
生态系统中通过化学物质传递的信息称为化学信息。
如某些生物在特定的条件下，或某个生长发育阶段的代谢产物性激素、生长素等。
生物分泌出的这些特殊化学物质在生物的个体或种群之间起着某种信息的传递作用，协调个体之间的活动，并且维持生物的集群活动的整体性。例如，许多哺乳动物（虎、狗、猫等）动物通过排泄物标记自己的行踪和活动领域，其中的雄性动物凭借种内的雌性个体释放的体外性激素寻求配偶。蚂蚁通过自己的分泌物留下化学跟踪痕迹，以保持群体活动。
二十四
行为信息
生态系统中通过生物的异常行为传递的信息称为行为信息。
如许多动物的异常表现和行动向同伙甚至其他物种发出识别、危险、警告、挑战和求偶等信息。
■例如，蜜蜂发现蜜源时，用舞蹈动作“告诉”同一巢穴其他的蜜蜂去采蜜，并用不同的行为姿势表示出蜜源的远近，其他工蜂则以触觉来感觉舞蹈的步伐，得到正确方向的信息；
■当某些自然灾害，如森林火灾发生时，离火源较近的动物纷纷逃离，这种异常行为信息可以传递给沿途其它物种的动物，使得更多的动物加入逃跑的行列。
二十五
生物多样性的结构
■生态系统的生物多样性结构越复杂，生物种类越丰富，食物链的环节越多，自身调节能力越强；
■反之，自身调节能力越弱。处于平衡状态的生态系统，生产者、消费者、分解者构成一个完整的食物网，缺一不可，否则营养结构会缺损，导致生态系统的衰退和破坏，甚至系统可能会崩溃。
因此，若要维持稳定的食物链，必须保持一定生物种类和数量的相对稳定：
■例如，一个草原生态系统，若只有植被、山羊和狼构成简单食物链，当狼群数量过多时，会使山羊数量急剧减少，狼群数量就会因食物的减少而随之减少，整个系统遭到破坏；若山羊消失，这个系统就可能崩溃；
■如果狼的食物除了山羊外，还有野兔、鹿和其它食草动物等种类，那么狼的食物就有了更多的选择，狼群数量不会因山羊数量减少而减少，同时，山羊数量又得以恢复，生态系统保持了生物物种的相对平衡。
这些表明，生物多样性结构提高了生态系统的自身调节能力。
二十六
生态功能的完整性
生态系统的功能在生物生理机能的控制下能得到合理地运转称为生态功能的完整性。
生态系统的主要功能是物质、能量和信息的流动，合理运转是指生态系统中的物质和能量的输入和输出在各种生物的相互作用下达到相对平衡，信息网络工作通畅。
生态系统中的能量和物质的流动如果入不敷出，系统就会衰退；
若输入多，输出少，则生态系统有积累，也处于非平衡状态；
能量、物质和信息的流动越合理，生态系统自身调节能力就越强。
如果能量流动在某个营养层上受阻或者物质循环和信息沟通正常途径的中断，则生态系统自身调节能力下降甚至丧失。例如，向河流中排入大量的酚，若该系统生存着许多对酚有很强降解能力的微生物和水葱等高等植物，酚就会很快得到降解，那么物质平衡不会遭到破坏；反之，这个系统的物质平衡就可能失调，生态平衡受到破坏。
