（六）实证与可操作性

与自然医学（传统医学）相比，实证医学具有有两个鲜明的特征：一个是客观化，一个是规范化。这正是中医现代化（即科学化）的两大目标，数代耕耘而孜孜不倦。似乎达不到这两个目标，就进入不了现代科学的体系之中；那么反过来说，所谓自然医学并不客观，也不规范。此事并非不可理解，因为它们出现在现代科学诞生之前。然而，一个现实的问题是，传统医学是否应该与时俱进？如果仍然寄希望于现代化，迈过这两道坎则是关键的进步。

这里，先看看客观化，也即实证与可操作。现代医学能够称之为实证医学，即它在实证和操作方面完全跨过了这道门槛。客观化是科学研究求真务实精神的具体体现，它要求科学概念、科学理论必须符合客观实际，必须能够实证和具备可操作性。

1. 可确定性

现代物理学家马克斯·波恩（Max Born，1882-1970）说过，“我建议用‘可确定性’来表达科学思维的基本法则。一个概念，不管是否可以应用于特殊情形，只要它是可确定的就使用它。”[注：科学家论方法（第1辑）. 内蒙古出版社，1983：357]

为什么玻恩如此重视“可确定性”？因为它是科学概念和科学理论客观性、可预见性和可发展性的前提，并贯穿于科学研究的整个过程。对比一下实证医学与自然医学的概念，可以看出二者之间的差异，用“差之毫厘，失之千里”来表达并不为过。

何以解剖学成为医学革命的先导？就是因为从“可确定性”的人体结构开始，才有了后来基于其上的生理学、病理学、病理生理学、生物化学、生物物理学、细胞生物学、分子生物学、药理学，以及与此匹配的病原微生物学、免疫学、流行病学等，才有了雨后春笋基础医学体系。

看看医学革命前的情景：那时的先贤还不能准确地认识人体的解剖结构，为了满足临床现象的解释以及治疗需要，只能仓促地拉来“四体液说”“三灵气说”等等，阐释人体的生理、病理和治疗原理。当这两种学说权威性地支配医学理论体系的时候，恰是医学不能长足进步的时期。人们并不能准确地界定那个为了符合四元素学说的血液、黏液、黄胆汁、黑胆汁，因为它们实中有虚，似是而非，以其自然哲学的气质而非可确定性概念，阻挡人们进一步深入研究各自的物质组成。它以其飘忽不定的长袖善舞，把芸芸众生陶醉在云山雾海，甚至连多问几个为什么的好奇心都被抹杀。

中医学也是这样，《黄帝内经》在粗糙的、不确定的解剖学知识基础上，援引阴阳五行学说、精气（血）学说，来解释人体的生理、病理和药理。在脏腑学说里，肺、肝、肾、心、脾有了金、木、水、火、土的匹配（彼此循环相应的互释），阴、阳、气、血的分类（随意性），形成了一个实中有虚、以思辨为主的庞大的概念和理论体系。由于缺乏严格的确定性，人们只好自我安慰：中医的脏腑是一个功能单位。但是，它是一个缺乏物质、结构基础的功能单位（生理、病理、药理），是一个基础研究无从起步的功能单位，就让人不得不反思。

2020年8月，女科学家组织GWIS（Graduate Women in Science）公布了2020年度的荣誉会员奖（共包含三个奖项），将其中的佛罗伦斯·萨宾杰出研究奖（Florence R. Sabin Award for Research Excellence）授予生物学家、普林斯顿大学雪莉·蒂尔曼终身讲席教授颜宁（美国科学院外籍院士），以表彰她在科研领域的杰出贡献。

颜宁接受了GWIS LEAD杂志的深度采访，畅谈了自己的研究工作、职业生涯，以及做导师的心得体会（见《科学网》“颜宁教授获2020年佛罗伦斯·萨宾杰出研究奖：我最大的成就是培养了一批年轻学者”）。其中，颜宁说：

“开始自己的独立研究项目以后，我很自然地就选择了继续研究膜蛋白结构生物学，因为这里面还蕴藏着太多的问题。

而在成千上万个膜蛋白中，我选择了我所认为具有重大生理和病理生理意义的蛋白，我希望我们既能了解基础生物学，又能推进对一些疾病机制的理解和相关药物的开发。 

膜转运是维持细胞内稳态、转换不同能量形式、产生和传递信号的重要生理过程。化学物质的跨膜运动方式主要有扩散、囊泡转运，以及蛋白质介导的促进扩散或主动转运。

通过研究典型的通道、单向运输载体、次级主动运输载体，我希望揭示膜转运的基本原理。

过去，我们实验室在阐明人类葡萄糖转运蛋白（GLUT）和各种真核生物电压门控钠/钙通道（Nav和Cav）的结构方面取得了重大进展。

接下来，我们的目标就是获得这些膜转运蛋白处于不同工作状态下的结构，以便能更好地理解脂质是如何调节它们的活性，以及疾病相关的突变是如何削弱它们的正常功能的。

此外，基于我们之前已经获得的内源性钙离子通道的结构（Cav1.1和 RyR1），我们打算用冷冻电镜断层扫描技术来解析由质膜锚定的Cav1.1和肌浆网锚定的RyR1所形成的原位超微结构，以期能在更高的时空分辨率下重现肌肉的兴奋-收缩耦联。

我相信，这些研究将最终引发细胞内机电耦联机制的破译，并促进基于结构的药物开发。

看了这一段结构生物学家的工作思路，让人深信不疑的是：只有确定的东西（比如“膜蛋白”）才能够蕴藏着许多具体的问题，才能够逐渐深入下去，拓展无穷的研究空间（包括基础理论和应用开发）。而虚无缥缈的自然医学，只能让人陶醉在虚无缥缈之中。

2. 可操作性

确定的东西才能够被测量，才具有可操作性，这是自然医学止步的主要原因。

1616年4月，在骑士街圣保罗教堂附近的学堂，威廉·哈维（William Harvey，1578-1657）经过大量的实验操作，第一次提出了关于血液循环的理论。因为这一出色的研究，使得他成为与哥白尼、伽利力、牛顿等人齐名的科学革命的巨匠。他的《心血运动论》（1628年出版，图0-6）一书也像《天体运行论》、《人体的结构》、《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》、《自然哲学之数学原理》等著作一样，成为科学革命时期以及整个科学史上极为重要的文献。

图6  哈维的《心血运动论》中译本

其实，为了研究人体和动物体的生理功能，他解剖的各种动物超过80种。那么，哈维是如何通过操作开创了实验生理学的先河，被被誉为“近代生理学之父”的呢？他的研究可以归结为三个方面：

（1）比较方法得出血液流动动力来自于心脏：他由表及里，由浅入深地描述了人体的皮肤、脂肪、表层肌肉、腹脏器官，并运用生动的比喻以加深听讲者的印象。在描述胸腔和胸部器官时，哈维以很大的篇幅，论述了心脏的结构，心脏的运动及心脏及静脉中瓣膜的功能。他明确指出：血液不断流动的动力，来源于心肌的收缩压。

（2）定量方法得出血液是循环的：哈维估计心脏每次跳动的排血量大约是两盎司，由于心脏每分钟跳动72次，所以用简单的乘法运算就可以得出结论：每小时大约有540磅血液从心脏排入主动脉。但是540磅远远超过了一个正常的整个体重，甚至更加远远地超过了血液本身的重量。因此，他明显地认识到了等量的血液往复不停地通过心脏。

（3）实验方法血液流动方向：哈维用兔子和蛇，反复做实验，他把它们解剖开之后，找出还在跳动的动脉血管，然后用镊子把它们夹住，观察血管的变化，他发现血管通往心脏的一头很快膨胀起来，而另一端就马上瘪下去了，这说明血是从心脏里向外流出来的，由此证明动脉里的血压在升高。他又用同样的方法，找出了大的静脉血管，用镊子夹住，其结果正好与动脉血管相反，靠近心脏的那一段血管瘪了下去，而远离心脏的另一端鼓胀了起来，这说明静脉血管中的血是流向心脏的。

哈维在不同的动物解剖中发现了上述同样的结果，也做了人体的体表实验（图0-7）他终于得出了这样一个结论：血液由心脏这个“泵”压出来，从动脉血管流出来，流向身体各处，然后，再从静脉血管中流回去，回到心脏，这样完成了血液循环。

图0-7  哈维关于人体静脉血回流的试验

提出这一假说后，他花费了九年时来做实验和仔细观察，掌握了血液循环的详细情况。但是，由于条件所限，哈维无法证明动脉血是怎样进入静脉血管中的。他曾断言：动脉血管和静脉血管之间，一定会有某种肉眼见不到的起连接作用的血管，他没有找到这种“中介”的毛细血管。这一工作后来是由意大利医学家马尔切洛·马尔比基（Marcello Malpighi，1628-1694）在显微镜下最后完成的。

事实上，自然医学里早已有过关于血液运行的权威理论。最早是古希腊哲学的集大成者亚里士多德（Aristotle，公元前384-322，马克思称之为古希腊哲学家中最博学的人物）的观点，描述了心脏和心包的轮廓、大血管在心脏的出入口，以及血液经由心脏流至其他部分而营养全身。亚里士多德的认为：①食物在心脏内转变成血液；②心脏给血液加热；③动脉里充满了空气；④心脏产生“元气”；⑤静脉和动脉血都有涨有落，有时向心脏流入，有时从心脏流出。这种观点来自于当时的一种理念：天体运行是永无休止的匀速圆周运动，大地上的一切现象都是自始至终的直线运动。而且，亚里士多德认为：“心脏是身体结构逻辑运转的最高形式，围绕心脏的物质流动是一切运动形式的最高等级，万物起始的总体根源。”[Walter Pagel. William Harvey and the Purpose of Circulation. Isis， vol.42，No1，1951：28]哈维通过实验操作证明，血液是可以自行运动的，心脏不过是循环的一个环节已，破除了人们对身体的心脏崇拜[王广坤. 从“生命灵气”到“血液循环”：近代身体话语的科学转型. 文化研究，2017年冬辑刊]。

再就是古罗马医学的代表人物克劳迪亚斯-盖伦（Claudius Galenus, 129-199），他在亚里士多德的基础上提出了“血液潮汐论”。这一理论也可以用“三灵气说”表述：人的静脉血带着从食物营养中来的“自然灵气”，与空气接触后变成带有“生命灵气”的动脉血，再流经大脑变成“动物灵气”，动物灵气通过神经系统支配全身的感觉和运动。这一臆测性学说，直到16世纪哈维的血液循环理论建立起来以后才被人们抛弃。

盖伦认为，肝脏将人体吸收的食物转化为血液。血液由腔静脉进入右心，一部分通过室间隔肉眼看不见的小孔（实际上，动物解剖可以看到，室间隔是一块很厚实的隔膜，上面没有孔洞）由右心室进入左心室。心脏舒张时，通过肺静脉将空气从肺吸入左心室（左心室是自然灵气的储蓄池），与血液混合，再经过心脏由上帝赐给的热的作用，使左心室的血液充满着生命灵气（vital spirit）。这种血液沿着动脉涌向身体各部分，使各部分执行生命机能，然后又退回左心室，如同涨潮和退潮一样往复运动。右心室中的血液则经过静脉涌到身体各部分提供营养物质，再退回右心室，也像潮水一样运动。

自然灵气的来由是这样：携带生命灵气的血液，大部分去到身体各处，维持生命力。一小部分往上走，去到大脑。大脑底部有一片疏松的血管网，叫做迷网（rete mirabile）。迷网以血液和自然灵气做原料，提炼出动物灵气。动物灵气主要负责人的感觉和运动。一部分物精会变成脑涎，通过颅底的筛骨小孔进入口鼻，就是鼻涕。 

在后来的1000多年，大家对盖伦的“三灵气说”深信不疑，尽管从来没人看到室间隔中的微孔，也找不到三种“灵气”之间转化和营养身体各个部位的可靠证据，直到1628年哈维发表的划时代著作《关于动物心脏与血液运动的解剖研究》（中译名称《心血运动论》）。 

以上可以看出，自然医学的猜测既不能证实也无法证伪，不会带给医学研究任何积极正面的影响，甚至造就一代又一代膜拜者，从而抹煞人们的好奇心和探索意愿。同时代的中医学也是这样，《灵枢·营卫生会》说：“营行脉中，卫行脉外，营周不休，五十而复大会。”认为由饮食水谷化生的精微物质形成营卫之气，其“精专”部分即营气从中焦进入肺脉，通过心及其所主血脉的化赤作用，在脉中化为血液，循行流注于经脉之中，沿着十四经脉的分布路线，始而手太阴肺经，终而足厥阴肝经。其“慓悍”部分直至上焦（胃上口），并咽上膈，布胸中而走腋，沿手太阴肺经之分，在经脉之外，随着营气运行的同一路线、方向和速度，在经脉外与营气并行不已。

虽然“流行不止”、“营周不休”、“如环无端”的说法，部分猜测到“血液循环”的特征，但由于缺乏实验操作的辅佐，可能永远也不可能导致准确精细并允许修正的“血液循环”理论。

3. 可重复性

可重复性、可检验性是假说上升到理论必不可少的环节。因此提出假说必须以相关事实作为支持它的经验证据，以相关原理作为论证它的理论前提。作为一种猜想、一种思辨，它是在科学知识的土壤里生长的，是关于事物现象的因果性或规律性的假定性解释，是用来回答由事实提出的问题，并且是可以经由事实进一步检验的。因此，科学的发展形式不是别的，而是假说的形成、检验以及更替的历程。

科学家通过排除了主观因素的可控实验发现因果事实，进而推导出普遍规律。所以，理论上任何成功的科学实验都应该可以在不同的研究主体间重复检验，这就是科学的客观性。

K.Popper 在《科学发现的逻辑》里论述道：“只有当某些事件能按照定律或规律性重复发生时，像在可重复的实验里的情况那样，我们的观察在原则上才可能被任何人所检验。只有根据这些重复，我们才确信我们处理的并不仅是一个孤立的“巧合”，而是原则上可以在主体间相互检验的事件，因为它们有规律性和可重复性。”

的确，科学不关心个别现象，科学关心的是适用于所有时空所有人的普遍规律，它重复出现从不消失也不因人而异。也正因此，科学规律才具有客观性与预测性。另一方面，为了保证客观性，科学发现必须是公开的，以便使之能够置于所有人的监视之下，任何人按照公开的程序和方法都能对实验进行重复性检验。科学不承认“神秘现象”，也不认可秘而不宣，公开发表了论文，就有责任公布实验程序和数据。

1963年，北朝鲜一位名为金凤汉的科学家，在《北朝鲜医学科学院杂志学报》（Journal of the DPRK Academy of Medical Science）第5期上发表了长达40页、题为《On the Kyungrak system》的论文，宣称找到了经络，并将之命名为“凤汉管”（Bonghan duct）和“表层凤汉小体”（Bonghan corpuscle）。

此次发现震惊全球医学界，大阪市立大学医学部副教授藤原知组织了研究小组，进行重组回溯性实验研究，但经过大量实验之后，并未发现“凤汉管”和“表层凤汉小体”的确实证据。奥地利的组织学权威 Von Kellner G 在同类研究之后，指所谓的“凤汉小体”只是一种胚胎发育期残留下来的小器官，不可能有所谓的经络功能[]。最终金凤汉由于拿不出具体证据，而跳楼自杀[]。

图0-8  金凤汉发现“凤汉管”和“表层凤汉小体”的纪念邮票

这个事件表明，科学发现必须要经得起“可重复性”的检验，而不是天马行空的思辨和联想就可以完成的。前面提到的“科赫法则”，是可重复性原则的另一方面的解说。

1881年，罗伯特·科赫（Robert Koch，1843-1910）先研究了结核病死亡者的肺，没有找到结核菌。可当他把病人的排泄物给动物进行接种，并在接种 3～4 周后杀死的动物肺内发现一些灰色结节，证明它们感染了结核病。但是他把结节压碎，涂在盖玻片上进行检查的时候，仍然看不到结核菌。一次又一次的失败，他一次又一次地变换方法，反复的试验使他意识到：结核菌很可能是透明的，必须给它染色才能被观察到。于是他用各种色素进行染色试验，并不断改变染色方法，终于在第271号样品中发现了染上蓝色素呈细棒状的结核杆菌。他又用血清培养基对结核杆菌进行培养，获得了人工培养出的结核杆苗。他将结核杆菌制成悬液注射到豚鼠的腹腔内，豚鼠因此感染了结核病，实验严格而科学地证明了结核杆菌是结核病的病原菌。从科赫完整的实验记录中可以看到，他一共研究了98例人体结核病，34例动物结核病，接种了496头实验动物，取得了43份纯培养，并在200头动物中进行菌毒试验。

从他的实验中可以看到，假说来自确切的事实，检验假说更加需要确切的事实。1882年3月24日，他在德国柏林生理学会上宣读了他发现结核杆菌的有关论文，并于同年4月10日将论文发表在《柏林医学周报》上，引起医学界的轰动。发现结核杆菌后，科赫通过进一步研究又阐明了结核病的传播途径是空气和接触，他指出，要征服结核病，“首先要尽人类的能力封锁传染病菌的来源。这些来源之一并且最重要的一个是结核病患者的痰。”1905年他因研究结核病，发现结核杆菌与结核菌素而荣获诺贝尔生理学及医学奖。

由于可重复性的权威性，使正确学说具有极大的排他性。1882年3月24日，在柏林生理学学会上，罗伯特·科赫迈着矫健的步伐走上讲坛，缓缓地打开他那富有历史意义的篇章开始讲演。据当时在场的学者这样写道：当科赫宣布发现了结核分枝杆菌时，全场先是数秒钟的鸦雀无声，继之突然爆发出狂热的掌声和欢呼，全体起立，一些人奔向讲坛祝贺他的成功。著名的病理学家鲁道夫·魏尔啸（R. Virchow，1821～1902）也参加了那天的会议，他会后戴好帽子、系好斗蓬默默地步出了会场。多少年来，他坚持认为“瘰疠”和“肺痨”是两类病因不同的疾病。但是，科赫的发现让他闭上了嘴巴。

其实，与39岁的罗伯特·科赫相比，作为细胞病理学创始人的61岁的魏尔啸（1858出版的《细胞病理学》成为医学经典），早已是那个时代的医学权威。但科学发现具有明确的排他性，用事实说话胜过任何权威。因为在科学家眼里，客观事物的真相具有唯一性，科学研究就是发现真相、逼近真相。魏尔啸多年关于“瘰疠”和“肺痨”的病理学“研究成果”，除了淘汰之外，没有任何存在的价值。