現代醫學推動人類探索疾病

發布日期:2020-06-07 14:59 來源:未知 瀏覽量:
  • 現代醫學推動人類探索疾病


    如果沒有現代醫學,人類還在和痢疾、甲肝、天花之類的傳染病作斗爭。

    如果沒有現代醫學,人類甚至搞不清楚COVID-19霍亂有什么區別。

    如果沒有現代醫學,人類可能對闌尾穿孔、臨盤難產都只能聽天由命。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    電鏡下的霍亂弧菌

    再現實一點直面問題,如果沒有現代醫學,這次疫情將會怎樣?

    01、現代醫學:聚經典科學之大成

     

    沒有科學的昌盛,就沒有現代醫學。

    當代醫學融合了最前沿的科學理論,這個邏輯很簡單,科學發明有四大驅動,一賺錢,二發展,三保命,四殺人。所以現代醫學是一門綜合科學和應用科學。以生物學作為基礎,廣泛利用其它科學,治療人類以及與人類緊密關聯的動物和植物的疾病。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    也就是說,現代醫學的分析術語都是借用過來的。那些債主科學,主要有兩大類:

     

    ?基礎科學:物理、化學、生物學、數學

    ?綜合科學:腦科學、化學工程、計算機、人工智能、機械制造、自動控制

     

    這意味著,現代科學的每一次知識爆炸,都會帶來醫學的知識爆炸。

    所以除了哈維、巴斯德、虎克、林耐、李斯特、詹納、沃森這些醫學界大咖為醫學做出偉大貢獻。

    麥克斯韋、波義耳、門捷列夫、愛因斯坦、波爾、圖靈、馮諾依曼這些科學家也為醫學做出了貢獻。

     

    例如:

    DNA的發現直接把醫學提升到攻克遺傳病的新舞臺上;

    物理放射性的發現,導致醫學中檢測設備的革命性換代,在不打開人體的情況下能夠看見人體內部狀況,COVID-19的主要檢測手段就是依靠CT影像;

    機械制造和計算機科學的結合,使得生命增強技術向上提升,此次新冠狀病毒ECMO機立下汗馬功勞;

    自動控制和人工智能的進展則產生了微創手術設備;

    神經科學和腦科學的進展,利用芯片和軟電極收集大腦信號,弄清楚大腦內部運行網絡結構,使得開顱手術可以安全進行,甚至換頭手術已經進入試驗階段。

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    這是綜合科學和應用科學的特點。脫離現代物理學、化學、數學、計算機,去談論現代醫學的特點,就好像撇開化學元素周期表,去談論化學反應。

    不僅如此,現代醫學除了綜合性和應用性,它還是實踐科學。所有的技術應用都是實踐科學,因為技術的后果必然涉及道德、倫理、法律。

    而醫學不是一般的工程技術,它直接針對人體進行某些操作,因此倫理、法律標準更加嚴格和嚴密。所以醫藥循證為什么如此重要,生死關頭才考慮“同情用藥”。

    02、古代醫學:樸素時代的智慧積累

     

    世界上有哪些優秀的古代醫學?

    現代醫學并非憑空出現,而是從古代醫學發展而來。歷史上幾乎各大民族都有自己的傳統醫學,古埃及醫學歷史最早,中國藏醫自成一體,德國古醫有植物藥分類、炮制、搭配體系。對世界醫療實踐影響最大的,有以下四大醫學。

    1、中國醫學

     

    傳統中醫發源于春秋時期,第一部經典著作為《黃帝內經》,經過兩千多年的發展,吸收了佛教醫方明中的印度醫學,形成了中國醫學體系。中醫的哲學基礎是陰陽平衡、五行互動,醫學術語主要是陰、陽、表、里、寒、熱、虛、實、燥、火、風、邪,對人體器官有初步的認識,經絡和針灸理論在古代醫學中獨樹一幟,中藥的搭配方式和炮制也極具特色。

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    中醫范疇表

    2、印度阿育吠陀(生命知識)

     

    印度醫學的哲學基礎發源于公元前1000年成書的《梨俱吠陀》,起源于公元前900年成書的《阿闥婆吠陀》,經過婆羅門教和佛教的發展,自成一體,形成了世界上最早的醫學體系,影響了古希臘、阿拉伯、中國的醫學。

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    阿育吠陀5種世界本原

    印度醫學體系龐大,已經有現代醫學的分類的萌芽。最為突出的是它高度發達的分類體系,分別是內科、頭部科、外科、毒科、精神科、兒科、養生科、生殖生育科。醫學基礎是均衡理論,認為人體健康是由土、水、火、氣和空間的平衡達成,平衡喪失,產生疾病。外科發展出了121種手術器具,包括整容。在藥物方面也非常復雜。

    3、古代西醫

     

    古希臘的希波克拉底提出人體由四種體液:血液、粘液、黃膽、黑膽組成,體液不平衡產生疾病。希氏認為失調可能由外界因素引起,因此他首創地理醫學,研究人的居住環境如氣候、風、水、土壤與健康的關系,發現水質差會產生尿道疼痛(結石)。他還發現,靠近火的鐵匠不會感染瘟疫,于是首創用火升溫(消毒)來驅除瘟疫。他還突破宗教禁令,對人體進行解剖,寫做外科著作《頭顱創傷》。

     

    希波克拉底注重從經驗現象中分析和推理,為了獲得觀察材料,敢于解剖人體。另外,希波克拉底最早建立了醫生的職業道德規范,稱為希波克拉底誓言。

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    4、阿拉伯醫學

     

    阿拉伯醫學承接古希臘醫學,吸收各文化包括中醫的醫學之后,形成了醫學的一個高峰。拉齊和扎哈拉維發明了外科串線法、絲線止血法、酒精消毒法、手術鑷子等沿用至今的外科療法和設備。集大成者阿維森納將當時的醫學理論和實踐綜合起來,包羅萬象,寫成了偉大著作《醫典》。阿維森納運用邏輯辨析的方式,從健康和疾病的區分開始,給不同的疾病分類,并且猜測某些極微小的東西引起了疾病。《醫典》后來傳入歐洲,成為重要的教科書。

    03、古代醫學的5大特點

     

    這四大古代醫學各有自己的理論體系和術語表,但是仍然可以總結出相同的特點。

    1、系統均衡論

    由于人類對自然神秘現象的敬畏,古代醫學一般都認為,身體內部基本要素的平衡是健康之源,失衡就會產生疾病。這種寶貴的系統均衡論,且不說在醫學領域,在社會經濟領域,都是常用的分析范式。醫學中的均衡思想慢慢發展出現代醫學的保健、公共衛生、免疫系統學、系統生物學。

    由于古代醫學沒有任何實驗手段觀察到微生物,也沒有物理化學分析,它們對于病菌入侵引起的疾病十分無知,偶爾猜測到微小生物入侵會引起宏觀病癥,常常把病菌入侵病和失調病混淆,只承認內因性疾病,長期拒絕外因性疾病。導致理論停滯不前,面對傳染病束手無策。

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    2、術語感官化

     

    不同的古代醫學的人體平衡要素表還各不相同,互不通約。比如佛教醫方明的風、水、土、氣四要素,希波克拉底的四體液。很顯然,這些要素及其互相作用,是從巫術轉化而來,一般都是借用感官能夠捕捉到的日常物質,充滿了藝術創造和神奇想象。

     

    由于缺少細胞學(微觀生物學)解剖學(宏觀生物學)基礎,均衡和失調理論始終被那些金木水火土之類的術語束縛,對于具體治療幾乎沒有幫助。

    3、邏輯

     

    醫學理論,包含哲學基本元素、人體基本要素、器官功能、疾病特點、藥物特性這五個層次。而古代醫學這5層上下位的對應聯系,被簡化成幾個概念之間映射關系。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    整齊簡潔,五五對應

    4、樸素的器官功能論

     

    古代醫學基本上都有一點解剖實踐,至少在分解動物獲取肉食的過程中,積累了一些器官組織的印象。但是對于器官功能的認識充滿著猜測。比如,《黃帝內經》認為心臟是思考器官。

    5、外科、藥物、療法的冒險

     

    古代醫學中外科手術最發達的是印度阿育吠陀,能夠進行鼻子整容。但是由于沒有麻醉、消毒、輸血,基本無法應對絕大部分外科疾病,即使是截肢,死亡率也極高。

     

    藥物和療法幾乎都是廣泛利用現成的植物和礦石,對這些自然藥物進行搭配和發酵。有些治療方法即使拿到現在,也可以應急,比如金雞納樹的樹皮提煉的粉末金雞納霜可以治療瘧疾,微量砒霜可以刺激中風者蘇醒,甚至對于急性幼粒白血病也有不錯效果,石灰水可以消毒等等。

     

    藥物基本是混合藥物,對其中成分非常無知,因此慢性毒副作用非常多,如著名的致癌物馬兜鈴酸和關木通。巫術和迷信也極多,以形補形的幻想下,因為蝙蝠夜視,認為蝙蝠的糞便可以明目,被尊稱為夜明砂。

    04、從古代醫學到現代醫學的過度:醫學三原則

     

    古代醫學在探索生命現象和治療疾病上做出了偉大貢獻。古希臘醫學和阿拉伯醫學對邏輯分析、經驗證實的強調,尤其是注重解剖和外科的觀察實驗精神,給近代醫學的興起準備好了方法基礎。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    而現代醫學幾乎摒棄了大部分古代醫學的理論細節和治療手段,但是它從古代醫學中吸取了三大原則

     

    ?倫理:醫學的最高目的是救人生命

    ?理性:醫學理論必須符合邏輯

    ?效果:醫學實踐必須經受證實

     

    這三大原則牢牢地扎根在現代醫學的體系之中,不管現代醫學的理論、方法、設備、藥物、治療程序、職業規范如何復雜,將來如何變化,都是從這三個原則里生長出來的。

     

    這是因為,科學的核心精神是懷疑和批判,這方面產生猜想和創新??茖W的支柱是數理邏輯經驗證實,用于確證猜想的對錯與否。猜想和證明不可偏廢,沒有猜想,科學就不能進步,沒有證明,科學必然流于巫術。

    現代醫學是所有文明的智慧結晶,也是古代科學的更高成就,它能夠發展到今天并不容易,既集納了醫學先賢們的汗水,也積聚了列祖列宗們的心血,青出于藍,而勝于藍。

    05、現代醫學超越了所有古代醫學

    近代醫學建立在經典化學和細胞學基礎上,當代醫學則深化到細胞內分子水平,擴展到系統論水平?,F代醫學超越所有古代醫學,是因為它的獨特優勢。

    1、模型化

     

    無論是小小的細胞,還是器官組織之間的互動,細分之下,都十分復雜。當代分子生物學可以模擬一個細胞內的動力學系統,系統生物學可以模擬子系統如內分泌系統和生命整體的復雜互動,避免了近代醫學的簡單因果思維的弊端。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    生物學家廣泛應用數學建模、計算機,用模型化的方法重建生命內部各細胞、器官、子系統之間的復雜相互作用。人工智能的深度學習為復雜系統的計算提供了堅實的基礎,原先難以數學化、定量化的概念推理,現在可以檢驗了。

     

    把生命內各區塊的自組織現象模型化,意味著什么?醫生可以定量地分析細胞病變過程,精準地考察失調引起的內科疾病,分析人體內關鍵節點的微擾,設計醫療設備對癥治療。不需要陰陽、寒熱、虛虧這些玄之又玄的日常語言去描述病變性疾病和失調病。

    2、物理化學分析和參數

     

    現代醫學描述人體健康和疾病狀態的參數,多達上百種,包括射線影像,器官反應,器官切片,細胞組分,血液成分、排泄物中的化學成分含量,心電圖、腦電波、神經信號。精密度原則上可以達到物理實驗的水平。這些參數種類和精度絕對不可能靠感官化的望聞問切達到,也絕不可能用傳統醫學術語描述。

    3、醫療診斷設備

     

    現代醫學應用物理、化學和計算機模擬設計出了種種精巧的現代醫學儀器,如核磁共振、射線設備、手術設備?;瘜W同位素跟蹤某些特定蛋白的運行軌跡,針對人的排泄物,頭發,血液,器官切片進行化學分析和基因分析,最為酷炫當屬基因分析和基因編輯。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    這些檢測手段和治療手段,全部是建立在現代物理和化學的基礎上,利用數學、計算機、機械工程學,精度可以達到納米水平。

    4、人工設計的藥物

     

    元素周期表化學反應的發現,使得化學家可以按照化學分子的構造邏輯去制造大量自然界沒有或暫時未發現的各種分子,極大地拓展了藥物來源。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    不僅如此,化學分子的互相作用有一定的模式,一旦發現某個化學鍵對某種病菌的解構能力,就可以定向制造包含這種化學鍵的所有化學分子。除了人為制造的藥物,通過現代物理化學過程分析和萃取植物和礦石內的分子,也變得極為容易。

    5、嚴格的檢驗方法和試驗程序

     

    藥物療法的檢驗方法主要是對照隨機雙盲大樣本,試驗程序則是從動物到人體,逐級分期臨床試驗。歸結起來,為了足夠的嚴格和真實,現代醫學研究需要極高的金錢、時間成本,以致于被試驗的病人大部分做了無效藥物的小白鼠。

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    6、標準化的倫理規范

     

    現代醫學嚴密的倫理規范滲透在現代醫學研究和應用的每一個環節上。

     

    醫學院培養學生按照現代教育制度安排,有挑選和淘汰機制;醫師職業資格考試極為嚴密、系統;醫院的醫生從住院醫生開始,按層次不斷提升;醫學研究和治療的倫理規范標準化、程序化,有詳細的問診用藥記錄,有案可查;除了醫學共同體內部的倫理監督,還有物理化學生物專家的專業建議,有政府、媒體和社會各團體的監督。

    這六個優勢環環相扣,層層遞進,構成現代醫學的完整體系。

    06、醫學的核心難題:生命是什么?

     

    盡管有這6種優勢,對現代醫學仍然有一種常見的批評:現代醫學把人當機器來分解,現代醫學科室劃分過于細致,現代醫學的哲學基礎是還原論,無法真正理解生命整體及其健康,它不如古代醫學的均衡論。

     

    現代醫學比古代醫學更加理解人體是整體,而且開始畫出這個整體的詳細地圖。沒有分子生物學和微觀生物學對復雜作用的精細分析。

     

    醫學的基礎是生物學和生物哲學,它們的核心問題是:生命是什么?為什么會有生老病死?生命的奇妙,既使得人類驚訝,也使得人類困惑。對生命的哲學理解,決定醫學的未來?,F代醫學有自己復雜的哲學基礎。

    1、生命是目的

     

    生命不同于物理和化學過程的特質,在于它有目的。生命會主動利用周圍的物質能量,保存和繁殖,它會抵抗外界的腐蝕,再生和修復損傷。生命有一種生存的欲望,而無機物沒有。

     

    然而目的性這個概念無法模型化,無法應用于醫學實踐。

    2、生命是負熵

     

    研究孤立系統狀態的統計物理體系初步成熟后,玻爾茲曼提出了微觀熵,描述一個系統總是向著無序和混亂的狀態演化。薛定諤率先注意到,生命恰恰是逆熵而行的現象。

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    統計力學告訴我們事物總是退化成無序,而進化論卻告訴我們生命總是進化成更有序和更復雜。在熵的視角下,生命是一種有序化的力量或現象。這就比目的性更具體了,而且有了度量的標準:無序程度熵。

    3、生命是復雜系統

     

    系統論是研究復雜性的科學哲學的總稱,包含老三論(系統論、控制論、信息論)新三論(耗散結構論、自組織論、協同論),以及最近發展起來的超循環論演化博弈論。

     

    系統論認為,世界上的每一種存在物,包括看似通往混亂的宇宙,都是自發組織和協調起來的復雜系統,非線性的動力學變化會引起系統漲落,關鍵節點的微擾使得系統從協調跳躍到另一級的協調,或干脆紊亂。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    而生命只是諸多復雜系統中較高級的一類,它也是自組織的系統。目的性和負熵豐富成自組織、自動控制、信息傳遞、不同均衡的跳躍等等可以數學化的模型。生物學和醫學終于可以在現代科學和哲學的基礎上研究人體系統均衡和失衡了。

    07

    現代醫學整體論:

    既見樹木,又見森林

     

    每當現代醫學和古代醫學產生爭論時,古代醫學的支持者總說現代醫學頭痛醫頭,腳痛醫腳,只見樹木,不見森林。

    現代醫學真的只是看著自己大腳趾嗎?那些接受現代科學教育的醫學大家們,都不知道人體是個復雜系統嗎?

    無論是研究細胞內部的分子生物學,還是生命內各區塊之間復雜作用的系統生物學,其實都要用到系統論復雜性模型。

    1、細胞系統

     

    每一個細胞都是一個復雜的自組織系統,當代生物物理學僅僅描述細胞凋亡的微分方程組,就多達23個,而方程里的參數就更多。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    此處僅列出前面七個方程

    2、器官系統

     

    以心臟為例,心臟作為一個獨立性較高的器官,除了細胞病變引起心臟病外,還會因為細胞之間失調引起心臟病。系統生物學給心臟建立了波動性動力學模型,主要借用微分動力方程,描述心肌細胞信號的傳遞是否出現波形紊亂。經過計算機模擬分析,螺旋波和波形破缺造成心室停跳。醫學家針對性開發出了相應的檢測方法和治療方法,如利用心電圖中是否有倍周期分岔來辨別潛在心臟病人群,準確率高達90%。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    心臟跳動螺旋波破碎

    3、生命子系統

     

    人體在漫長的歷史中,演化出各個器官和組織之間,通過激素等化學物質和電信號,利用定量化的正、負反饋的自動控制機制協調細胞和器官的行為,完成各個器官之間的有序化過程,如內分泌系統、神經系統。這些子系統非線性疊加成生命整體。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    神經信號自動控制系統

    系統生物學仍在蓬勃發展,在未來仍將不斷細化不同層級的復雜系統,通過均衡分析尋找慢癥、內科病的治療方法。

     

    其實,一個正常頭腦都知道人體是一個復雜系統,生物學家又怎會不知道?系統生物學和巫術都認同生命是一個整體,失調會引起疾病,但系統論通過微觀分子結構和模型化方法逐步拼出生命系統的全景,定量化描述器官之間的關系的種類、順序、強度、節奏,而巫術則始終停留在金木水火土風雷氣中不能自拔,造出昏暗的怪影。

    然而,系統生物學不是神學,醫生也不是神,他無法阻擋一個沒有任何慢癥的健康老年人的身體,因為器官自然衰竭,走向徹底的無序和完全的系統失調,也就是死亡。畢竟,單個生命也要服從熵增原理。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    08、代醫學載體:語言和符號的量化表達

    可以預計,幾百年后,現代醫學爆發出的效果會成級數增長。對比懸殊,根源何在?

     

    其中有一個很重要的原因,現代醫學使用的語言符號體系,完全不同于古代醫學?,F代醫學的語言符號,完全是抽象化的,脫離了感官知覺,是一套物理化學數學符號,十分精細,原則上還可以制造新的符號。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    它們既可以定量描述分子動力機制如何推動細胞運功、衰老和病變,也可以定量化描述系統性均衡和失調導致的健康和疾病。微觀病變和宏觀失調,通通可以模型化。分子動力學、細胞運動、器官系統,層層鋪墊,極其嚴密。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    心肌電信號擴散微分方程組

    無論外科還是內科、急癥還是慢癥、傳染病還是失調病、局部病還是系統病、單一病還是并發病、遺傳病還是后天病,通通都可以分得清清楚楚、明明白白,主次分明、細節清晰。現代醫學仍然是一門經驗科學,但是這個經驗是微觀經驗和系統經驗,絕不是日常經驗。

     

    古代醫學的語言十分日?;透泄倩?/span>,比如虛實寒熱燥濕風邪。日常語言只能描繪簡單、粗糙、模糊的因果關系。

     

    中醫的語言符號無法區分病菌入侵引起的疾病和內部失調引起的疾病,也無法在這兩種疾病同時出現時分清楚主次關系,常常將兩者外表相似的宏觀癥狀誤認為沒有本質差別。明清時期的傷寒派與溫病派的爭論,用的仍然是日常感官語言,這些語言怎么對付得了分子、蛋白質、病毒、細菌、細胞、器官、復雜性系統?

     

    當然,阿拉伯醫學和部分中醫,已經猜測到有某些極微小的東西會引起疾病。但是真正發現微生物的,是光學和顯微鏡。而它們的基礎,是一套新的物理學符號體系。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    現代醫學接受了物理化學數學的精細語言,就意味著醫學的邊界會隨著這幾門科學的擴展而擴展。它們能擴展到哪里,醫學就能擴展到哪里。語言像引力一樣,可以把時間拉慢,越清晰越復雜的語言,越可以在短時間內描述更多的現象?,F代醫學的語言只是現代科學語言的一小部分。誰有能力挑戰現代科學的語言體系呢?

     

    最普遍、最深刻、最實用的道,一定會表現成最清晰、最準確、最復雜的語言符號體系。什么樣的道,就表現成什么樣的語言。語言是道的家。

    09、現代醫學VS古代醫學

     

    現代醫學一開始只是很小的力量,但是在實踐競爭中逐步淘汰了世界上所有古代醫學,所到之處,摧枯拉朽。它的輝煌成就,古代醫學追塵莫及。

     

    1、傳染病和疫苗

    對人類威脅最大、消滅人口最多的,除了戰爭就是傳染病。病毒和細菌入侵人體器官,攻擊器官細胞。這種微觀水平的作用方式,沒有現代顯微鏡和細胞學,古代醫學是無法弄清楚具體細節的。

    現代醫學推動人類探索疾病

     

    1910年東北鼠疫死亡六萬人

    現代醫學通過公共衛生管理阻斷傳染渠道,抗生素抑制細菌,疫苗注射激發人體產生抗體等系列綜合手段,基本消滅了令人聞風喪膽的鼠疫、霍亂、天花、梅毒、血吸蟲、瘧疾、麻風、白喉,控制住了乙肝、狂犬病、肺結核、流感等傳染病,避免了靠吃人血饅頭治療結核病的荒誕悲劇。

    2、兒童健康和遺傳病

    由于生產過程非常危險,兒童免疫能力較弱,古代胎兒死亡、兒童夭折僅次于傳染病引起的死亡。49年之前,未計算流產的數量下,中國嬰兒死亡率高達20%?,F代遺傳學提前預測和分析胎兒的遺傳病情況,避免高危險遺傳病胎兒誕生?,F代婦產通過無菌、輸血、剖腹產等手段避免婦女和胎兒在生產過程中死亡。兒童護理,主要是疫苗預防,提高兒童的免疫能力。目前為止,我國的嬰幼兒死亡率下降到0.6%。

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