稳态: 中医平衡理念的现代表述
摘要
传统中医与现代医学表述健康状态的概念十分类似，它们分别是平衡与稳态。中医学不仅以平衡（阴平阳秘）作为健康的标志，还在临床上把治疗的目标定为“以平为期”。现代医学稳态概念的提出已近100 年，其维稳机制的认识是从最初的“拮抗装置”到后来的负反馈原理，以及结构稳定性的发现，但稳态理 念一直停留在生理学层面，没有更多地运用到临床医学中。一直到 21 世纪初开始的系统医学研究才使它有 了新的开拓。系统医学的稳态可以用方向盘或直角坐标系里的功能曲线蛛网模型来图示。方向盘可以直观地 表述机体功能的动态平衡，而基于稳态蛛网模型分析提出的系统医学基本公式，对于指导中西医临床具有 普适意义。它可深入解读健康、亚健康、疾病的定义并分析疾病内、外因之间的数学关系，有利于把握“治未 病”及稳态调节过程等。应用系统医学的稳态理念解释或整合中医平衡，可促进中医的现代化与系统中医学的建立。
为了促进中医药的国际化、现代化进程，今年 2019 年 6 月 我 们 在 英 国 剑 桥 大 学 举 办 了 首 届 国 际“系统医学与中医论坛”。说到系统论，中医界都不陌生，因为注重整体观的中医文化，是系统医学最好的土壤。40 年前，我们及其合作者写过两本书：一本是《中医与控制论》［1］，还有一本是《针灸与控制论》［2］。这两部书，曾经给国内文革结束恢复高考后入学的中医药院校学生们极大的影响。在针灸领域，2004年我们出版了应用系统论方法研究针灸的《临床针灸反射学》一书［3］，该书 2017 年再版［4］，2006 年英文版 《Contemporary Medical Acupuncture》的副标题就是“A Systems Approach（一种系统论途径）”［5］。朱兵教授 2016 年出版的《系统针灸学》［6］是另一个例子。在整个中医领域，响应钱学森院士的倡导，山东中医药大学祝世讷教授［7］及其同事们，如陈少宗教授等［8］，多年来一直走在发展系统中医学前沿。
应用系统论尤其是系统医学来继承与发展中医，具有灿烂的前景。但是，如何应用系统医学而不只是系统论来继承与发展中医，至今尚缺乏头绪。这 主要是因为系统医学本身的崛起与发展也才十几 年。21 世纪之初系统生物学崛起后，虽然有许多学 者都开始了系统生物学、系统药物学的研究，但多只 停留在基因水平，一直没能与整体水平的临床医学 挂钩。中医的系统医学研究，最需要从整体水平、器 官水平开展研究的指导思想。而且，为了开展临床 研究，系统中医学迫切需要实现从目前多为定性的 表述深化到未来量化计算的过度。
2005 年，我们在北京首都医科大学举行了首届“国际系统医学国际研讨会”，开启了以“稳态”为核心的系统医学研究。13 年后，我们的新作《系统医学原理》中、英文版［9-10］相继问世。稳态（Homeostasis）， 是整座现代医学大厦的基石，应用从稳态出发建立起来的系统医学来发展中医，可以带来新的视角。传统中医有一个与现代医学稳态十分类似的概念，那就是平衡［11］。本文通过分析这两个概念的内涵、图示及意义，提出应用系统医学的稳态理念来解释或整合中医平衡，从而促进中医的现代化与系统中医 学的建立。
首先分析中医平衡理念。《素问· 生气通天论》首先提出“阴平阳秘”“阴平阳秘，精神乃治，阴阳离决，精气乃绝”。阴与阳相互对抗、相互制约和相互排斥，以求其统一，取得阴阳之间相对的动态平衡，称之为“阴平阳秘”。其实，“阴平阳秘”中的平、秘都是一个意思：平衡。“阴平”即阴气平顺，“阳秘”即阳气固守，是阴阳两者互相调节而维持的相对平衡。由此， “阴平阳秘”作为阴阳平衡的表述，代表了一个人的健康状态。阴阳平衡成为中医养生的重要原则之一。
为了保持或恢复健康，在阴阳或气血失衡时，可以通过各种干预来保持或恢复平衡。对此，在《黄帝内经》里又有另四个字的指导思想，即“以平为期”，书中有四处出现［12］，分别表述不同的意境。
第一处， 《素问· 至真要大论》云：“谨察阴阳所在而调之，以平为期”。说明保持阴阳平衡的重要性，“以平为期”，就是以保持阴阳的动态平衡为准则。中国的传统养生术，都体现了这一理念，如中药养生术就是针对阴性或阳性不同属性体质的个体，分别选择壮阳或滋阴的保健中药调理阴阳平衡，从而达到养生保健的目的；又如太极拳运动把人体看成一个太极阴阳整 体，主张虚中有实、实中有虚、刚柔相济、动静相兼， 每个姿势和动作都体现相反相成、阴阳平衡的特点。
第二处，《素问· 至真要大论》云：“夫气之胜也， 微者随之，甚者制之。气之复也，和者平之，暴者夺 之。皆随胜气，安其屈伏，无问其数，以平为期，此其 道也。”其意在于恢复平衡，而不是消除病因。
第三处，《素问· 三部九候论》云：“必先度其形之肥瘦，以调其气之虚实，实则泻之，虚则补之，必先去其血脉而后调之，无问其病，以平为期。”该段文字中的“虚”“实”，显然引进了失平衡的“程度”或“量”的内涵，这时的“以平为期”表达了儒家“致中和”理念（执中、适中、中和、不偏不倚、无过不及等）。在《黄帝内经》也有“中和”的其他论述，《素问· 生气通天论》中指出：“谨和五味，骨正筋柔，气血从流，腠理以密。”“谨和五味”中的“五味”既指食品的“酸、苦、甘、辛、咸”，又指食品的营养成分。它是中医学养生的重要原则之一。所以，“和”，包括“和谐（Harmonization）”或 “中 和 （Neutralization）”也 应 该 包 含在中医平衡的内涵里。
第四处，《素问· 六元正纪大论》云：“天气反时则 可依时，及胜其主则可犯，以平为期，而不可过，是谓 邪气反胜者。”强调提出，不要治疗过度。过度治疗 已经成为现代医学最大的挑战，当前针灸领域也有 过度干预的趋势。
一般可以用两种图示来表述中医的”平衡“概念，一个是天平秤，另一个是阴阳太极图。天平秤的表述方法在民国时期就已经有了，1941 年由中医书局出版的《治病法轨》［13］是王雨三（1877-1945）先生所著。该书中有多张用天平秤来表述阴阳失衡状态的图示，什么脉象用什么药治疗，一目了然。如图1 所示为“阴盛（左）阳虚（右）之证”，他提出：“右脉无力为阳虚，左脉有力为阴盛，出汗之则愈，下之则死。”
对于阴阳平衡来说，最佳的图示或许是阴阳太极图：一条曲线将它分为两半，一半白一半黑，白者像阳，黑者像阴，分开的两半，酷似一阴一阳的两条鱼，所以俗称阴阳魚。它们不仅显示了阴阳的对立，还显示了两者的转化（程度的变化规律）。白中有一个黑点，黑中又有一个白点，表示阳中有阴，阳中有阴。
以阴阳太极图表述的平衡，在现代医学中也有不少推崇者［14］。《自然》杂志免疫学分册 2005 年第 4期为了更明确地表达调节性胸腺依赖性淋巴细胞（Treg）在 维 持 机 体 免 疫 平 衡 方 面 发 挥 的 重 要 作 用 ，在该期的封面绘制了阴阳太极图［15］（图 2a），并在封面说明：“阴阳图标象征着两种对立力量之间的平衡与和谐。这些力量普遍存在于免疫系统中，如 Treg和反应性细胞之间的平衡，在维持体稳态是很重要的”。现代医学科学家也十分强调平衡理念中“和谐”本质的重要性。该期杂志在社论中指出：“人体由无数的复杂元件之间相互作用而成，彼此需要互相和谐，才能维护其构成要件的动态平衡”。强调了和谐的本质就是稳态的阴阳动态平衡。2013 年 1 月《科学》杂志的封面也以“炎症的阴阳”太极为背景，来说明巨噬细胞在炎症中的调节作用［16］（图 2b）。
仔细推敲中医平衡的这两种图示，各有特点与侧重：天平图一目了然阴阳对立面的“度量”关系，但没有限制其总量的范围，即发生左右平衡可以不止是“阴平阳秘”一种情况，也可以是阴阳双虚或阴盛阳亢。以上这些情况，都可以导致天平两侧的平衡。从这个角度来看，仅仅阴阳平衡并非一定代表机体的健康状态。阴阳双虚或阴盛阳亢，或许就是平时人们所说的“亚健康”的中医表述。如果是显示人体天平的不平衡，那就有更多种组合了。如图 3所示，阳>阴的情况有：阴平阳亢、阴虚阳秘与阴虚阳亢；而阳＜阴的情况有：阳秘阴盛、阳虚阴平与阳虚阴盛。
阴阳太极图则不同于天平秤，除了“阴中有阳，阳中有阴”之外，它的阴阳对立面总量有一个限制（即都在圆圈之内，以其总面积来定，当然总量可以 随圆圈的大小而改变），而且可以表示阴或阳量的递 减或递增变化，以及两者之间“此消彼长”的相互关 系。如图4所示，当在阴阳太极图上画一系列割线 （与一条弧线或圆周线有两个公共点的直线）时，只 有通过圆心的（长度为直径）的割线可以把圆两半的 阴区与阳区面积割裂为交互相等（一半的阴区对于 另一半的阳区）。换言之，阴阳太极图的任何一条直 径割线，代表的都是阴阳平衡线。
西医的稳态理念，可以看作中医平衡理念的现代表述。它也已经走过了近 100 年的历史。
1866 年，克洛德·贝尔纳（Claude Bernard）就把人体想象为生存在某一由体液组成的内环境中细胞的集合，他意识到内环境稳定（如体内液床、血浆、淋巴）对细胞集合生存的重要性。他把内环境的恒定表述为自在生命的一个条件，而该过程的机制是由自组织主导的。70 年后，内环境稳定这一观念得到科学描述。1929 年，美国生理学家坎农（Walter Cannon）以内稳态的概念归纳并延伸了自组织，认识到有体温、血压、血糖/脂/钙等许多内稳态系统。他的名著《躯体的智慧》［17］指出，有机体生活在一个奇怪的悖论之中：一方面其存在需要一系列十分严酷的内部条件，如人生命的存在除了需要大脑供血量稳定外，还要求血液中水含量、盐含量、血蛋白以及血液酸碱度中性、体温、供氧量的恒定等。一旦身体内这些条件长期偏离所必需的恒定值，我们将毫无例外地看到死亡；但另一方面，这些维持生命所需 的内部条件却又处于一系列内部和外部的干扰之 中。外界温度忽高忽低，人既可以生活在干旱的沙漠 中，又可以生活在潮湿地区。坎农曾颇为感叹地写 道：“当我们考虑到我们的机体的结构的高度不稳 定性，考虑到机体对最轻微的外力所引起的纷乱的 敏感性以及考虑到在不利情况下它的解体的迅速 出现等情况时，那么对于人能活几十年之久这种情 形似乎是令人不可思议的。”
坎农认为任何生命组织都必须具有一种基本的性质，这就是组织内部必须是“稳态”，即有机体具备这样一种能力：那些维系生命的条件一旦发生偏离，就会迅速得到纠正。比如生命活动的基础是蛋白质和酶，对于高级生物，生命活动所依赖的生化反应的温度都必须控制在 36～40 ℃，但无论是有机体内和体外，温度都可能受干扰而发生变动，有机体建立了一套机构，一旦体温偏离生命所需的恒定值，由此会引发一系列反应，使体温重新回到恒定值。对于其他生理、生化条件的恒定也是一样。坎农把它们称为“稳态”（一些书刊里翻译为“内稳态”），而维持躯体“稳态”的机制则被称为“拮抗装置（Antagonistic Device）”。
说到这里，我们不禁要感叹，东西方虽然有不同 的文化背景与历史，但对于人体维持健康能力的理 解，又何其相似：中医叫阴阳平衡。西医称由拮抗装 置维持的稳态。其实，对体表与内脏的联系，也有殊 途同归的认识：中医称经络，西医称海特氏带（内脏 牵涉痛区）。这是题外话，在此不作赘述。
1948 年，美国控制论专家维纳（Norbert Wiener）和生理学家罗森勃吕特（Arturo Rosenblueth Stearns）等提出，一个组织系统之所以在受到干扰后能迅速排除偏差、恢复恒定的能力，关键在于存在“负反馈调节”机制［18］。该系统必须有一种装置来测量系统在受干扰时的状态变量与维持有机体生存时该变量所必须处于的恒值（称为控制目标）之间的差别，这种差别被称为目标差，然后由目标差来控制效应器，只要效应器的作用能使目标差逐步缩小，那么该系统的状态变量在受干扰后就能依靠这种调节机制自动恢复到目标值，以保持各种状态变量的稳定。
负反馈调节的关键在于，目标差的检测、效应器 作用的发挥以及系统状态的变化，三者组成了一个 封闭的环路。在负反馈调节中，即使效应器仅仅作 出机械的反应，但作为整体却能达到调节的目的。我 们在日常生活中最熟悉的是房间温度或空调机的设 定。长期以来，负反馈机制被视作生命系统独有的 某种达到目的的能力，而受因果律支配的无生命系 统不具备这种能力。伴随负反馈调节机制的发现， 这类难题迎刃而解。如体温稳态、血压稳态、血糖稳态的维持，靠得都是这个负反馈机制。
然而，以反馈为核心原理的“控制论”尚属于系统论的初级阶段，比反馈更为深刻的普遍原理是”结构稳定性“（维系稳态存在的机制也必须处于稳态）。1972 年 ，法 国 数 学 家 托 姆 （René Thom）出 版 了 一 本名为《结构稳定性和形态形成学》的数学专著［19］，形成了和当时“控制论”平行的新理论体系。它第一次— 系统的结构稳定性，从而使稳态研究进入一个比“控制论”更深的层面。简言之，坎农提出生命系统必须是稳态的，控制论发现反馈是保持稳态存在的机制，托姆则提出保持稳态存在的机制本身必须是稳定的，只有它受到扰动时，才会发生稳态的偏离甚至突变。
1986 年，随着生物钟现象的发现，哈佛大学有研究者提出了两种类型的稳态：预见性稳态与反应性稳态［20］。前者是生物节律的基础［21］。后来，又有研究者提出“稳态竞争”的概念，如血气、pH 稳态与体温稳态的相互作用［22］。还有挑战性稳态的概念，认为稳态受扰动（挑战）时的反应比静息时的表现可提供较多的信息。挑战经常出现在代谢过程、氧化应激、炎症与心理应激之下［23］。但近 100 年来，尽管对身体内不同水平的稳态现象认识越来越丰富，越来越多的功能或结构系统的稳态被认识,已从整体深入到器官、组织乃至细胞水平，如神经元的稳态、因水平的稳态等，但稳态的基本概念没有更多的发展。
稳态的图示也可以有两种，一个是方向盘（图5a），另一个是用直角坐标系来表述的蛛网模型。应用方向盘是因为“控制论”一词 Cybernetics 来源于古希腊文，原意为“操舵术”，就是掌舵的方法和技术，只有操控好方向盘，不断纠正航线与目标方向的 差异（目标差），才能使船最快到达目的地。图5b也是用方向盘图示了针灸对心率的双向调节作用，即中医的“以平为期”。方向盘的图示可以十分简洁地表述机体稳态的“动态平衡”。
稳态的另一种图示法是用直角坐标系内用功曲线与对角线的交点来表述，图6显示了机体快速维持动脉血压稳态的机制。生理学实验证明：颈动脉窦感受到的血压数值和人体经调节后血压的关系是确定的，它是S型刺激 -反应曲线（Sigmoidal Stimulus-response Curve）。该曲线根据游离颈动脉窦压力改变后所测定的平均动脉压及心率的变化得出，图6 中的生理曲线亦称逻辑函数（Logistic Function）。
其中，横坐标x是颈动脉窦压；纵坐标y是颈动脉窦血压固定时人体迅速作出反应所规定的平均动脉压或心率数值。目前认可的压力反射曲线方程由 Kent等［24］提出，它可以表示为：y=A4+A1/［1+exp{A2（x-A3）}］，A1 为 y 的最大变化幅度，A2 为增长系数（反映曲线斜率），A3 为中央点（Centering Point），A4 为引起平均动脉压变化的最小窦压，exp（n）为自然底数e的n次方。
何为中央点？上述经验公式中，x 处于 A3 时，得到：y=A4+A1/2。
即中央点是正好处于反应范围 A1中间的那一点，在它上面是升压反射，它下面是降压反射。换言之，在中央点，升压效应和降压效应强度相等，意味着血压保持不变。在静息状态下，该点y值为 100 mmHg（１ ｍｍ Ｈｇ=０．１３３ ｋＰａ）。中央点代表了急性反射调节的最后结果，即动脉血压的稳定态。
上述经验公式自从 1970 年提出后，近半个世纪来被生理学研究反复证明及细化，但有一个问題始终没有引起生理学家的重视。这就是中央点（人体要 保持血压的稳态 100 mmHg）正好处于直角坐标系对 角线（y=x）与代表颈动脉窦压和人体经调节后血压 关系的生理曲线 y=F（x）的交点上。其实，这个问题 很容易用蛛网法得到证明。蛛网法在市场经济里早 有运用。大家熟悉的一个例子是如何决定一件货的 价格？一个是需求量，一个供应量，两条斜线的交点 就是它的价格。图 7a 就是它的蛛网模型。
同样，图 7b 显示了图 6 中央点的形成过程［9］：当实际血压数值（生理状态下等同于颈动脉窦压力）x 偏离 100 mmHg 时，如处于图 6 中远高于 100 mmHg 状态，心脏立即改变输出量将血压降下来。根据颈动脉窦压和人体经调节后血压的关系曲线，当人体改变后的血压明显低于 100 mmHg 时，颈动脉窦等立即感受到这一新的变化，对其作出升高血压的反应。进一步改变的血压又被颈动脉窦感受到，功能曲线再一次规定新血压，如此等等。我们看到 x 顺着图 7b中如同蛛网那样的轨迹回到正好处于对角线 y=x 和y=F（x）的交点上（即 100 mmHg 附近）。 该交点好像一个吸引子，不论 x 处于何值，蛛网都把它（调节点）吸引到对角线（y=x）和 y=F（x）的交点（即 100 mmHg这一点）上，这个吸引过程就是对稳态调节过程的整体宏观表达。
稳态的蛛网模型表述，可以填补现代医学生理、病理学科知识与临床医学之间的鸿沟。在《系统医学原理》［9］中，我们就是这样一步步从研究与开拓稳态的内涵及其数学表达出发，提出了有关系统医学的基本原理，包括系统医学的基本公式以及稳态调节的两种类型。
应用金观涛等［9］的这一公式，我们可以对疾病 或健康作出全新的定义。
5应用系统医学稳态理念整合中医平衡
尽管中医学平衡与系统医学稳态理念十分相似， 但也有许多不同而值得相互借鉴或整合的方面。
①健康与疾病的定义。健康在中医学领域表述为阴平阳秘，阴阳失衡就是病态；而在系统医学，机体的生存依赖于由多个、多层次功能或结构稳态组成的稳态全集的维持。应用系统医学的稳态理念，可以全面准确地理解健康与疾病的定义。健康表述为人体功能与结构的正常稳态维持。而所谓疾病，则是人体系统中一个或一组内稳态对规定值（它们被定义为正常状态）之持续偏离。当然，疾病也是一种稳态，是调定点偏离正常值后的稳态，即通常说的疾病稳定态。稳态全集破坏的结局是死亡（图 8）。
②维持健康的机制。中医学认为阴平阳秘是通过人体的经络联系、气血调和实现的。当阴阳失调出现疾病时，可以通过补虚泻实来恢复平衡。而系统医学认为，人体的稳态是通过负反馈机制实现的。
③疾病的机制。中医学认为阴阳平衡的扰乱（疾病发生）必须具备两个条件，一是正气不足，二是邪气侵袭。所谓正气，广泛存在于人体脏腑经络之中，它的充盛与否，取决于气的生成，即先天肾气和后天脾胃之气是否强盛。由于气与精、血、津液、阴、阳之间存在着相互化生的关系，所以这些物质的充足与否也直接影响着正气的盛衰。邪气，是直接干扰人体正常生理功能的因素，包括六淫、疫疠、七情致病、饮食所伤、劳逸失当、痰饮、瘀血等。以表述稳态偏离及其纠正为核心的系统医学基本公式，则可以一目了然地看到系统外干扰因素（外因）与系统内调节机制（内因）之间的分子、分母关系，有利于分析它们单独或合成变化时对疾病发生（稳态偏离）的影响。而且，因为人体系统是由多个、多层子系统组成的，每个内因或外因都可以进一步分解成子系统的内、外因，形成不断深入的一株“病因树”［9］。
④亚健康的定义。现代人流行“亚健康”之说。中医学认为，阴阳失衡就是病，阴阳平衡就不是病。中医学只有“未病”，没有“亚健康”。那么何谓亚健康？对此，应用系统医学稳态的理念说得更清楚：在环境暴露因子作用或机制老化的条件下，人体某种功能的目标值经常会发生轻微偏移。但在机体的自我修复机制的作用下，这种偏移一般并不持久，失调的功能很快就自动完全恢复了正常。这时机体虽可表现为疲劳或一些暂时的不适，但还未到可以确诊疾病的程度。这就是所谓的“亚健康”。简言之，稳态全集中的部分稳态暂时偏离了正常的目标值，但维稳机制（结构稳定性）尚未遭破坏，就是亚健康（图 8）。
⑤“治未病”与“与病相共存”的矛盾。中医学强调“治未病”。《内经》云：“上工治未病，不治已病，此之谓也”。何为“未病”？中医学的“未病”有两重涵义：健康与亚健康。所以“治未病”的主要思想是未病先防和既病防变（治疗亚健康）。西医强调预防，前些年提出“4P 医学”：预测性（Predictive）、先发制性（Pre-emptive）、个体性 （Personalized）、参 与 性 （Participatory）。 其 实 ，中 医 学 的 “治 未 病 ”也 类 似 与 西 医 的“先发制病”，不是一般意义上的预防为主，而是在其发病前的干预。当然，中西医的“先发制病”不同，西医采取基因疗法，而中医是通过强化患者的自愈机制实现的。但是，“治未病”的提法也有缺陷，一是有时 容易导致过度治疗；二是与近些年来提倡对许多慢 性病要采取“与病相共存”的理念相悖。当然也有人 认为无矛盾，因为“与病相共存”是指那些一次治不 好的病。对于能够治好或预防的疾病，当然要治好 它、预防它。从系统医学稳态理念来看，不要轻易扰 动已经趋于稳定的疾病稳定态，既使为了“治未病” 而实施任何中医干预，也要避免过度干预。
⑥平衡点及其调节过程的量化。以天平秤表述的中医平衡，目标是“以平为期”，但可以停留在不同的水平。而其中可能只有一种平衡点是健康状态，其他或高或低的平衡依然是病态。该平衡点不必一定是吸引子（系统科学的专门术语）；实现平衡的调节过程也很难量化。在系统医学里，对负反馈机制可以设置各种稳态的调定点（平衡点）；平衡点也是吸引子。此外，通过系统医学的基本公式，可对导致疾病的内因与外因关系作定量或者是半定量的计算。系统医学的研究还提出稳态有两种调节方式：限制性调节与非限制性调节（又称为自由调节）［9］。调节的目标都是减少目标差。在中医平衡的两种图示中，正是由于平衡量的限制与无限制，天平秤图示可以看作是自由调节（如补虚泻实），而阴阳太极图可以看作是限制性调节（阴阳总面积是一个常数，此消彼长，受该常数的限制）。这些内容，均待后续专文介绍。
综上所述，应用系统医学的稳态理念来解释或整合中医平衡，可以大力促进中医学的现代化或中西医的有机整合，完成建立系统中医学的重任。
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