阴阳五行视角下的中医复杂系统演化结构研究

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3.0 陈辉 2024-11-20 8 4 1.91MB 71 页 15积分

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摘要

我国中医理论博大精深，是中华民族的文明瑰宝。中医学具有十分完整并庞

大的理论体系，是至今仍然屹立于世界科学之林的唯一的传统学科。

目前，中医学的发展正面临着很大的挑战，许多学者开始尝试从现代科学的

角度阐释中医学深刻的科学内涵。尽管研究的侧重点各不相同，但普遍地应用了

复杂性科学的一般原理，普遍认同人体是一个复杂巨系统，中医学是复杂性科学。

本文所研究的内容，是国家科技支撑计划“中医药诊疗与评价技术研究”项

目中的一部分，以“阴阳”理论与“五行”理论为基础，分别建立相应的定量模

型，对中医复杂系统的演化特征进行研究，以揭示中医传统理论的科学内涵。

首先，根据“阴阳”理论中的相关内容，利用拓扑学原理，建立能表示人体

阴阳能量的演化规律的模型，不仅利用模型对不同病理情况进行了模拟，还阐明

了人体阴阳状况的变化与人体的先天素质、后天保健及气候自然状况之间的关系。

之后，根据“五行”理论中的相关内容，以生态学的经典模型 Lotka-Volterra

模型为基础，对“捕食—被捕食”模型进行合理的改造，从而建立“五行”系统

的子系统模型，确定其内在结构，再将建立的子系统整合为五脏整体模型，所得

到的结果与中医传统理论的内容达成了一致，另外也给出了关于人体复杂系统的

一些新的假设与推论，为临床实践提出了一定的参考。

“阴阳”理论与“五行”理论的模型得到建立后，在复杂科学的角度，人体

内阴阳能量的演化规律及五脏间能量的传变规律得到了解释，经典理论的科学内

涵得到了延伸与拓展，也为日后的深入研究奠定了基础。

关键词：“阴阳”理论 “五行”理论中医复杂系统演化

ABSTRACT

TCM theory in China is the profound ethnic civilization treasure. TCM has quite

complete and huge theory system, which is still the world’s traditional scientific

discipline.

At present, the development of TCM is facing great challenges, many scholars

begin to use the modern science skills to analyze the TCM scientific connotation .

Although the emphasis of those study are not identical, but most of them widely applied

for the general principles of complexity science, generally speaking, human body is a

complex system, traditional Chinese medicine is Johnson complexity sciences.

In this paper, the research content is a part of "TCM diagnosis and evaluation

program", which is support by the project technology, With "yin-yang" theory and

regard the theory as a foundation, the corresponding quantitative model for complex

system evolution characteristics of TCM research in traditional theory of TCM, and

reveals the scientific connotation.

Firstly, according to the theory of "yin-yang" , using the topology theory, set the

model that show the evolution of energy utilization of Yin and Yang .the purpose of

setting the model is not only for simulated the different pathological conditions , and

also to illustrates the Yin and Yang of the human condition and the care and congenital

qualities, the relation between climate nature.

secondly, according to the theory of related content, to the classical model of

ecology Lotka - Volterra model, to "prey" -- is established.according reasonable model

transformation, so as to establish the system of subsystem model, make sure its internal

structure, again will establish the whole model for five subsystems, the result of

traditional theory of TCM and the content, also gives about human complex system, and

some new assumption for clinical practice, this paper proposes a certain reference.

After the establishment of the model: "Yin-yang" and "Wu-xing", from the point

complex scientific, the change rules of energy can be explained by the evolution of

human body yin-yang energies between five and change rules of energy, the classical

theory explain get the scientific connotation of the extension and expansion got, also for

future research.

Key Words: Yin-yang, Wu-xing, TCM, Complex System, Evolution

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论 ......................................................... 1

§ 1.1 选题背景及研究意义 ....................................... 1

§ 1.2 “阴阳”与“五行”理论模型研究现状 ....................... 2

§ 1.3 本文的内容与安排 ......................................... 4

第二章系统科学与中医系统的复杂性 .................................... 5

§ 2.1 系统科学及相关理论 ....................................... 5

§ 2.1.1 系统的定义 ......................................... 5

§ 2.1.2 系统的结构与功能 ................................... 6

§ 2.1.3 系统的演化 ......................................... 7

§ 2.1.4 系统科学的特点 ..................................... 7

§ 2.2 中医系统的复杂性 ......................................... 8

§ 2.2.1 《周易》与中国传统系统性思维 ....................... 9

§ 2.2.2 人体系统的复杂性 .................................. 10

§ 2.2.3 中医系统的复杂性 .................................. 11

§ 2.3 系统动力学原理及其在中医理论研究上的应用 ................ 12

§ 2.3.1 系统动力学原理 .................................... 13

§ 2.3.2 系统动力学原理在中医理论研究上的应用 .............. 14

§ 2.4 本章小结 ................................................ 15

第三章 “阴阳”理论及其模型实现 ..................................... 17

§ 3.1 “阴阳”理论 ............................................ 17

§ 3.1.1 “阴阳”理论的概念 ................................ 17

§ 3.1.2 “阴阳”理论在中医病理学上的应用 .................. 18

§ 3.2 人体阴阳系统模型研究 .................................... 20

§ 3.2.1 模型的建立 ........................................ 20

§ 3.2.2 模型的模拟 ........................................ 25

§ 3.2.3 模型的意义 ........................................ 30

§ 3.3 本章小结 ................................................ 31

第四章 “五行”理论及其模型实现 ..................................... 33

§ 4.1 “五行”理论 ............................................. 33

§ 4.1.1 “五行”的概念 .................................... 33

§ 4.1.2 “五行”理论在中医理论中的应用 .................... 35

§ 4.2 五行模型的结构与功能概述 ................................ 36

§ 4.3 生态系统与 Lotka-Volterra 基本模型 ....................... 37

§ 4.3.1 Lotka-Volterra 模型 ............................... 38

§ 4.3.2 Lotka-Volterra 模型正平衡点的稳定性 ............... 39

§ 4.4 基于 Lotka-Volterra 模型的五脏生克模型 ................... 41

§ 4.4.1 “生者—被生者”子系统与“宿主—寄生物”模型 ...... 41

§ 4.4.2 “克者—被克者”子系统与“捕食—被捕食”的改造模型 44

§ 4.5 人体五脏整体系统的研究 .................................. 47

§ 4.5.1 人体五脏模型的建立 ................................ 47

§ 4.5.2 人体五脏模型的分析与模拟 .......................... 49

§ 4.5.3 人体五脏模型的意义 ................................ 57

§ 4.6 本章小结 ................................................ 59

第五章结束语 ....................................................... 61

§ 5.1 中医阴阳五行复杂系统研究总结 ............................ 61

§ 5.2 展望与后续研究 .......................................... 61

参考文献 ............................................................ 63

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 ...................... 66

致谢 ............................................................... 67

第一章绪论

§ 1.1 选题背景及研究意义

我国中医药理论博大精深，是中华民族的文明瑰宝。其渊源始于伏羲神农，

光大于黄帝岐伯，在周代已设医院，分科而治，下历秦汉三国两晋，以至于今日。

在西学东渐之前，中华民族已拥有全世界最多的人口，此皆乃中医之功也。

中医学具有十分完整并庞大的理论体系，是至今仍然屹立于世界科学之林的

唯一的传统学科。早在古代，传统的系统思维在阐述、研究系统性极强极明显的

人体时就有着特殊的优越性，故而有力地推动了中医学的发展。中国古代哲学以

生命的观点研究宇宙系统的发生与演化，对系统性原则有着相当深刻的理解，它

从本质上就是一种生命的哲学，因而对中医学产生了巨大的影响。

令人遗憾的是，中医学虽然在过去有着辉煌的成就，但随着西方医学因依靠

近代科学的兴起得到强势发展，自从上世纪初开始，直到本世纪，对于中医学科

学性的争论就从未停止过，“废止中医”的医案也层出不穷，似乎在科技发达的当

今社会，中医早已过时，早该被弃置。

由于中医学的发展正面临着严峻的考验，许多学者开始尝试从现代科学的角

度阐释中医学深刻的科学内涵。近几年来，相关学者应用复杂性科学原理和方法，

从不同侧面和角度对中医理论的研究方法进行了探讨，各自取得了一定的成果，

共同开拓了这一全新研究领域。尽管研究的侧重点各不相同，但普遍地应用了复

杂性科学的一般原理，普遍认同人体是一个复杂巨系统，中医学是复杂性科学。

复杂性科学是上世纪下半叶提出的研究复杂系统的科学，包括系统论、自组

织理论和非线性科学，也就是“系统科学”。由于中医理论与复杂性科学在学术思

想上有诸多深刻的一致性，故而从复杂性科学角度研究中医理论成为了近来中医

学界新的研究热点[1]。中医学提倡以人体为本，在医疗过程中以调整复杂的人体状

态到平衡、健康的状态为目标，着重研究的时人体的结构和功能，而不是具体的

实体和元素，其思维方式是整合的系统思维方式。

复杂系统的主要特点有：包含数量众多的要素，并形成复杂的层次；系统的

要素之间相互作用，整体不等于部分之和，从单一的要素中无法完全解释整体的

概念；系统要素之间相互作用呈非线性，形成复杂的网络，网络决定系统的整体

性状；系统是开放的，与环境有物质、能量、信息交换，在交换中能够自适应；

阴阳五行视角下的中医复杂系统演化结构研究

系统是自组织的，能够进行自我调节；系统是动态的，在波动、不平衡中维持稳

定；系统的变化是随机的等等，这些复杂系统的特性无论在人的健康状态还是疾

病状态中都存在着，所以说，系统科学为破解这些中医药复杂性难题开辟了道路。

关于中医学复杂性难题可能的突破口有很多，比如开放、动态、模糊、突变、分

岔、随机、非平衡、自适应、不可预测和变化中的“靶点”、“敏感点”、“序参量”、

“蝴蝶效应”等，应当按其复杂性的本来面貌进行破解[2]。

本文所研究的内容，是国家科技支撑计划“中医药诊疗与评价技术研究”项

目中的一部分，以阴阳理论与五行理论为基础，分别建立相应的定量模型，对中

医复杂系统的演化特征进行研究，以揭示中医传统理论的科学内涵，为今后更深

层次的交叉学科性研究打下一定的基础。

§ 1.2 “阴阳”与“五行”理论模型研究现状

阴阳学说与五行学说是传统中医学的理论根基，也是中国传统朴素唯物主义

的重要理论构成。许多古代医学家以阴阳与五行学说为指导，结合了人体组织结

构、生理病理、疾病的诊断与防治等医学内容，建立了完整的理、法，方、药体

系的中医基础理论，为中医药学发展奠定了基础。

阴阳学说是中医药学的核心理论，也是全部中医药学理论及其临床辨证论治

实践的基础。学者赵喜新[3]由自然界的阴阳转化推及人体，提出了阴阳消长平衡转

化的正弦函数式，认为使用数学表达式的解会比用天干地支推算五运六气的变化

更为精确。翟忠信[4]提出了一个动态数学模型，通过对这一模型的稳定性分析，解

释了由机体阴阳状态的变化所产生的多种病理现象，并说明了在某些特定情况下

所应采取的治疗方法及其临床意义。林宗振等[5]引用了生态数学中“互惠共存型”

模型，建立了相应的微分方程式，讨论了正常人体阴阳平衡态的存在性与稳定性

以及阴阳失衡时所引起的疾病的治理，其结合生态数学的模型研究中医理论的思

想十分值得借鉴。

“五行学说”是指在中医学中，以五行的生克乘侮关系，说明人体各脏腑之

间存在的生理过程，很多学者都通过非线性的方法研究人体系统的动态功能结构。

于振锋[6]根据每一行脏器能量速率的变化是它与另外几行脏器相互作用所分

别产生的能量变化之和，从五行生克的速率角度建立了系统动态模型，认为并进

行了相应的理论分析，用数学语言对五行学说理论进行了较为严密的推理论述。

丁光宏等[7]构建了人体五行系统动力学模型，以人体健康、亚健康、健康恶化三种

状态对应五行数学模型中的平衡态、暂时平衡、失稳三种状态，利用计算机模拟

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摘要：

摘要我国中医理论博大精深，是中华民族的文明瑰宝。中医学具有十分完整并庞大的理论体系，是至今仍然屹立于世界科学之林的唯一的传统学科。目前，中医学的发展正面临着很大的挑战，许多学者开始尝试从现代科学的角度阐释中医学深刻的科学内涵。尽管研究的侧重点各不相同，但普遍地应用了复杂性科学的一般原理，普遍认同人体是一个复杂巨系统，中医学是复杂性科学。本文所研究的内容，是国家科技支撑计划“中医药诊疗与评价技术研究”项目中的一部分，以“阴阳”理论与“五行”理论为基础，分别建立相应的定量模型，对中医复杂系统的演化特征进行研究，以揭示中医传统理论的科学内涵。首先，根据“阴阳”理论中的相关内容，利用拓扑学原理，建立能...

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