证熵及相关概念的引入与运用
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摘要：提出了将熟力学熵概念和生物熵变理论应用于中医证研究的设想，并建立“证熵”的概念与意义并运用其对中医理论中若干的问题进行探讨。
关键词：熵；病；证
中图分类号：R2-03
文献标识码：A 文章编号：1673-7717(2007)12-2597-03
“熵”是在对热运动研究中产生的一个重要概念，自克劳修斯1854年引入熵这一概念以来，“熵”已经被广泛应用到化学、生物学甚至逐步渗透到了哲学、经济学等众多的学科领域，疾病过程和热运动虽然是两种不同的层次运动形式，但它们之问存在着产生熵的相似条件，本文认为熵的概念和理论同样适用对病证的研究，并尝试用其分析中医的证及其与病的内在关系，更好促进中西医学发展。
1.证熵概念的引入与含义
熵的概念源于物理学，在热力学中熵定义为dS=dQ/T，其中dQ为系统从热源所吸收的热量，T为系统的热力学温度，dS为系统在受热过程中在一微小时段内所增加的熵，是不可用能量的量度，其微观本质为从热力学几率小的态向几率大的态发展，用著名玻耳兹曼关系式表达为熵S=klnW，熵S的大小由W来决定，W为某一宏观态所对应的微观态数目的多少(容配数)，而微观态数目的多少就是混乱程度(即无序度)的大小；如将信息的不同可能性与状态容配数联系起来，在信息论中熵则成为随机事件不确定性的量度；同样在疾病过程中机体的内部及其与环境之间不停进行着物质和能量的交换，所存在病理损伤与生理修复的斗争过程，也就是无序与有序之间较量过程，笔者认为中医学中的证正是这过程的体现。 证是中医特色与精髓，来源于长期临床实践，应用广泛，疗效可靠，由于是建立在宏观症状总结基础上，使证的许多问题停留在“知其然而不知其所以然”，而一系列类似于证本质、证客观化的研究企图从微观的病理生理变化角度来完整阐释又难以实现，因此对证的研究中，希望通过结合熵的理论与方法，把病的微观变化与证的宏观意义相联系起来，从而揭示证的本质。笔者认为可以用“机体熵S”来表示机体病变的混乱程度，机体的熵值越高，就意味着所发生的病理改变越多，生理有效能转化率越低，机体混乱状态程度也就越高。
疾病过程中宏观上表现是微观上所发生的病理、生理变化的综合作用结果，在这过程中微观上有新的变化，必然导致机体熵的变化，笔者认为如果把疾病发生发展过程中熵随时间的变化绘制成曲线，不同疾病的熵变曲线图不同，与其中常见熵变化类型的描述所相对应的就是证，因此从熵变化角度来看疾病过程可由若干不同的证所构成，当疾病的证型确定时，就知道此阶段熵变化的趋势。对此引入“证熵”这概念来反映疾病所处某证型时的熵变化特点，每种“证熵”都代表一段特定的曲线图，证型可以通过“证熵”来区别，并通过证熵变化率这概念即机体在某证型时机体熵对于时问的导数来反映机体的熵增长率，来量度机体熵增长的方向与速度快慢程度。
2.证熵的内涵与本质
证熵总是在一定体质基础上，随着病理损伤与生理修复的斗争结果而改变，则疾病的过程中此证阶段机体的熵可表示S体=S初+dS证(1)，其中S初为某证型初始时机体的熵值，dS证为某一阶段机体熵随时间的变量，其按证熵所反映曲线变化故记为ds证，故证熵变化率可表达为：K证=dS证/dt(2)。同时根据著名的生物熵变公式dS=dSe+dS dSi是由机体内部不可逆过程包括呼吸、新陈代谢等所产生的熵，dSe是来自外界环境流入能够资用能量的负熵流，对机体而言这必须摄入的相对人体而言的低熵高能物质，通过机体内部所发生各种反应得以实现。通常低熵态对应着体内有效能高转化率状态，有效能转化率越高意味着产生相同的负熵过程中所增加的正熵越少，从而给机体带来更少的混乱，换句话说机体熵越高，在相同生理、病理过程中产生的熵也多，即dSi与S体成正相关，故“机体熵S体”所反映机体混乱程度主要体现了机体有效能转化率；疾病条件下外界环境输入负熵分别被生理与病理信息所利用，把由生理信息所转化使机体维持低熵有序结构的负熵包括对抗病理损伤的各种改变如防御、适应和代偿等称为生理熵S生；病理熵S病就是负熵流为病理信息所用而增加的熵值，它使机体局部病理结构更有序低熵，但整个机体熵值却增加，这时对机体而言是正熵。
从以上分析容易得出ds证=-dS生+dS病+dSi(3)，因此证熵的本质是反映某一阶段病理熵及机体不可逆过程引起的熵增与生理熵之间抗争的变化规律，如果生理过程所产生负熵｜-dS生｜
3.证熵的若干运用
3.1证与病
通过证熵及相关概念的引入，将病与证关系统一于公式S体＝S初+ds证，辨证就是辨机体熵s包括辨证熵与证型初始的熵值。S初是综合了以往病变对机体性质的影响及地理社会等内外诸多因素所形成疾病中某一阶段机体的功能特征包括体质、精神状态等所对疾病在整体上的作用，很大程度上体现机体的抵御病邪及抗损伤能力，即所谓的“正气”；ds证通常反映S体增长趋势与速度，主要体现机体与致病因素相互作用的结果，即邪正的消长盛衰，两者之间是互为因果、相互影响，组成机体熵不可分割的两个部分；S初是在患者体质基础上对ds证累积的结果即S初=∑
dS证，直接影响到-ds与dSi的生成；同时dS证也受到S体所形成整体环境的制约，从而我们认为证及变证源于疾病对机体影响的累积，证对病具有反作用，并在疾病的不同发展阶段，病与证所起作用不同。
在疾病早期，证的作用较微弱，对机体影响较小；随着病程进展，证对病的作用不断积累，机体熵越高，偏离体质熵越远，证的效应会越加显著，会进一步促进疾病发展及转化而发生变证，甚至会形成由于整体上功能失调而具有一定的能自身独立发展与演变、即使疾病的原始病因消除仍可存在的病理结构，这导致许多疾病由急性转为慢性或慢性病持久不愈的主要原因之一，就是说变证即dS证的改变既是疾病发展的结果同时也是证自身发展的结果，病证二者作用相互缠结，共同影响疾病的进程。
3.2证与体质
证与体质是密切联系而又有差别。体质是证产生与发展的基础，证是机体内部所已存在各脏腑功能强弱、代偿能力不同，在致病因素影响下矛盾进一步激化导致机体平衡破坏的结果。熵是一个广延量，即体系的总熵等于体系各部分分熵之和，从熵的角度可以根据藏象理论将体质熵S质进一步划分为五脏熵即“心、肝、肺、脾、肾”熵5个子系统，即S质=S心+S肝+S肺+S脾+S肾，还可根据脏腑自身阴阳气血过与不及更精细划分如将心的生理功能分为S心阳、S肝、S心血、S心气等，不同体质的个体存在着脏腑阴阳气血津液的偏颇，使相同体质熵S质存在五脏熵各自熵值不同，即体质反映是各脏及自身各部分有效能转化率之间差异，而产生感受不同属性邪气而表现出发病倾向性，如湿胜之体脾熵S脾较高，脾脏有效能转化率低，因脾主运化、为生痰之源，故易导致水湿或痰湿积聚；证在体质基础上描述在疾病条件下五脏熵增减状况即dS五脏=-dS五脏生+ds五脏病+dSi，如脾虚证说明患者不但脾熵较高，而且机体熵增主要由脾熵增加引起；脾气虚、脾阳虚更一步指出熵增减快慢；又如湿热蕴脾则表明脾熵升高病因是湿热外邪或内湿生热，所以体质是证形成的生理基础，为影响证型重要因素之一；证是在体质基础上对致病因素对机体所造成的影响及变化趋势的概括；同时长期证的病理变化，亦可致人体机能活动能力改变而使体质发生变化。
3.3熵与治疗
3.3.1扶正与驱邪 从机体熵变化公式(3)dS证=-ds生+dSt病+dSi，得出机体要降低熵值，不外乎增加-ds生或减少dSi，要么降低dS病两种途径。通过从外界输入更多低熵高能物质在一定程度内增加-dS生，但机体的生理转化能力是有限，超过一定限度，不但未能增加生理熵，而且造成多余物质堆积形成营养过剩如肥胖、脂肪肝等；疾病时负熵流被生理信息还是病理信息所利用比值决定当补还是不当补。实证邪气盛，负熵被病理信息所用较多，补法助邪不可用；故补法应用于邪气不盛或正虚元邪而机体尚有一定代偿能力时；病理过程非但争夺负熵资源且干扰生理过程使生成负熵减少并产生额外正熵，极大增加机体的熵值，尤其在疾病后期，机体生理功能障碍，代偿能力严重低下且生理熵转化过程中所伴随产生的正熵大大增多，此时治疗关键在于驱邪即降低ds病，故只要有邪，都可驱邪。
3.3.2辨痛与辨证 病理熵总的可分为病产生的熵与证产生熵两大部分，在疾病早期证尚在形成之中，对机体影响较小。此时只需对病治疗，随着证逐渐形成自身组织结构，由证产生的熵也越多，这时证是诊疗过程中不可忽视的因素，仅对病治疗而忽略对证处理是难以直接纠正这种整体异常状态，是造成一些疾病迁延难愈的原因，单纯对证异常状态纠正而没有消除疾病因素，只能改善症状或延缓疾病的进程，二者都无法有效降低机体熵，因此只有辨病与辨证相结合才构成完整的疾病诊疗内容，从病证两方面调整异常状态，才能收到良好效果。
总之本文认为应用熵的观点对贯通中西医理论有着重要意义，同样采用类似方法熵还介入到中医基本概念的研究中，如阴阳虚实，据公式(3)可以认为，以-dS生低为虚，以ds病高为实；凡是能促进机体功能活动、加速机体异常代谢为阳，即｜dS生｜(阳气)或ds病增大(阳邪)；反之，能制约亢奋阳气防止机体功能活动过度而起对生理熵的负反馈调节使-dS生维持在正常范围内为阴液，同样抑制正常生理活动使-ds生降低为阴邪；又如脏腑之间相生相克。可以理解为的某脏腑的熵增，更容易诱发其相应如表里、相克的另一脏腑熵的反馈增长等，但也因看到证熵并不能体现证的全部内容，对证的研究更离不开临床实践的探索，把熵介入证的研究中，希望可以更好揭示证的科学内涵，进一步解读病与证的相互关系，为中西医结合提供新的理论工具。