人工智能与医学发展刍议_风闻

人工智能与医学发展刍议

一、几个科学概念

大气运动数理方程组

描述大气运动状态和规律的基本方程有：运动方程（含三个分量方程）、连续方程、热力学方程、状态方程和水份守恒方程等共七个方程，这七个方程构成一组流体动力学和热力学方程组。数值天气预报就是在给定的初始条件和边界条件下，求解大气运动数理方程组而得到未来某一时刻大气环流的状况和气象要素的分布。

拉普拉斯决定论

如果知道了宇宙中每一客体的位置和运动，就能预见宇宙中每一客体在将来任何时候的位置和运动，当然也能追溯宇宙过去的每一状态。这意味着，如果我们获得了宇宙的正确图景，就能预见一切发生的事以及我们所做的每一件事。

阿伏伽德罗常量

每一摩尔任何物质(微观物质，如分子，原子等)含有阿伏伽德罗常量(约6.02×10^23)个微粒。使用摩尔时基本微粒应予指明，可以是原子、分子、离子及其他粒子，或这些粒子的特定组合体。

巨系统

在巨系统中又分为简单巨系统和复杂巨系统。巨系统所以称其为"巨"，是指构成系统的子系统或称之为元素的数量非常庞大，例如，一摩尔分子物质就含有6×10^23个分子；再例如，一个城市系统组成它的人口数量可能达到数十万、数百万、甚至上千万。所谓"巨"系统不是指其体积。如人的大脑，体积并不大，而组成大脑的神经元细胞就有10^10~10^11之多，大脑就是一个典型的巨系统。

“老三论”和“新三论”

系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。虽然它们仅有半个世纪，但在系统科学领域中已是资深望重的元老，合称“老三论”。人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母，把它们称之为SCI论。耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。它们虽然时间不长，却已是系统科学领域中年少有为的成员，故合称“新三论”，也称为DSC论。

二、中西医对比

西医的科学基础比中医强，西医的科学基础是分子生物学、细胞学、解剖学等学科，思维方式是从微观着手，科学基础比较坚实。

中医的基础是哲学和朴素的自然科学，思维方式是从宏观着手，把人与环境（天地人）看作一个复杂的整体，特别是系统论是其最大特色。系统论、控制论和信息论是现代前沿科学，中国人几千年前就有成熟的系统论思想，中医的五脏六腑不是基于解剖学，而是着眼于脏器各分系统的功能和相互作用关系，加以研究和阐述，其思想之系统、复杂、缜密，远在西医之上。

西医的科学基础相对牢固，但也没什么大用，拉普拉斯决定论根本行不通。因为人体太复杂，是由几乎无穷多个原子、分子有机地逐个层级聚合而成的一个个单元，也就是细胞、组织、器官，再由各单元组成分系统，也就是消化系统、神经系统之类的，最后组成人体这个复杂巨系统。

西医是从微观到宏观，中医是从宏观到微观，目前的发展水平，相对于人类的健康长寿的需求，实在是太低下了，在遥远的将来也看不到希望，只能听天由命了。

西医只能在微观上打转转，是死脑筋，从微观到宏观的路径和机理说不清楚，到了宏观层面就无能无力了，最终也没有什么成就。

中医只能在宏观上打转转，是偷懒耍滑，从宏观到微观的路径和机理说不清楚，到了微观层面就无能无力了，只能是玄学，几千年的谬误和糟粕也不少，最终也搞不出什么名堂来。

西医和中医的思维方式是两个极端，应该互相补充借鉴。

中医解剖学水平粗陋，几千年都搞不清胰腺的存在和作用，只能大而化之地把各脏器的功能搞清楚，用阴阳五行来理论化，对于各分系统的功能和相互作用，有几千年无数人的经验，说白了就是试错试出来的。

爱迪生的错误，就是没有正确理论的指导，没有认识到灯丝材料在通电高温下必须隔绝氧气，妄想找到一种在空气中正常工作的灯丝材料，一个劲地瞎试验，据说试验了几千种材料，走入了一条死胡同。

现在有了西医的参照，认识水平有了一定的提高，但中医医生的培养模式有严重问题，培养一个优秀的中医医生就像买彩票一样，靠撞大运，如此发展下去也是一条死路。

西医医生的培养模式，是机械化、标准化、批量化、工业化大生产模式。

中医医生的传统培养模式，主要靠师傅带徒弟，是个体启发式、自我觉悟式、非标准化、偶发机遇式、作坊式小生产模式。后来，由于教育模式的全面西化，有所得，更有所失，其弊端逐渐显现。

两种培养模式都很难培养出足够数量的优秀或合格的医生，急需改革。

三、人工智能应该是发展方向

解决一个科学问题，好比使用一台计算机，有输入，有硬件，有软件，有输出。

输入的数据要尽可能描述表达事物的真实、全面的状态，分辨率越高越好，误差越小越好，这就是海量数据，随着科技水平的提高，前途比较乐观。

硬件决定了速度，一百年前，在没有电子计算机的时代，做一个24小时预报，解算方程组，依靠人工计算是不可能的，后来有了手摇计算机，大约需要七天才能算出来，预报已经成为历史了。现在有了亿次计算机，几个小时就可以了，将来有了量子计算机，几秒钟即可，前途也比较乐观。

软件的水平取决于知识总量和规律认识水平，对输入的海量数据去伪存真，提炼升华，得出应有的结论，是最大的难点。人类正在艰苦地探索，至今看不到在生命科学上取得革命性进步的可能性，前途比较悲观。

海量数据的质量和数量相对好解决，硬件也相对好解决，知识的进步积累提炼升华才是最大难点。

输入、硬件、软件都达到高水平，输出自然就不成问题了。

爱因斯坦相信科学规律简洁而优美，大气运动的数理方程组由七个方程组成的，这就是全部的知识了，精简完美，已经近乎真理了，颠扑不破。

给定初始条件和边界条件，输入亿次计算机，就可以解算出未来若干时间的天气状况。当然因为输入的观测数据有误差，方程式不是绝对的真理，计算方法有误差，预报时间越长，误差累计越大，最终归于失败。

生命科学与大气科学相比，诊断误差远大于天气观测，规律认识水平远低于大气科学，细胞组织没有也不可能有数理方程组，所以想用西医的方法解决从微观上解释清楚每一个微观单元的行为，进而解释清楚整个人的行为，是一条死路，必须另起炉灶。

大气科学的基础是经典物理学，人类基本认识到了相关的科学规律，其经验的总结就是流体动力学和热力学方程组，在宏观尺度上，堪称完美，近乎真理。

生命科学远比经典物理学复杂，其发展水平也远低于物理学。人类对于单个的分子、细胞的知识有一定积累，对其规律有一定认识，但远远不够，更没有类似经典物理学的方程组。如果单个的单元都搞不清楚，那么对于多个、甚至无数个单元之间复杂的相互关系，协同与对抗，就更搞不清楚了。现有的生命科学积累的这点知识，远远不够，人类的知识量要有极大的提高才行。

中西医应该向对方学习，把中西医的优势结合起来，克服自身的局限和缺点，提高人类的认识水平，单靠一个个个体的医生或医疗机构、研究机构，无法战胜人工智能的综合能力。

围棋是棋牌类中最复杂的，也是人工智能最后攻克的科学堡垒。围棋棋盘共有361个交叉点，每个点有空白、黑子、白子三种状态，对弈的复杂程度，连亿次计算机都算不清楚。十几年前、几年前的计算机都无能为力，而现在的超级计算机进步巨大，人工智能才有条件战胜人类。

就像阿尔法狗下围棋远胜人类一样，要用人工智能把全人类的知识和经验凝聚提炼到一起，其能力将远远大于全人类的总和，这是一种思路，或许是一条可以探索的路径，何况其还有自我学习提高的能力，这应该是一种好办法。

医学人工智能发展太慢，至今没有大的成就，也不知道何时才能有所成就，即使到了那时，现在的很多人也用不上了。这也没有什么可以遗憾的，每一代人都承受着先人的遗泽，理应为后人的幸福铺路。

不过事物总有两面性，人工智能可能造福人类，也可能毁灭人类。