中医辨证施治的信息化方案检视及完善
2018-12-26何静
何静
(皖西卫生职业学院医学技术系, 安徽 六安 237000)
1 问题的提出
人工智能已经泛化为一种具有多向对接属性的范畴,它几乎可以被应用于所有的学科领域和生产行业。其功能在于,最大限度地排除人工操作中可能存在的干扰项,这些干扰项一部分来自于操作者的神经系统,另一部分是外在环境的渗入因素乃至不可抗力。对于那些要求缜密度和精确性,又无法放弃效率的作业而言,上述机能具有强大的吸引力。另一方面,“人工智能化”得建基于目标知识的可化约性上。那些纯粹依赖精神直觉或主观体验而成型的决断模式不具备这种特性。换句话说,只有建模逻辑支持下的虚拟论证才具备“人工智能化”的条件。筛查下来,这种内生的旺盛需求无非简明审判、身心诊疗、流程化生产和格式化检验等门类。
在中医身体诊疗的作业中,我们能够抽取出建构逻辑模型的基本条理:诊疗规则——诊断方案与用药法则——是一个真值蕴涵式的集成系统。一方面,断症的过程是一个探索“黑箱”的过程。它的基本路径是“藉表象映病理”。在发掘这种规律性映射的条陈时,我们完全可以表述为“如果出现A,那么存在致病原因B”的条件式。将其转换为数理逻辑语言后,蕴含语句便成形了。另一方面,施治的过程是一个验证“黑箱”的过程。它的基本路径是“治根基除病灶”,由两种条件句串联:一是择取和配置药物或药物组合的条件句,前件是病理根基的判赜;二是药物使用方法(用法、用量等)的条件句,前件是对除灶预期的陈述。由此,我们完全可以将中医“辨证施治”的两个环节化约为三个互联的条件句,再作蕴含式改写,从而为其“人工智能化”——“信息化”——奠定基础。见图1。
图1 中医辨证施治的数理逻辑化约方案
实际上,我们追求中医“辨证施治”的信息化,主要目的在于三个方面,或者说三个层次。其一,提升中医诊疗的精确度。如前所述,借助逻辑建模支持下的虚拟论证完成目标作业,可以最大限度排除心源因素和环境因素的干扰,从而降低在捕捉患者表现、挖掘内在病理等环节上判断失误的可能性。其二,提升中医基本证候诊疗的效率。该效能是对中医诊疗和养生方式普及化趋势的回应,越来越多的患者选择“信中医,用中医”,效率提升的需求亦可能随之演化为刚性维度。其三,提升中医诊疗的科学性。这是中医诊疗方式乃至其学科合法性建构的基础性命题。通过诊疗法则的集成化、系统化,其科学指征便能随之凸显,亦可为中医“正名”。
2 中医辨证施治的信息化方案
2.1 转译的基础:数理逻辑命题与联结词的定义
表1 “合取式”的真值表
表2 “析取式”的真值表
表3 “蕴含式”的真值表
1)定义1(合取式) 设p,q 为二命题,复合命题为“p并且q”(或“p与q”),被称为 p与 q的“合取式”,记作p∧q,“∧”称作“合取联结词”。若规定p∧q为真,那么,p与q必须同时为真。(表1为“合取式”的真值表)
2)定义2(析取式) 设p,q为二命题,复合命题为“p或q”,被称为p与q的“析取式”,记作p∨ q,“∨”称作“析取联结词”。若规定p∨q为假,那么,p与q必须同时为假。(表2为“析取式”的真值表)。
3) 定义3(蕴含式) 设 p,q为二命题,复合命题为“如果 p,则q”,被称作p与q的“蕴涵式”,记作p→ q。我们将p称为蕴涵式的前件,将q称为蕴涵式的后件,将→称作蕴涵联结词。若规定p→q为假,则当且仅当p为真、q为假时,p→q方为假。p→q的逻辑关系为:q是p的必要条件。(表3为“蕴含式”的真值表)
2.2 中医“辨证施治”语句的符号转译:以“阳证”为例
中医辨证施治“信息化”的前提是“辨证”法则与“施治”规律的符号转译。阴阳消长的动态平衡是人体维持健康的基本依据。从中医学的观点看,阴阳、寒热、虚实、表里的对立统一是解释疾病事象的普适机制和统一框架,医者通过观察和感知病者上述机能的征候,调试最佳模型而揭示疾病的性质、总结临床的表现[1]。总的来说,偏离“最佳模型”的可能性可由“八纲”统筹,因而中医学里讲“八纲辨证”。在“八纲辩证”中,“阴阳辩证”占据基础性、先导性的地位;甚至可说,“阴阳辨证”是“八纲辨证”中最为核心的辨证法则[2]。笔者将在该部分以“阳证”为例,描述中医“辨证施治”语言的“符号化”过程。
李灿东教授主编的《中医诊断学》第4版中有如下表述:
根据阴阳学说中的阴与阳的基本属性,临床上凡见兴奋、躁动、亢进、明亮等表现的表证、热证、实证;以及症状表现于外的、向上的、容易发现的;病邪性质为阳邪致病,病情变化较快等等,一般都可归为阳证。
首先,我们需要将书中所载的“中医语言”(TCM Academic Language)转译、拆解为由“自然语言”(natural language)表述的陈述句集合:
表4 阳证诊断条目的符号化约
表5.1 a、b、c、d与 e、f、g之间的合取关系
陈述句1:出现以兴奋、躁动、亢进、明亮等为表现的表证、热证、实证。
陈述句2:出现表现于外的、向上的、容易发现的症状。
陈述句3:疾病由阳邪所致且病情变化较快。
陈述句4:可诊断为阳证。
其次,我们可以通过仔细分析上述的陈述句集合得出如下几条结论:
第一,陈述句1、2、3之间是析取关系。也即,陈述句1、2、3(含符合排列组合规律的析取式家族)分别真值蕴含陈述句4。
第二,在陈述句1中,由于“等”这一标志词的存在,可判定“兴奋”“躁动”“亢进”“明亮”这些临床表现之间是析取关系。这些临床表现同“表证”“热证”“实证”等证候之间是合取关系。它们的合取式之间存在析取关系。
第三,在陈述句2中,“表现于外的”“向上的”“容易发现的”等证候之间是析取关系。
第四,在陈述句3中,“病邪性质为阳邪致病”同“病情变化较快”之间是合取关系。
第五,陈述句4的“元语句”虽有“一般”二字,但在条件陈述句中出现了全称量词“凡”,故而,可直接将“一般”去掉,为蕴涵式后件的转译作准备。
再次,我们需要根据标点符号的句读,完成阳证诊断条目的符号化约 。最后,我们可以完成“阳证”诊断思路的整体符号化约。
第一,陈述句1的转译。转译陈述句1的基本框架是合取、析取关系的交叉应用(见表5)。
表5.2 12组合取式间的条件组合(析取式)
第二,陈述句2的转译。如前所述,可将陈述句2直接转译为“h i j”。
第三,陈述句3的转译。如前所述,可将陈述句3直接转译为“k l”。
第四,陈述句1、2、3之间逻辑关系的转译。陈述句1、2、3之间存在析取关系,可以转译为:[(a ) (h ) 。
第五,陈述句1、2、3与陈述句4之间逻辑关系的转译。可以将陈述句1、2、3或陈述句1、2、3的析取式转译为蕴涵式的前件,将结论m转译为蕴涵式的后件。也即:[(a ) (h ) 。
2.3 中医辨证的信息化模式:以亡阳证和亡阴证为例
针对“亡阳证”和“亡阴证”,《中医诊断学》中有如下描述:
亡阳和亡阴均出现于疾病的危重阶段……在病情危重的基础上,若突然汗出,往往是亡阳或亡阴之兆,根据汗质的稀冷如水或粘热如油,结合病情,身凉或身灼、面白或面赤、脉微或数疾等,一般不难辨别亡阳与亡阴。
将上述有关“亡阳证”和“亡阴证”辨识方法的表述符号化如下(见表6)。
根据条件与结论的辨证关系,可以得出公式:
a∧b∧(c∨e∨g∨i)→k
(1)
a∧b∧(d∨f∨h∨g∨j)→k
(2)
表6 亡阳证和亡阴证诊断条目的符号化约
在得出亡阳证和亡阴证的公式之后,可通过“真值表法”对具体病案的真值情况进行分析。譬如,某患者病情危重且突然出汗,汗质稀冷如水,面白;可能为“亡阳证”,应当选用公式1作为辨证依据。假设未述症状不存在,则根据命题变元的基本赋值方法可得:a=1,b=1,c=1,g=1,e=0,i=0。代入公式1可得:11(1010)=1。通过真值表法计算可得,公式的真值结果为1;也即,命题变元k所指示的事项存在(或成立),可判定该患者为“亡阳证”。
实际上,不管e和i的真值情况如何,仅根据现有条件便可得出结论。原因在于,根据“析取式”的定义,表达式“1∧1∧(1∨e∨1∨i)”的取值同命题变元e和i的真值情况无关。由此,我们可以考虑,在不改变逻辑表达式运算关系的情况下添附预设条件,以确认表达式在时间维度上的周延性。
另一方面,上述公式还可用于验证诊断结论的正确性。仍以上述病例为例,如果医生的诊断结果并非“亡阳证”,即k=0;则由蕴涵式的定义可知,1→0的命题真值为0,而真值为0便说明公式结果不成立,也即诊断结果有问题。由此,可提醒医生重新审查诊断过程,修正判断结论。
3 中医辨证施治信息化方案中存在的问题
在本文的第一部分,我们已经就中医辨证施治过程具备“信息化”的基本条件作了论证。然而,即便“黑箱”的循环能够藉由蕴含式表达出来,仍旧有人批评,认为数理逻辑的操作化只是一种“武断的裁剪”或“主观的扭曲”。再者,就符号转译的过程而言,某些为了拟合符号逻辑语言系统语法规则的操作可能存在“削足适履”的风险。职是之故,一则根基性解构,二则操作化批判,共同揭示了中医辨证施治信息化方案中可能存在的问题。
3.1 根基性解构:中医辨证施治可信息化吗?
许多人认为,中医诊疗的科学性恰恰体现在其范式的复杂性上,尤其是“证候”与“病理”间的非线性因果关系,不具备进行简明信息化的条件,需要仰赖经验丰富的医者综合判断病者状况进而得出结论。譬如,《中医诊断学》中对“阴证”有如下描述:
凡属于慢性的、虚弱的、静的、抑制的、功能低下的、代谢减退的、退行性的、向内的等证候,都属于阴证;如面色苍白或暗淡、身重倦卧、肢冷倦怠、语声低微、呼吸微弱、气短、饮食减少、口淡无味、不烦不渴等。
若要转译上述TCML,必要的步骤便是将诸多“证候”各自变换为独立的命题变元并判准其间存在的逻辑关系。在现代数理逻辑的语言系统中,可用的语法(运算)仅合取、析取、蕴含三种。我们倒是可以通过对此三者进行拆解、组合、变用、化归来表达复杂的自然语言,但这必须建立在准确把握“证候”(及其他目标语言因子)间逻辑关系的基础上。在第二部分所展示的操作化过程中,我们似乎已经找到了解决这一难题的法门,即通过锁定标志词(如“等”)结合语言形式推定逻辑关系。可是,“并列形式+‘等’”必然是析取关系吗?这一点显然有待商榷。如果排除语义,仅考虑语言形式和语法,则上述论断必然成立。若加进语义的维度,便可能产生不同的结果。譬如,“饮食减少”与“口淡无味”之间到底是或然关系,还是且的关系?也即,病患是否可能仅存“饮食减少”之象,而无“口淡无味”之感呢?答案似乎是否定的。这种情况下,再笼统地以“合取式”转译所有证候间的逻辑关系便有“失真”之嫌。也就是说,“并列+等”的形式项下,可能存在析取关系、合取关系、反对关系(只能作析取处理)、矛盾关系(不能作合取处理)等,而无法由“析取式”一概而论[3]。
我们在选取数理化的基底时,总是期待非歧义性、明确性的表徵。然而,中医语言却天然带有浓厚的文言色彩和哲学意蕴,模糊与混沌是其语体美学和哲思智慧的重要体现,显然不具备——也无法具备——上述要求。譬如,“虚弱的”这一证候如何判准?我们是否能够建构起严格量化、精密测算的“虚弱值”分级体系,并规定某一等级为可从属该“证候”之范畴的准入点?有观点认为,如是的处理会伤及中医学根本,会瓦解它作为一门经验哲学的特色所在。不过,为了纾解——倒不是彻底解决——这一问题,如第二部分所述,我们在接到中医语言后的第一步骤,便是将其转译为普常自然语言。但这可能又会引发另一重困难。一方面,它明显增加了转译的话语成本。实际上,将TCML转译为NL的工作就是一个破解单句串联的工作,这种肢解的方式很可能破坏中医原本的语境。另一方面,它明显推高了误译的风险。这一点不言自明,译者理解失误的可能性并非不存在。
3.2 操作化批判:符号转译中的“削足适履”
在操作化的过程中,对某些言语习惯的甄别、某些关联词的裁切反映出译者的图式:一是译者作为阅读者对目标语言的理解;二是译者作为操作者对数理逻辑语法(运算)规则的关注。一般而言,在中医语言项下,非规范的语法现象往往交织着这样一些语用的指征:一是不良语法习惯所致误用;二是以“误”为“用”作特殊指示;三是为求周延而有意为之等等。纯粹系误用的表达可以剔除,作常规转译;对第二、第三等类似情况便要仔细分析其语义内涵,选择或拼接恰当的运算框架与之相合。
为了填充蕴含关系的框架,忽略了“一般”所指示的盖然性,而片面增殖“凡”这一全称量词的语义射程,使其统范全局以造就必然性因果。我们可以仔细分析《中医诊断学》对于“阳证”的讨论。其框架结构是“凡出现(症状)一般都是‘阳证’”,首先可以排除“误用”情形。第二部分所示转译方案将其理解为全称量词“所有的”,即“所有出现(症状)的病患一般都是‘阳证’”。在这一理解项下,“一般”被相对化为一种“特称”的指示,显然与“所有”相矛盾;于是,该方案选择将“一般”剔除,凸显“所有”的统帅地位,将全句改造为全称命题的框架结构,为蕴含式的转译作准备。但这种剔除似乎不具备甚为充分的理由,而只是一种目的性“矫治”,因为我们似乎无法完成“所有”在该句中的语义地位优于“一般”的证明。显然,上述方案的症结在于,对作为关联词的“凡”的语义阐释出现了偏误。在自然语言项下,我们无法接受“所有出现(症状)的病患一般都是‘阳证’”的句式,但是可以接受“只要出现(症状)的病患一般都是‘阳证’”的句式。联想中医语言的语体特征,可知“凡”字系文言余味,根据古今对译的基本规则,在多解情况下当处通晓义处理,译为“只要”显然优于“所有的”。因此,将中医语言项下“凡出现(症状)一般都是‘阳证’”的框架结构操作化为“大部分带有(症状)的病患是‘阳证’患者”更为妥帖、准确。由此,本文第二部分所叙的——亦是当下所普遍采用的——转译方法似乎有“削足适履”之嫌。
4 中医辨证施治信息化方案的完善
4.1 摆正“人工智能”与“信息系统”的位置
人工智能和计算机作为一种信息优化工具,本身具有极强的环境适应能力,这主要得益于多模态数学系统同生活世界的趋合,也即,无论多么复杂的作业流程、多么莫测的思维通路、多么深晦的语言表意、多么曲折的线条走势,都可藉由尖端数学的理念型予以拟制乃至再现,中医诊疗技法自然也包括在内。
当然,人工智能伦理的诘问随之而出。有观点认为,数学转译工具的不断发展、进步实际是人类在“自掘坟墓”,人工智能开发者要为人类理性存留适当的生存空间、人类要自觉且冷静地同人工智能保持距离。这一论战未止,笔者亦不欲置评。但是,即便退一步讲,人工智能亦能够助益中医辨证施治。“以计算机为代表的新的工具都可以为人们处理实际问题提供有力帮助,当工具已经客观存在的时候,不能利用工具来解决某一问题只不过是还没有找到利用该工具的恰当的方法。”笔者亦持相同观点,我们需要做的便是摆正“人工智能”在中医辨证施治中的位置。具体来看,应当遵循如下三项准则。
第一,人工智能是人工的补充。通俗地讲,我们可以将“人工智能”作为“计算器”使用,仅命令其执行逻辑运算作业,而由己身把握初始条件输入和终端结果输出。那些需要细致“望、闻、问、切”的作业,需要仰赖经验判断和灵感体悟的决断环节仍不可交给人工智能完成。
第二,人工智能是效率的附庸。可以依靠人工智能进行简单的证候梳理和药石择取工作,但只能集中在“效率优先”的领域。只要编程无误、命令输入无误,人工智能便不会施行错误的动作,且其效率高、无“疲累感”,适合简易病患集中的中医门诊诊疗。
第三,人工智能是经验的书夹。很显然,中医辨证施治“信息化”的完善程度在有赖于中医理论体系的精致程度,而中医辨证施治法则的添补在本原上需要依靠中医诊疗经验的累积。也就是说,经验越多、理论越完善,例外情形越少、盖然性的空间越小,人工智能的可信赖度便越高。我们亦可将人工智能作为“数据库”使用,让它成为教辅或“电子教材”,以扩容信息体量、增殖中医理论的发展规模。
4.2 建构精致的信息转译技术体系
解决了根基性的质疑,我们再来看技术上的细化与优化。在本文的第三部分,笔者详细解析了“凡出现(症状)一般都是‘阳证’”这一框架结构的转译方法。结论是,蕴含式转译方案过于绝对甚至可能扭曲原意。那么,较为稳妥的做法应当是转化为“特称的蕴含结构“或蕴含式后添附条件句。如此,虽增加了逻辑运算和分类讨论的复杂性,但保证了技术上的整全性和转译的科学性,属必要之举。
由是可见,发展出精致的信息转译技术体系对于填补、跨越中医文本同逻辑语言间的罅隙至关重要。我们需要找寻权威文本(如本文所采引的《中医诊断学》),析取出其中的惯常语法框架,并结合语义对这些语法框架作标志词析取、关联词整合与逻辑关系释明,以发展出精致的转译技术指南,从而避免“削足适履”的尴尬境况。
5 结语
中医辨证施治信息系统的建构过程实际就是梳理逻辑建模和电脑虚拟论证的过程,当中牵涉人工智能与人类语言的对接问题、人工智能与人类智慧的伦理性张力问题,是需要我们观察并深思的一个重要科学现象。通过本文的分析不难发现,中医辨证施治具备“人工智能化”的条件,只要我们处理好“机器医生”同“人类医者”间的关系,并编制、建构好话语转译的技术指南,便能够将人工智能的效能发挥到最大,助益中医辨证施治的信息化进程。