中西醫是一個爭吵不休的話題，很多人把中醫和科學對立起來。筆者是受過嚴格科學訓練、從事科技工作的人，也寫過一些科普。你也許以為我一定是中醫的批判者，然而我卻是經常看中醫的人。本文將系統地解釋科學方法，同時指出，一些極端的中醫黑其實並不懂科學，最多是些科學領域的半吊子。
什麼是科學方法？
科學是以科學方法建立起來的知識體系。科學方法是很容易說清楚的，傳統的科學方法只有兩條：
第一：邏輯與數學
第二：實證與測量
我們這裡說的科學，是現代自然科學，社會科學我們隨後再談。有人認為古代也有科學，我們需要從方法論的角度，把牛頓以後的近代科學和古代科學區分開來。我們說傳統的科學方法，是為了和人工智能時代的新科學方法區分開來，人工智能我們也會在後面討論。
下面，我們來進一步地解釋科學方法，也解釋為什麼中醫不是科學。
邏輯
邏輯賦予科學嚴謹性。科學認為自然界有規律可循，邏輯是理清因果關係，探尋自然規律不可或缺的工具。
邏輯的嚴謹性，讓科學可以推翻人類的樸素認識。比如樸素的認識是太陽繞著地球轉，但邏輯上，地球自轉也可以造成同樣的日常現象，綜合其他的觀測證據可以判定後面的那種可能性才是正確的真實的。
人需要經過訓練才可以熟練運用邏輯，但邏輯並不神秘，它的規則很簡單。邏輯的應用有一個前提，所有的概念需要嚴格準確的定義，這個定義必須是實操的，可以用來對具體的例子做判定。
中學和西學的差別，從這裡就開始了。中醫的指導思想來自中國的古代哲學，中國的哲學從老子開始，老子是很反對較真的。道德經的第一句就是“道可道，非常道；名可名，非恆名”。意思是世界上沒有永恆的概念（名）和不變的規則（道）。這樣說也沒錯，比如古代男人娶三個老婆符合道德，現在男人和三個女人保持性關係就不符合道德。
西方哲學的鼻祖，是和老子同時代、甚至年齡也差不多的畢達哥拉斯。兩個人都思考過社會和人生，但不像直面複雜世界的老子，畢達哥拉斯對數字和圖形更感興趣。他的弟子們，甚至把數字、圖形像宗教一樣地崇拜。跟老子的思想比，這顯得很幼稚。但到了和莊子同時代的歐幾里得，古希臘數學已經發展成了基於嚴密的邏輯系統的理論。科學概念的起點，是把世界簡單化、理想化後得到的東西。比如幾何學中的基本概念直線：沒有粗細，沒有任何微小的彎曲；牛頓力學的基本元素質點：一個有質量的但直徑是零的東西。這些重要概念，理想得在這個世界上找不到絕對的對應，但它們卻是簡單的、能說清楚的東西；因此它們又是很具體的、可判定的。在解決具體問題時，很容易判定一條線是否可以近似地當成直線，一個物體是否可以近似地當作質點。
中醫的很多概念，比如致病因素的六邪：風寒暑溼火燥，就是比較模糊的概念。在臨床實踐中，判斷是是燥是火還是暑，恐怕沒那麼容易。對同一個病人，不同的中醫可以有不同的辨症，因此開出不同的方子（不排除都能治好病）。作為比較，西醫的致病因素，比如細菌、病毒，都是很實實在在的東西，臨床判定不是問題。所以，中醫理論是無法建立在邏輯系統上的。
數學
數學賦予科學準確性。
基因嚴格邏輯建立起來的數學，每一個問題都有唯一正確的答案。你可以用不同的方法去推導計算，只要不犯錯誤，得到的結果一定是一樣的。
數學的應用是有前提條件的。在中醫的理論體系中，數學沒有用武之地。比如診斷可能是“胃熱”或者”胃寒”，到底多冷多熱？有沒有一個類似溫度的指標？中醫理論中的陰陽寒熱這些概念，是無法定性的，自然也沒有辦法定量，無法測量。
沒學習過科學的人可能並不知道，在現實世界中使用數學，並不是那麼容易的事情。自然界的規律，在基本元素的層面，往往有簡單的數學形式。比如經典力學中單個質點的牛頓第二定律，再簡單不過了；兩個質點之間的萬有引力定律，也非常簡單；量子力學中單個粒子的薛定諤方程，並不複雜。但世界是複雜的，科學怎麼應對複雜的世界呢？有兩種方法。
第一種是把複雜的系統拆分成簡單的元素，叫做解析法。比如把物體分割成無數的質點，利用單個質點的牛頓定律和微積分，物理學可以得到剛性物體的力學規律，可以研究彈性介質中的波動現象，也可以寫出水和空氣的流體力學方程。其中流體力學最麻煩，因為它的方程是非線性的，非線性是科學上頭疼的問題，因為大部分非線性方程，數學家都解不出來。還好今天我們有計算機，用超級超級計算機對流體力學仿真，可以進行天氣預報。
但很多科學問題不能只靠解析法。比如量子力學能夠完整地表述原子、分子內部電子的運動，理論上量子力學可以解釋所有的化學現象。但實際上，薛定諤方程只有在一個電子的氫原子中可以求解，其他情況就只能靠計算機，但稍微複雜一點兒的原子和分子，連今天最強大的計算機都搞不定。這時候就需要第二種方法：模型。模型是把實際的系統近似地簡單化，使得我們可以運用數學工具或者計算機進行定量計算。在近似模型的幫助下，計算機可以比較準確地計算大分子的靜態性質和小分子的動態性質（化學反應）。
當然，還有很多複雜系統目前在科學上是無法計算的。部分科學家認為，不能總用解析的思路來認識世界，在每一個複雜層次上，世界都有著自己的規律。
實證
實證賦予科學可信性。
古代哲學家靠思辨探索真理。辯論是不能說服所有人的，最終很可能是大家各自相信自己喜歡的說法。現代科學堅持以實驗和觀測作為檢驗真理的終極標準。一切科學命題，都是可以證實或證偽的。
但有一個問題：今天如果有一個社會事件，可能各家媒體報導得不一樣，還有很多網上傳聞，到底相信誰？每個人都會有不同意見，有人看了報導以後還要真相。科學怎麼統一對事實的認定？很簡單，科學實驗都是可重複的。一般新的實驗結果，總會有同行去進行重複驗證。前兩年國內的一項基因剪輯的新成果，就是因為沒有人能重複不得不撤稿。
邏輯不含糊、事實確定，使得科學原理和科學的發展能夠在同行中建立共識。對於在同行中取得共識的科學，我們的社會就可以把它接納為真理。
中醫的基本理論是陰陽五行。這可以理解為一個人體模型，心肝脾肺腎對應於金木水火土，相生相剋。科學是允許模型的，但科學模型需要實證，如果與實驗不符合，就需要修改。中醫的五行學說兩千年不變，它不是一個實證模型而是一個先驗模型，這個模型產生的原因這種哲學在中醫理論建立的時候很流行。主張廢醫驗藥的人想廢掉這套理論，那恐怕也不行，畢竟這裡包含著兩千年的臨床經驗。先驗模型的一個結果，就是中醫的五臟和解刨學上的五臟不完全是一回事。世界上不少文明都有自己的傳統醫學，但今天只有中醫還能保持龐大的市場和生命力。有一個理論體系還是不一樣的，儘管這套理論不科學。
測量
測量賦予科學客觀性。
科學認為，存在著不以人的意志為轉移的客觀世界。人對客觀世界的感受是有侷限性的、不準確的。科學通過儀器設備，把測量結果轉化為人不會搞錯的信號，比如：天平向哪一側傾斜，或者一個顯示數字。
科學家們是通過儀器設備認識世界的。現實世界裡的東西，只有人的感受本身和人的意志無法測量。
測量是現代科學的最後一塊拼圖。從歐幾里得完成邏輯數學體系，到牛頓建立現代科學，整整兩千年，為什麼用了這麼久？一個重要的原因是測量需要很高的技術和工藝水平。在缺乏科學指導的情況下，人類的技術和工藝水平緩慢發展。例如，先有了玻璃，後來發現玻璃可以磨成鏡片用來放大；再後來用鏡片做成了望遠鏡用來做天文觀測，天文觀測幫助了物理學的建立；再後來又做了顯微鏡，顯微鏡讓人們發現了細胞和細菌，讓生物學成為一門上檔次的科學，讓醫學實現跨越式的進步。
總結
2500年前，東西方有老子和畢達哥拉斯兩位哲人。前者直面複雜世界，教我們以變化的眼光認識世界，避免絕對，避免極端，順其自然，別較真。後者卻追求絕對和永恆，只能研究數字、點、線這些簡單概念。但這條思想路線最後導致了科學的產生，科學從簡單元素開始認識這個世界，結出了豐碩的果實。科學方法讓科學非常強大，有公認的檢驗真理標準，有精準的預測能力。
中醫不是科學，因為它的思想方法不是用來較真的。它的基本模型是先驗的而不是實證的。它的主要概念不是邏輯的，無法定性無法測量。
科學的邊界
讀到這裡，中醫黑們應該都很滿意。但科學講究知之為知之、不知為不知，什麼問題是對還是錯，什麼問題不知道答案，都非常清楚。不瞭解這一點，也就只懂半吊子科學。
傳統的科學方法有一個適用範圍，科學是有邊界的。從前面的討論我們知道，傳統科學方法的使用有兩條硬的邊界和一條軟的邊界。
兩條硬邊界是：
第一：這個領域必須可以重複實驗，否則實證就是一個不切實際的要求。比如歷史就不是科學，我們都知道歷史不會重演。
第二：這個領域不能涉及人的感受、人的意志。因為這些東西沒辦法測量。比如經濟、政治就不是科學。
一條軟邊界是：
第三：這個問題最好能夠簡化或者能夠拆分成簡單的問題，否則數學和計算工具就無法使用。
超出了這個範圍，科學方法也不是完全不能用，比如社會科學。在理科生眼裡它不是科學，只是在研究人類的社會活動時儘量地使用科學方法。經濟學、政治學、社會學都是社會科學，它們典型的特徵是要調查，要看統計數據。科學方法可以在這些領域產生重要的成果，但它不是唯一的解決問題的方法，也不一定是最有效的方法。
比如現代經濟學中大量使用數學模型，但也有一派經濟學家認為這些都沒卵用，預測不了任何東西。我們的確沒有見到過經濟學家成功預測過經濟。
社會科學有兩派：實證主義（Positivism）和反實證主義（Anti-positivism），區別在於對科學方法的態度。比如社會的不平等，用基尼指數衡量，還是要調查人民的感受？都有道理。比如半導體行業的摩爾定律：每隔18個月同一個芯片上的器件數目翻倍，它是一條技術發展的客觀規律嗎？很多業內人士認為它是人的意志的結果：英特爾公司的創始人之一摩爾先生給公司做了規劃，整個公司在半個多世紀的時間裡忠實地執行了這個規劃，帶著整個產業一起向前走。
在中西醫的爭論中，中醫的批評者有時候被帶上了“科學教”的帽子。科學不是宗教，不需要信仰--無條件的相信。理論上每一個人都可以去驗證任何一條科學原理，現實中每個人至少可以去了解科學原理的確立過程。反實證主義者有時候把對手稱為“科學主義者”，說得是那些跨了界還固執地堅持科學是唯一正確方法的人。著名的量子物理學家海森堡曾經批評過實證主義，也說過科學只是在自己的領域裡不容質疑。
科學邊界上的醫學
跟社會科學比，醫學顯然更接近自然科學。所以，基於科學方法的現代醫學，也就是西醫，取得了偉大的成就。但這一點不需要進一步討論，因為沒有人主張取消西醫。社會上的爭論在於是否應該保留中醫作為對西醫的補充。對於這個問題，我們必須認識到醫學恰恰是在科學的邊界上，讓我們逐一檢視科學方法的三條邊界。
可重複實驗
對於患者，治病永遠是一次性的體驗，你不可能讓我再生幾次病去驗證這個治療是否有效，就算再生一次病，情況也不一定完全相同。西醫為了解決重複性的問題，退而求其次：對疾病進行分類，對同樣類別的病人進行同樣的治療，看統計數字，不考慮個體之間的差異。這應該叫做準可重複性。
統計當然屬於科學方法，比如統計物理學是一門嚴謹的科學。物理學認為同一種物質的不同原子是完全相同的，統計針對的是每個原子的不可測、不可控變量。但我們知道每個人的體質可以有很大差別，西醫的統計不僅針對不可測控變量，還把很多未知的機制、個體的差別（可觀測的變量）都統計進去了。這兩種統計的意義是完全不一樣的，這一點，中醫黑們基本上都不懂。
比如，一個藥的統計結果是80%有效，到底是對每個患者有效的概率為80%，還是對20%的患者無效？如果醫學像統計物理學，只可能是前一種情況；但有經驗的醫生可能會告訴你，實際情況更接近後一種。反之，一個測試結果很差的藥，也可能對少數人很有效。那麼問題來了，你是應該相信“科學”，還是相信自己的看病體驗？恐怕很難說。隨後我們會用貝葉斯統計理論來展示現代醫學統計的缺陷。
所以，西醫的準可重複性，也是不準的可重複性。醫學不是硬科學，這一點其實我們大家都知道，但一些極端的中醫黑好像不知道。無論西醫中醫，我們看病時都希望找有經驗的醫生；在真正的科學領域裡，經驗沒有那麼重要，學懂了就能解決問題。數學家、物理學家很年輕時就可以成名，醫生就不行。
傳統的中醫講究一人一方，完全是個性化治療。西醫也在嘗試個性化的醫療，比如開始研究DNA和療效的關係，但發展緩慢，因為驗證困難。中醫的一人一方的治療方式沒有辦法用傳統的科學方法去驗證，既不能證實也不能證偽。有些半吊子認為不能證實就是假的，這當然在邏輯上是錯誤的；也有人採取一種態度，不能證實也不能證偽的東西就一概不相信，這好像回到了實證主義和反實證主義的爭論；但我們不必進入這樣的爭論，我們在講完貝葉斯統計後再回來討論。
客觀性
人類的健康是和情緒密切相關的，中醫一直很注重這種聯繫，比如怒傷肝、思傷脾等等。現代醫學也確切知道情緒和健康有關聯，在藥品測試中只要患者認為自己在吃有用的藥，大部分情況下都有助於康復。但西醫對情緒和健康關係的研究很落後，因為情緒無法用儀器測量。
西醫並不研究利用情緒幫助治療，在藥品檢測中設計了把心理因素排除在外的雙盲實驗。這種實驗很殘酷，在新冠疫情中，新藥的臨床實驗需要給一部分的人吃安慰劑（假藥），如果被測的新藥最後證明無用，那就更殘酷了。
西醫醫生也會聽患者描述症狀，但基本是靠化驗、X光等科學測量手段做診斷依據，科學認為人的感覺是不可靠的。不少人有過這樣的體驗：因為頭疼、胸悶這類的身體不舒服去看西醫，在做完一長套檢查後查不出什麼問題，醫生只能說回家好好休息吧。如果去看中醫，醫生會做診斷，能開藥解決問題。當然如果是在國內，西醫醫生在這種場合下很可能會給你中成藥，也有可能解決問題，但下一次你可能更願意直接去找中醫。
中醫黑們這時候會說：你沒有病難道不該高興嗎？中醫治好了你的沒病也不算本事。這顯然不是科學的態度。我們的身體和神經系統，都是長期進化的產物，身體出了故障，神經系統就會通知我們的大腦。這種情況下查不出問題，只能說明目前科學對人體的認識還不夠。
對人的感受的態度在西醫和中醫之間劃出了一條鴻溝。比如經絡，凡是做過推拿的人都能感受到它的存在，但解剖學看不到。有人因此就徹底否認經絡的存在，這未免過於武斷。人的感受總有原因，也許物理的經絡並不在身體四肢上，而在中樞神經系統中，那裡的神經元的聯絡四通八達，不排除有一些特殊的通道現在技術手段無法觀測到。
中醫非常重視患者的感受，主張天人合一的中國哲學，本來也不會清晰地劃分主觀和客觀世界。關於中藥的起源，有“神農嘗百草”的傳說。由此推斷，首先是醫生們自己吃藥，感受它對身體的作用，再用來調理患者的身體。因此，中醫更善於體察身體的細微變化。對於西醫無法診斷，籠統地歸為亞健康的問題，中醫能給出病症診斷並且進行調理。有人說中醫治未病，在西醫還不能診斷出病症的時候把問題解決掉，合理推斷，當然有助於防止身體進一步惡化。
過度依賴於測試也提高了西醫的成本。筆者有一次關節不舒服去醫院，醫生不開藥而開了一個核磁共振的單子。核磁共振是好技術，但預約需要一個星期，檢查後三天才出結果，然後還要再去看醫生，最後拿了一疊膏藥；花了700塊錢不說，這10天的還得忍著病痛，經濟成本、時間成本、心理成本都很高。如果看中醫，第一天就能拿到膏藥。這雖然無關科學，但現代醫療的成本越來越高，連發達國家都有些不堪重負，中醫的低成本、治未病，對社會是很有意義的。
簡單性
人體毫無疑問是一個非常複雜的系統。應該說，科學對人體的認識已經取得了很大的成就，從當初勇敢地解剖，到發現細胞，到發現DNA，一步步地深入。
然而，還有太多人體的奧秘科學尚未解開，很多大病和小病的機理科學還不清楚。西醫嚴格遵守科學，科學沒搞清楚就肯定不會有有效的治療方法；就算科學搞清楚了，拿出好的療法也需要時間；比如從搞清楚艾滋病的機理到藥品研發成功，用了超過20年和海量的研發投入。
中醫雖然不能包醫百病，但西醫治不了、治不好的病中，有一些是可以用中醫來治療的。從推拿針灸治療腰背痛，到這次參加抗疫得到很多前線醫生的認可。畢竟中醫是另外一種思路，可以從不同的角度解決問題。比如一位參加抗疫的西醫醫生認為，中醫的解毒攻能清除了免疫系統和病毒戰鬥留下的垃圾，幫助了病人戰勝病毒。中醫的基本思想，用盡量科學一點兒的語言說，是調節平衡。平衡是包括人體在內的自然界的常見現象。對於疑難雜症、對於從來沒有見過的病，中醫可以拿得出辦法，不像西醫需要投入研發。
中醫能不能科學化？如果要搞雙盲實驗，只能走中成藥的路子。中成藥在中醫界也有爭議，因為它放棄了一人一方的個性化治療。能查到中醫在80年代初就成功地做過冠心病雙盲實驗，現在上市的中成藥都需要走正規的認證流程。這個流程也許還有值得詬病的地方，但某些極端的中醫黑否定所有的中成藥。這些偏執狂，不僅否定中醫，也否定了中國幾乎所有西醫醫生的醫德。中成藥因為綜合成本低，用得特別多，幾乎所有的西醫醫生都用。最近讀一位武漢的西醫醫生的日記，生病後給自己開了蓮花清瘟顆粒，也見過給自己朋友開中成藥的西醫醫生。
但即便通過了雙盲實驗，中成藥也不是西藥，因為所有的西藥都是單一化學成分的。對面複雜的人體，西醫遵循嚴格的解析方法：只控制一個變量。對於中成藥，中醫黑們仍然可以說你不知道到底哪個成分是有效的，你不能控制每個批次的質量。
其實，對這類的問題，人類是有解決方案的。拉菲莊園的葡萄酒為什麼好喝，科學上知道一些但也不完全清楚，搞清楚了它就不值錢了。法國人把葡萄酒的地塊、品種、釀造方法寫進了法律，成就了法國紅酒的品牌。中醫對每一種中藥的產地、採收季節、製成方法也有嚴格的規定。在科學搞不清楚的時候，東西方的人們都遵循傳統和經驗。
經驗永遠是人類面對複雜世界的法寶，這種方法和解析法恰恰相反：面對眾多的環節和變量，並不逐一通過對比試驗去研究它們是否合理、是否最優，因為花不起這樣的時間成本；只是繼承成功的案例；如果需要改進，在過去的成功經驗上做局部調整。比如，中醫拿一個前人的藥方做加減。面對中西醫結合在抗疫中取得的成功，不信中醫的人自然還是不信，一定要追問這裡面中醫的貢獻有多少？前線的醫生無非是在做經驗推廣，一種療法成功就給更多的患者使用。如果在這種情況下還堅持雙盲實驗，那麼多的變量，要花多少時間、犧牲多少人的生命，才能搞清楚？而且，明明有更好的方法來研究這個問題，我們隨後討論。
新冠初期有一個大家寄予厚望的叫做瑞德西韋的新藥開始做雙盲實驗，按流程做完中國的疫情都結束了，其中重症組的實驗因為沒能招到足夠多的志願者而終止。中醫黑們還為此編造陰謀論，他們也不想想，你如果是一個有生命危險的患者，是願意參加一項不確定有效的新藥、同時還可能吃到假藥、還必須放棄其他治療方法的實驗，還是願意讓醫生們用中西醫各種手段一起上？
能不能用科學的方法把中藥的有效成分找出來？的確可能，比如大家都知道的青蒿素，還有更早的黃連素、治療白血病的砒霜。有人說，這樣的藥就是西藥了，不是中藥，有道理。但這樣取得的成果鳳毛麟角。一味草藥，裡面的化學成分何止百千種，十幾種藥材一起煮，還不知道會發生什麼化學反應，用一輪輪的對比實驗分離出有效物質，談何容易？況且，療效完全可能是多種物質的聯合作用，不見得能從單一物質上體現出來。這條路線註定事倍功半，所揭示出來的，可能只是中醫療效的滄海一粟。
西藥的要求非常嚴格，不僅是單一物質，而且它必須只有一個功效，對複雜的人體沒有其它影響（沒有副作用，中藥一般是通過一套配方抵消副作用的）。加上一輪輪的嚴格實驗，所以新藥開發的週期很長，研發費用高昂。如果不是患者人數多的疾病，分攤到每一片藥的研發成本很高。有些藥品每月費用上萬，大部分人又吃不起。
總結
醫學的目的是治病救人，科學只是醫學的手段之一。在醫療這個領域裡，傳統科學方法有侷限性。目前的情況下，西醫有時候辦法不多，有時候成本太高，需要中醫作為補充。
當然，中醫也應該尊重科學成果。比如毒性，雖然西醫發現有毒的東西中醫未必不能用，但例如馬兜鈴酸那樣風險比較大的東西，寧可信其有。那麼多味中草藥，少了十幾種不影響中醫的功效。中醫粉們認為中醫系統論的方法更先進，有人指出沒有認識清楚每一個局部的系統論是虛弱的，這有道理。我們讀現在中醫師們的文章，發現他們越來越多地使用西醫的診斷。比如，知道致病原因是病毒，以及免疫系統和病毒的作戰原理，對扶正祛邪理解得就更具體，能更好地幫助辨證，雖然仍然是開中藥。
新科學方法與醫療
新科學方法是隨著人工智能的發展被開拓出來的。
科學思維是人類的高級思維方式，必須經過嚴格訓練才可以掌握。自工業革命以來現代科技取得的巨大成就，證明了科學思維比人類的樸素的、本能的思維方式強大得多。人工智能的概念，從上世紀60年代有了計算機的時候就被提出了。那時候的科學家，真心認為科學思維結合計算機，可以取代人類的腦力勞動。
然而半個多世紀的實踐證明了這條路走不通。有些對人腦而言非常簡單的問題，用科學思維去寫程序就是解不了。於是人工智能行業開始模仿人腦的機制和人類的樸素思維方法，終於在新世紀的第二個十年取得了突破。
人工智能的發展史很有嘲諷性，它好像在說科學思維不算智能，只是機械思維；人類那些不用學就會的思維方式才是真正的智能。這並不奇怪，科學思維是用來解決簡單問題的，人類的本能是在複雜世界中長期進化的結果。
神經網絡
神經網絡最早的成功應用是在圖象識別領域。圖象識別是一個複雜問題，原因是很難給出清楚的定義，邏輯很難上手。比如識別一張照片上是不是有個人臉，雖然我們可以努力給人臉一個定義，但不是幾句話就說得清楚的，落實在操作層面非常繁複，寫出來的程序都無法可靠地找到人臉，更不要說認出范冰冰和林志玲。然而對人類，這種任務再容易不過的了。直到神經網絡和深度學習技術的成熟，這個問題才取得突破。
人工智能中的神經元
人工智能中的神經元是一個模仿人腦神經元的簡單數學函數，如上圖。它有一組輸入X1、X2、...... Xn，一個輸出
Y = X1*W1 + X2*W2 + ..... + Xn*Wn
（通常之後還要把Y映射到一個從0到1之間的數，象徵著一個概率）
它有一組參數W1、W2、...... Wn需要在學習的過程中調整。把大量的神經元連接在一起就成為神經網絡，其實就是一個有大量可調參數的複雜函數。
神經網絡的基本原理很簡單。比如我們要在圖片中識別出一張人臉，就編制一個網絡，輸入是圖片上每一個像素的亮度，輸出是一個判斷：有沒有人臉。然後我們把大量的圖片給這個網絡，有的有人臉，有的沒有，調整網絡中的參數，讓它對每一張圖片都輸出正確的結果。這個過程叫學習或者訓練，是一個海量計算過程。經過訓練後，這張網絡就對新的圖片正確識別了。
跟傳統科學方法相比，神經網絡允許在分析問題的某些環節中省去邏輯，概念不需要有定義，也不需要了解輸入和輸出之間因果關係。
很多人通過圍棋比賽瞭解到神經網絡和深度學習。圍棋是另一類的複雜問題，它的規則很簡單，按這套規則寫程序不難，但就是計算量太大，圍棋棋局的變化數目，是人類已知最大的數字之一。上世紀90年代，應昌期曾懸賞百萬美金給能夠寫出戰勝任何一名職業棋手的軟件的程序員，10年期限過後沒人能賺到這筆錢。人工智能通過學習棋局和自己下棋，得到了不用推理計算就能判斷形勢的能力，這樣只需要計算有限的可能性，終於戰勝了人類最好的棋手。
用於中醫五臟辨證的神經網絡
神經網絡已經在醫療行業開始應用了，看CT照片的水平已經趕上了有經驗的醫師，製藥公司開始用它來找新藥。從分子結構預測藥物性能，薛定諤方程不好使，但卻有些模糊的經驗可以借鑑。理論概念模糊的中醫，非常適合使用這種技術。上圖是一個想象中的中醫五臟辨證網絡，左邊是患者的信息作為輸入，右邊輸出診斷。用大量名老中醫們的診斷病歷做訓練後，這個網絡就可以給年輕醫生使用了。不光可以定性，應該還可以根據症狀烈度定量，自動推薦藥方和劑量。至於看舌苔之類的工作，以後也應該可以由人工智能完成。
貝葉斯統計
神經網絡模仿了人類的直覺思維，貝葉斯網絡模仿了人類積累經驗的過程，是另一種人工智能技術，也廣泛地應用在數據挖掘中。
概率論有兩個學派：頻率派和貝葉斯派，差別在於對概率意義的理解。比如一種藥的有效率是80%，有什麼意義？頻率派會說如果你生1000次病，800次可以幫你醫好，但患者可能不喜歡這種說法。貝葉斯派則認為概率反映了你對這個藥的信心，但既然是信心，就可以在看到新的證據後調整。貝葉斯統計的基礎是貝葉斯定理：
p(A I B) = p(A) * p(B | A) / p(B)
根據貝葉斯學派，這條定理應該這樣解讀：有一個事件A，你之前知道它發生的概率是p(A)；然後你看到了一個和A有密切關聯的事件B，那麼你可以把事件A發生的概率修正為p(A | B)，也就是看到B以後A發生的概率，由上面的公式給出；其中p(B | A)是A出現時B出現的概率，p(B)是B出現的總概率。
我們用一兩個例子演示怎麼運用貝葉斯定理。
假設有一種藥，對80%的人有效，對20%的人無效，有效組的治癒率是80%，無效組的治癒率是20%（和安慰劑差不多）。如果做雙盲實驗，這個藥的總有效率=80%*80%+20%*20%=64%，表現還是不錯的。然而我用了一次這個藥，發現無效，我有沒有可能屬於無效組？
在吃藥之前，我只能認為我在無效組的概率是p(A)=20%，而p(B|A)=1-20%=80%，總無效率p(B)=1-64%=36%，於是p(A | B) = 20%*80% / 36% = 44%。我處於無效組的概率上升到44%。
如果再吃一次藥仍然無效呢？在此之前我在無效組的概率已經修正為p(A)=44%，總無效率也修正為p(B)=80%*44% + 20%*56%=47%，於是p(A | B)=44%*80% / 47% = 76%。我處在無效組的概率上升到76%，基本上可以斷定這藥對我無效了。
反過來，如果這藥只對20%的人有效，其他概率不變；在雙盲實驗中，它的總有效率是20%*80% + 80%*20% = 32%，也許不能夠通過。但我如果連吃兩次都有效，我有多大可能在有效組？按照同樣的原理計算，第一次服藥後處於有效組的概率是50%，第二次就達到80%，基本可以斷定這藥對我有效。
這兩個例子告訴我們兩件事：
第一：在有一定知識（比如這兩個例子中的分組情況）的前提下，少數幾個事件就可以提供重要的決策依據。人工智能學者們把很多互相關聯的事件和因素連成一個網絡，叫貝葉斯網絡，用它來做決策系統。有不少把貝葉斯網絡用到醫療診斷的研究工作，但應該還沒有投入實用。
第二：被很多中醫黑奉為神明的雙盲實驗，實際上很脆弱，你自己吃兩次藥就可能推翻它。我們生活中會習慣地把兩次重複的體驗作為一條經驗，這是有道理的。很多人因為某次生病，西醫看不好而中醫治好了，兩次體驗就開始相信中醫，你不能指責這些人愚昧。在科學無法得到確切結論的情況下，要尊重人們按常識積累起來的經驗。全國每年有10億人次訪問中醫類醫院，這個數字應該尊重。
醫學的未來
以現代醫學的水平，科學界需要以開放的心態對待中醫，那些只懂半吊子科學的人需要拓展自己狹隘的認識。
醫學科學還在飛速發展，也許有一天，使用傳統科學方法的西醫可以徹底淘汰中醫。但更有可能的是，人體這樣複雜的對象，根本無法用傳統的科學方法處理好。新的科學方法將改變西醫和中醫。
在醫療領域，我們是否需要堅持實證主義？我認為應該，醫療主要是修理我們的身體，我們的身體是物質的。如果只談精神，大家去信上帝，死後進天堂，治不治病都無所謂了。
但目前西醫這種狹隘的實證主義需要改善。比如如何準確評價中西醫結合治療新冠的療效？疫情剛開始中國死亡率高，中醫黑們拿出國外的數據說你看中醫一點兒幫助都沒有；現在發達國家的死亡率基本都比中國高了，怎麼辦？還可以是說他們的檢測系統漏掉了很多輕症病人。實際上，全中國全世界有大量的治療病歷，數據量比任何雙盲實驗的規模大百倍千倍，把這些病歷收集起來進行大數據挖掘，能找到很多病情接近的病例，對於病情接近的病例，不同的治療方法可以比較。就是沒有人吃安慰劑，堅持用安慰劑就太狹隘了，人是意識和物質的統一體，醫療的目的是治病，為什麼不可以把信心當作治療方法的一部分？
順便說說，作為IT產業的強國，中國醫療行業的信息化水平真是可憐。大家還在用紙質的病例本，病歷不能上傳服務器，在不同的醫院提取。更重要的，醫藥的療效沒有反饋，用微信讓患者填一個反饋表有多難做？
當全國聯網的帶有治療反饋的醫療信息系統建立起來後，大數據和各種人工智能技術就有了用武之地。未來，購買非處方藥時可以在網上填入自己的情況和症狀，從人工智能系統中得到推薦的藥品，使用後還可以反饋療效。醫生診斷的效率也會大幅度提高。藥品的有效性可以在醫療實踐中得到更準確的檢驗，因此新藥門檻會大幅度降低。無論西醫還是中醫都會受益，所有人都得到更高效、更便宜的醫療。
原創物理學博士 @物理博士看天下 首發於微博
