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中医智能化：从数学角度思考中医
马克思认为，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。为了使中医数字化，首先得让中医药数学化。在中国古代科学中，数学不仅是一门基础学科，它还以自然哲学等文化意蕴参与构建中医学理论体系，也是赋予中医学特质的重要因素。中国是数学的发祥地之一，其成就显示了中华民族的智慧。古代数学研究的对象也是“象”，《左传·僖公十五年》记韩简子云：“物生而后有象，象而后有滋，滋而后有数。”它以象为主论述客观事物的有序性，以文辞数字形式为用，循着抽象性与应用辩证统一的道路不断发展，形成了以有机论数学观念为理念的非构造性数学体系。明显表现出重视归纳法的倾向与几何代数化的倾向，这与古希腊数学的重演绎法倾向和代数几何化倾向交相辉映。
一、中医学与数学的关系
中医学与数学有着密切的关系。在两千年前的春秋战国时期数学称为大数法则，这些先进的综合的宏观的科学知识与中国当时的医疗实践相结合，出现了绵延至今的中医学。所以说中
医学是古代宏观科学，是中国古代数学与医学实践相结合的产物。在21世纪的今天，当代数学的最新成就必将对中医学的发展产生重大影响。中医学同数学的不断结合，正是中医学现代化的具体内容之一。
古中医学一直认定养生保健以“法于阴阳，和于术数”为原则，中医学理论也应是数的“阳奇阴偶”及“象为主，数为用”的数字抽象象征的体现。
例如，“1”是“道在于一”，又是五行中肾水的生数；“2”是两仪，是阴数之始，是五行心火的生数；“3”是《老子》论“三生万物”的小成之数，《素问·三部九候论》言“三而成天，三而成地，三而成人”，又是五行中肝木的生数；“4”是四象四时四方，是五行中肺金的生数；“5”是天地数的总括，《易·系辞上》谓：“天数五，地数五”，在五行是脾土的生数；“6”是筮法老阴之数，阴爻称六，又与六合、六律、六吕之数相契，在五行为肾水的成数；“7”是《周易》“七日来复”之数，《伤寒论》有热病七日转愈的经验，在五行为心火的成数；“8”为八卦八风，在五行为肝木的数；“9”是极数，阳爻用九为老阳，应九州、九野、九候的黄钟数，《灵枢·九针十二原》言，数“始于一，终于九”，在五行为肺金的成数；“10”是“9”以后晋上之数，在五行为脾土的成数。
中医学也用图以示数，即用河图、洛书表示阴阳、五行间的多元时空关系，人体五脏系列和四时、四方的关系，其在河图、洛书上的定位规定了脏腑的生理特征。如肾之天一生水地六成之，在北方则主冬，生数一成数六则有补无泻。明代医学家李中梓在《医宗必读》中概括了“现九会五”的规律，可以用生成数解说五脏补泻用药法则。
二、数学对中医学影响
古代医学家在积累大量临床经验之后，以哲学和数学为理论化手段，数学对中医学影响主要有以下几方面：
用数学模型构建中医学理论。古代医学家坚信数的规律也是生命活动的规律，把某些数学模型用为人体模型。例如，用有论特征的五行模型作为人与自然五大系统的稳态特征。用有集合论特征的六经模型来概括时序和热病关系的证候。《内经》将五行用于表述脏腑关系和特征，建立了五行脏象论；《伤寒论》把六经用于阐述热病按病序演变的六种类型的六经辨证。此外，在《灵枢·九宫八风》篇中，还有八卦数学模型的八卦脏象等等。 提出生命是时间函数的科学命题。我国古代思想家很早就认识到生命存在的基本形式是空
核反应堆的慢化剂
间和时间。《老子》称人为“神器”，由“神”和“器”两者构成。“神”是形而上者能变化妙用的生命机能，“神”体现于时间结构和功能。“器”则是形而下
者的形体，包括器官、骨骼、肌肉、肢节等，是人体的空间结构。祖国医学重神而疏器，生命机能称为“神机”，对医生的评价也有“粗守形，上守神”的尺度，把 车载散热器
主宰思维并统帅全身生命活动的作用称为“神明”。
由于对“神”的重视，提出了生命是时间函数的命题。即《内经》多次强调的“神转不回，回则不转”的策语缄言。恽铁樵称此语为《内经》全书的关键。《内经》进一步又提出“化不可待，时不可违”的生命不可逆的特征。和西医学重视人体空间结构相比，中医学重视人体的时间结构，重视生命的过程、节律和节奏，有“脏气法时”等论述，这是中医学对生命本质的揭示。
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中医辨证论治讲究“套路”，按套路逐步解决复杂的难治之病，其思维方法和传统数学的解方程的思维是一致的。西方数学，以几何和形式逻辑的证明定理著称，中国古代数学家很早就以问题为中心，用解方程的方法解决应用问题，西汉时即有《九章算术》问世，把几
何问题也代数化。东汉张仲景在《金匮要略》中，对于“咳逆倚息不得卧”的支饮，就是分步骤、先后使用小青龙汤、茯苓桂枝五味甘草汤、苓甘五味姜辛汤，再用半夏，再加杏仁，再加大黄等六步成为一个套路，分别解决不得卧、冲气、喘满、眩冒、水肿和面热如醉的戴阳证的。可见，中医临床辨证论治的思维方式与中国古代数学思维方式是一致的。
计算机和人工智能的飞速发展，对整体科学的进步和生产力的提高起到了巨大的推动作用。中医学也应与人工智能相结合，从而推动中医学产生飞跃式的发展。计算能力的提高、算法研究的突破以及大量数据的积累，这三个要素的具备为人工智能在中医学中的应用奠定了基础。
3.1 早期中医人工智能系统的应用
早在20世纪80年代，已有学者对中医辨证中人工智能的应用进行了初探。此后的三十余年里，人工智能技术在中医辨证领域的应用逐渐深入。一般中医专家系统输出的信息必须依赖于输入信息构建的知识库，但是由于中医“四诊客观化”的问题不好解决，即输入信息的客观化问题没有被解决，因此系统的输出信
息能否代表原专家的结果就成为问题了，这导致研发中医专家系统的开发工作遇到障碍。如何将四诊信息进行快捷、准确的客观化，是中医辨证智能化必须解决的基础性问题。目前，有关脉诊和舌诊的研究已取得较大进展。此外，在中医智
能问诊方面有许多新的尝试，基于多标记学习建立中医问诊模型，对实现问诊信息的客观化具有一定的意义。除智能辨证领域外，诸多学者依托数据挖掘、模式识别等方式，亦实现了人工智能技术在探索组方规律、建立中医诊疗标准及中医智能化人才培养等方面的进展。ca173
3.2 当代人工智能系统在中医学中的应用
2017年被称为人工智能产业化元年，多个领域“人工智能+”之势勃兴，其中医疗领域也不例外。腾讯发布了医疗AI影像产品矩阵“腾讯觅影”，并宣布首个应用AI医学影像的食管癌早筛项目进入临床预试验阶段。在百度公布医疗AI
永磁接触器计划、阿里健康发布医疗AI产品“Doctor You”后，BAT三巨头终于齐齐扎堆医疗+人工智能领域。无论是影像识别还是辅助诊疗、可穿戴设备，目前的医疗AI 研发项目主要集中在西
医领域。据悉，平安好医生目前正在实施“现代华佗计划”，推动中医从中医典籍、中医诊疗、健康护理等全流程的标准化、智能化，并且组建了“现代华佗”专家委员会，包括国家级中医基础理论学科带头人、中医体质学创建人、国医大师王琦等一批中医国医大师，以及上海中医药大学曙光医院等多家国内知名中医研究机构，共同研发中医AI的“决策树”，让“现代华佗”所代表的人工智能贯穿于中医治未病已病、中医保健、图像识别、健康管理四个层面。在中成药剂研发上，平安好医生通过后台AI对于用户的精准画像，已经与固生堂等连锁中医药馆合作推出定制类中药膏方。
在2017年12月3日举行的第八届长城国际健康论坛上，国医大师智能辅助诊疗系统引发了广泛的关注。国医大师智能辅助诊疗系统是聪宝科技关于中医人工智能全新的尝试。该系统是一个掌握了中医基本理论和各种经典，具有中医思维的平台，通过与国医专家的实战互动来快速汲取其经验，并通过大数据进行闭环验证的系统。目前已经发布的有国医大师王琦智能辅助诊疗系统、国医大师朱良春浊瘀痹（痛风）智能辅助诊疗系统、国医大师程莘农院士智能经络辅助诊疗系统。后面还会持续发布60位国医名师机器人。据了解，临床、教学、科研等相关医疗机构配备国医大师智能辅助诊疗系统后，将作为国医大师智能传承工作的平台站点，中医师和中医学生可以异地随时得到系统的指导。这颠覆传统“师徒
”传承模式，实现国医大师经验的智能化传承。通过一系列这样的操作，该智能辅助诊疗系统将融合国医大师多年的从医经验，并且通过体智能超越个人智慧，为实现中医资源“双下沉”和“分级诊疗”提供坚实的装备基础。
在美国洛杉矶召开的2017年人工智能的国际顶级学术会议AAAI上，人工智能与专家系统的完美结合是中医学与人工智能结合的一个切人点。人工智能系统是一个知识处理系统，而知识表示、知识利用和知识获取成为人工智能的三个基本问题。专家系统是人工智能的一个重要分支，也是人工智能中最为活跃的一个应用领域，能让人工智能突破理论研究而得到实际应用。专家系统指的是由人类专家编制出的一个具有大量知识和经验的智能计算机程序系统．这个系统可以模拟人类专家思维来解决复杂问题，并进行推理和判断．专家系统通常由六部分构成，分别是人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库和知识获取，其中以知识库和推理机相互分离最具特。知识库就是储存海量的信息。推理机能够利用医学知识库，按照推理方法解决所遇到的问题。专家系统的特点是启发性、透明性、灵活性。
结束语
一位著名数学家说过：“现在人工智能技术模拟你的思维可以完全达到，但是不能超越你的思维。”当前，生物医学工程技术一直试图将望闻问切机器化、符号化、数学化、形象化(人脸识别)，但是一直没有突破性发展。望、闻、问在技术上都可以实现，但是脉诊的自动化一直没有达到理想的水平。一门科学要想引入计算机系统，首要的条件是符号化和数学化。因此中医与人工智能的结合必须另辟新径。另外，辨证论治本身可变参数太多，也不能直接进入计算机系统。当前，中医学理论的抽象化是不能与计算机很好结合的一个障碍，从数学思维上探索中医思维方式，对中医问题建立数学模型可以更加明确的阐述中医原理，解释中医现象。
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