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初學(xué)教室:非線性系統(tǒng)——老丁說中醫(yī)(9)

本帖最后由 老丁說中醫(yī) 于 2012/12/3 19:22 編輯 zxtf.net.cn/zhicheng/



九、非線性系統(tǒng)



      如前所述,線性系統(tǒng),是指主要原因和主要結(jié)果之間存在必然聯(lián)系的一類系統(tǒng),這種因果之間的必然聯(lián)系可以通過線性公式描述出來,故而容易為人們把握,并使復(fù)雜的系統(tǒng)問題分解為簡單的問題,從而實現(xiàn)簡易的操作和把握。非線性系統(tǒng)與之相對,是指因果之間的聯(lián)系并非必然的系統(tǒng),它無法通過線性方程的形式來揭示和描述事物內(nèi)部的本質(zhì)和規(guī)律。

      一般認(rèn)為,線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)之間的界限,以影響系統(tǒng)的隨機性變量之可控程度為決定性因素。在線性系統(tǒng)中,由于因果之間存在必然聯(lián)系,故而對這類系統(tǒng)的事物發(fā)展變化是可控的。所謂可控,是指可以抓住其內(nèi)在的規(guī)律進(jìn)行描述、預(yù)測、把握等等。例如在前文提到的“讓一鋼球從1 000米高空自由落下”問題當(dāng)中,可以利用其間的必然聯(lián)系(公式),來根據(jù)時間計算鋼球的高度、速度,或者根據(jù)高度、速度來計算鋼球下落的時間。而在非線性系統(tǒng)中,由于因果之間缺乏必然性的聯(lián)系(公式),所以這類系統(tǒng)是不可控的。例如戲博中常見的拋投骰子,你心里希望出現(xiàn)第6面,但你就無法通過力學(xué)原理對拋投的力度、角度、速度、高度等的控制,使骰子拋定后出現(xiàn)第6面,而只能“聽天由命”地拋出后等待骰子(隨機地)出現(xiàn)哪一面。所謂不可控,它包含了兩種情形,一是不存在因果聯(lián)系的,是不可能出現(xiàn)的,在概率論上稱“不可能事件”;一是有可能出現(xiàn)但不是必然出現(xiàn)的,在概率論上稱“隨機事件”。顯然,“骰子拋定后出現(xiàn)第6面”就是一種隨機事件。

      具體到醫(yī)學(xué)上來說,無疑存在大量不可控因素,進(jìn)而存在大量的非線性系統(tǒng)。而一個系統(tǒng)不可控的原因,應(yīng)該是多方面的,甚至是不可窮舉的,其中常見的原因,我們不妨可作如下的歸納——

      第一,未知領(lǐng)域。即對于某種病癥的原因和結(jié)果之間的內(nèi)在聯(lián)系,在現(xiàn)有科技水平之下,尚未能分析清楚。例如前述的20歲小伙子缺乏應(yīng)有生氣問題,就無法通過現(xiàn)有的各種微觀物質(zhì)檢測手段分析清楚其間的病理病因,更談不上根據(jù)生化理論創(chuàng)制生化藥物來克服這一疾患。這類現(xiàn)象應(yīng)該是在任何歷史條件下都存在的。

      第二,部分領(lǐng)域未知。即對于某種病癥的部分因果聯(lián)系已經(jīng)清楚,但還有許多因果聯(lián)系尚屬未知。就好比前文例舉的自行車,零部件及其組裝方式已經(jīng)清楚,但事實上,除此之外,要使自行車能夠輕便自如地運轉(zhuǎn),還必須考慮滑輪是否潤滑、某些關(guān)鍵部位是否無銹、鏈條是否松弛……等等,在這一系列因素尚未掌握的情況之下,一輛自行車即便零部件齊全無損且組裝合理,那也會導(dǎo)致沒法輕便自如地運轉(zhuǎn)(即導(dǎo)致人體病態(tài))。

      第三,變量的隨機性。即系統(tǒng)各變量之間的因果聯(lián)系具有隨機性,使人無法把握結(jié)果。如拋投骰子,由于六種結(jié)果都有可能隨機出現(xiàn),即便你力學(xué)原理學(xué)得再好,也沒法依靠力學(xué)原理來實現(xiàn)拋投的結(jié)果必然出現(xiàn)第6面。在人體器官置換手術(shù)中,會否出現(xiàn)排異反應(yīng),就是一個隨機性很大的問題。

      第四,技術(shù)難度太大。即對于系統(tǒng)各變量之間的因果聯(lián)系雖然已知,但由于因果聯(lián)系過于復(fù)雜,要對之實施控制,技術(shù)難度太大,以至于無法把握。比如一個人“左耳進(jìn)右耳出”的記憶失常是由于神經(jīng)衰弱所致在醫(yī)學(xué)上已經(jīng)清楚,但由于神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)實在細(xì)微且復(fù)雜,無法構(gòu)思創(chuàng)制出調(diào)理神經(jīng)系統(tǒng)的化學(xué)藥物來根治此病。

      第五,顧此失彼。有的變量是以對稱的方式出現(xiàn)的,比如前面提到的微觀粒子的位置和動量,能量和時間,它們被稱為共軛因子。其特點是:控制了位置便會控制不了動量,控制了動量又會造成位置失控,即兩者無法同時控制。這種叫人難以兩全其美的共軛因子,在宏觀世界同樣比比皆是,比如“打擊犯罪”與“人權(quán)保護(hù)”:如果堅持要不放過一個罪犯,那么勢必要動用刑訊逼供之類的特殊手段,從而導(dǎo)致冤案的大量發(fā)生;如果堅持不讓冤案大量發(fā)生,那就必須擯棄刑訊逼供,從而導(dǎo)致大量罪犯漏網(wǎng)。這也正是國家根據(jù)形勢發(fā)展經(jīng)常修改刑事訴訟法的一個主要原因,它在法律界早已成為共識。這種共軛因子在臨床實踐中同樣非常多見,比如:一個90歲高齡體質(zhì)虛弱的老人患了癌癥,若動用手術(shù)切除癌腫,會因體虛至極而亡;若不動手術(shù),則又會因癌患加劇致亡。又比如:在將某一類病菌殺滅之時,另一些種類的病菌又會乘機勃發(fā)起來致人于新的病態(tài);使用某藥物殺滅病菌的同時,會使人體的健康細(xì)胞遭到損害,該藥物用得越多,人體損害跟著越嚴(yán)重;摘除某器官固然使人從某疾病中解救了出來,但人卻又因該器官的喪失而致殘……等等。

      第六,變量混雜。這是在變量非常繁多的系統(tǒng),叫人眼花繚亂無法理出其間的因果聯(lián)系,就好比一個人山人海的浩大場面,聽不清誰說了什么。例如,當(dāng)今西醫(yī)學(xué)上之所以把許多疾病冠之以“綜合癥”,就是由于變量混雜而無法理出其間的因果聯(lián)系。

      第七,大前提的制約。與其他類型的系統(tǒng)相比,在醫(yī)學(xué)上的系統(tǒng)當(dāng)中,一切對其變量試圖控制的努力(即治病),都受到一個大前提的制約,這個大前提就是病人生命的安危。就是說,一切探索性的醫(yī)療實踐,都是以病人的生命為底線的,你的實踐一旦把病人搞死了,那就談不上對變量的成功控制。前述90歲高齡癌癥老人的治療中,就受到了這一大前提的制約。

      ……

      以上分析可以使我們明白這樣一個客觀事實:在現(xiàn)實世界當(dāng)中,有許多系統(tǒng)由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因,存在因果間的必然聯(lián)系,只要抓到了這種必然聯(lián)系,便可實現(xiàn)對因果變量之間的控制,它是人類的精確科學(xué)最能發(fā)揮威力的系統(tǒng),即線性系統(tǒng),它也正是西醫(yī)馳騁疆場的領(lǐng)域。又有許多系統(tǒng)由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因,人們無法通過揭示其因果間必然聯(lián)系的方式來達(dá)到可控,此即非線性系統(tǒng)。在非線性系統(tǒng),精確科學(xué)失去了其光芒,由精確科學(xué)支撐起來的西醫(yī)學(xué),也跟著顯得力不從心。

      不過,我們也可以從中悟出,線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)雖然不同,但它們相互之間卻是相通的。這其實就是兩類系統(tǒng)間的相互演化問題,它也是我們正確認(rèn)識兩類科學(xué)思想方法的一個基礎(chǔ)性問題。

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