中国科学家发起“中华象数组学”研究研究计划

理论研究

•通过象和数的运用，中医将复杂的现象和理论化繁为简，为人类健康提供了独特而有效的治疗方式。

•中医作为“人”学，其关注点在以“人”为中心的社会、心理、环境以及微观分子的跨尺度动态整体复杂表型的变化，构建的是从“象”到“数”的研究模式。

•天文历法是人类对宇宙的最早认识，建构在中华传统文化基础上的中医生命历法观是对中华文明宝藏的深入挖掘。

历法是中华文明论证问题的原始坐标和根本依据，其能够反映天象等自然规律，预测气候的规律性变化及其对物候的影响。人类的健康与四时气候、昼夜变化、地理环境及农耕活动之间密切相关，进而表现出对环境的适应性、节律性变化。此规律性变化反映了人与天地的相应关系，同时也揭示了人体生理活动和病理变化与自然规律的关联，故而人类生命也有相应的“历法”，正如《黄帝内经》云，“人以天地之气生，四时之法成。”中医学根植于中华传统文化，“中医生命历法观”是在长期的中医医疗实践中形成的以关注“人”为核心的中医特色生命观，从古代天文历法框架内取类比象，有机结合中医“整体观”“恒动论”“天人相应”“五运六气”等理论，构架生命“生长壮老”全周期、疾病全病程的动态生命时空观。

近年来中国科学家发起“中华象数组学”研究研究计划，笔者团队围绕中医生命科学研究，牵头发起了“中华象数组学”研究计划（又称“河图洛书计划”）。“象”和“数”是中华文化和中医哲学的基本特质中国科学家发起“中华象数组学”研究研究计划，结合大队列、多学科、宏观—中观—微观跨尺度分析、人工智能联合数学模型演算时间针灸学干支历法，构建“象数组学”，旨在将纷繁复杂的世间万物通过精准地跨尺度表型数据库分析，充分诠释“象”与“数”的奥秘，通过建立符合中医生态的象数组学大科学平台，进而揭示中医生命历法，解码中医经典理论的科学内涵，率先实现中医药理论“0~1”的突破，提高中医药智能精准诊疗策略水平，体现中医药发展的“根”力量。

中医生命历法观的核心内容

天地人——五运六气时序与生命节律

五运六气是运用天干地支等术数推演方式，依据天象变化预测人体生理、病理变化，探索疾病诊治方法的体系范式。“天五地六”和“十一而天地之道毕”构成了五运六气的基本架构。从天地时空入手是阐述生命规律的重要方法，五运六气则是以时间为主轴线，通过时间统摄空间维度，从而系统认识人体生命变化的过程。依次按照观象测候、根据干支推算值年的主运和主气、推六气、推五六相合、依据气候变化推算致病和相应的治法5个基本步骤，实现据天象养生防病和测病论治的目的。多项大样本的队列研究表明，疾病特征多与出生时的运气因素有显著相关性。因此，有必要基于大型队列人群全方位探究先天运气禀赋与疾病的关联，针对易感人群尽早干预，有效减少发病率。

“天人合一”在二十四节气变化中反映了一年之中自然现象的变化，其与人体生命节律之间存在着密切的关系。每个节气中不同的自然能量和气候特征都会影响人体的生理和心理状态，表现出人体的能量和代谢水平随之产生节律性变化。因此，在中医诊疗实践中，不仅要遵循五运六气的干支推演，而且需三因制宜。

阴阳——生物钟的调节

“阴阳”作为中医认识论体系的基础，阐明了生命现象中的阴阳对立制约、互根互用、消长平衡、交感互藏、互相转换等系列复杂矛盾转化关系。《素问·金匮真言论》指出“平旦至日中，天之阳，阳中之阳也；日中至黄昏，天之阳，阳中之阴也。”说明了昼夜中阴阳的彼此消长平衡，人体阴阳之气具有与之相应的节律。据此，人们应该根据不同的时间段，与天地阴阳变化相应，调整自己的行为和心态，以达到与宇宙协调一致的状态。而在病理状态下，阳不入阴则会造成“昼不精，夜不瞑”的生物钟紊乱现象。因此，测病论治时也应根据生物钟的变化进行调整，以更好地处理病情的发展。

上海中医药大学“骨健康团队”前期以骨的微观重建为着眼点，发现骨形成与骨吸收体现阴阳动态转换平衡的周期关系。骨生成和骨吸收处于不停的周期循环中，二者通过匹配机制完成平衡和周期性的骨重建，从而维持骨骼的稳定。总之，人体的活动应顺应于自然的阴阳变化，遵循生物钟的变化规律。

藏象——五脏六腑的节律

藏象是临床各科辨证论治的理论基础时间针灸学干支历法，主要研究机体脏腑生理功能、病理变化周期规律及相互关系。脏腑的时辰对应与经络的流注顺序有关。《灵枢·卫气行》云：“岁有十二月，日有十二辰，子午为经，卯酉为纬。”子午流注学说即是将十二时辰与十二脏腑相对应，用天干地支的变异规律推算人体的气血循环、时穴开阖以及脏腑经气的盛衰，顺时则养，逆时则损。据此选择适当时间治疗疾病，可以获得较佳的疗效。人体脏腑节律即为五脏六腑主时规律。五脏六腑的相关疾病在不同的季节有着不同的表现。如《素向·脏气法时论》所言：“病在心，愈在长夏，长夏不愈，甚于冬，冬不死，持于春，起于夏。”其盛衰存在着一定的节律性，具体表现为旺于同本脏阴阳五行属性相同的时令，衰于气所不胜之时令。通过时间周期节律与生理病理的周期节律相对应，能够更有效地进行养生调摄，以及更有针对性地研究和治疗疾病。

生长壮老——全生命周期

人体生长壮老的生命周期规律早在《黄帝内经》时就被高度关注。《素问·上古天真论》：“女子七岁，肾气盛，齿更发长。”该篇详尽阐述了人体在不同的年龄，生长发育、形体壮盛、衰退老化的生理变化情况，归纳出了女子“七七”，男子“八八”的生命节律，成为中医学最早注解生命历法的思想。笔者团队前期通过3个中心、10个年龄段、1044例健康人临床流行病学调查研究，证明了“生长壮老”过程中存在规律性的生命周期变化。进一步提出“生长壮老取决于肾”的认识；并发现神经、内分泌、免疫系统的相关指标随年龄而呈现规律性态势，在整体水平上从神经—内分泌—免疫网络系统角度解析了“生长壮老取决于肾”的现代科学内涵，率先从中医“肾精”角度构建了中医的生命周期历法。

未病、欲病、已病——疾病的规律

中医对疾病规律的认识同样具有完备的体系。唐代孙思邈在《备急千金要方》中归纳了疾病发生发展的3个时点：“上医医未病之病，中医医欲病之病，下医医已病之病。”，即“未病”“欲病”“已病”。对疾病全病程的管理，中医学认为当“未病先防、既病防变、瘥后防复”，制定了详尽的治疗体系。对于疾病的传变，中医学也有深刻的认识，如《伤寒论》言：“夫治未病者，见肝之病，知肝传脾，当先实脾。”提出了针对疾病变化规律的防治之策；同时对疾病每个阶段的预测也有大量记载，揭示了疾病不同阶段在体内的周期规律。

笔者团队研究还聚焦脊柱病的早诊早治，建立了一种适用于核磁共振影像的新型图形分割网络技术方法——，实现了腰椎间盘退变相关区域的高准确率分割。目前对于“已病”的诊断可在1秒内对1张腰椎磁共振影像中的5个腰椎间盘共计20个参量完成自动测算，并得出精准的椎间盘退变分级判断标准。通过影像组学平台建设和大队列、数据库建设，有望指导椎间盘退变的手术时间窗的建立，更好地实时动态、无创精准指导手术及非手术治疗与康复方案的实施与评估，深化对未病、欲病、已病精准规律的认识。

解码中医生命历法的基石——象数组学

“象”和“数”来自占卜的征兆和数理对事物变化的象征。象数思维主要通过取象比类的方法以阴阳五行为基础，对世间事物的演变化裁进行古典数学建模与预测。

“象”代表着对于现象的观察、分析和综合的能力。通过对象的观察和分析，将复杂的疾病现象转化为具体可见的象征，使抽象的理论和治疗原则更加具体和实用。通过望、闻、问、切，从病人的面相、舌象、脉象、症象等方面获取四诊信息，推断出人体的阴阳平衡和脏腑功能的健康状况。这种以象为基础的测病方法是中医辨证论治的核心，为中医师提供了诊治的方向。

“数”则体现了“大道至简”的原则，认为复杂的事物可以用数学公式和法象图形来表示和概括。数的运用为中医提供了一种清晰而简洁的表达方式，使复杂的疾病模式和治疗原则能够转化为可视化的形式，更容易被理解和应用。实现天人合一，古今相合，人我相应，乃至于道明数极，这种数的思维方式反映了中医的终极追求——对人体生命历法的解构。

“象”和“数”在现代生命科学领域则进一步扩充了其内涵。基因组、蛋白质组、代谢组、影像组等可归属于现代“象”的一部分，而人工智能、深度学习、图论等属于“数”的内容。“象数组学”由此孕育而生，其以中国古代哲学为思想指导，充分容纳了现代科学技术手段，增加了宏观、中观、微观多层次可观测的“象”，在传统的归纳总结方法基础上亦大范围吸纳现代智能方法、数学模型，力求实现中医药的现代化、智能化、智慧化创新发展。

通过象和数的运用，中医将复杂的现象和理论化繁为简，为人类健康提供了独特而有效的治疗方式。中医的智慧亦通过象和数的形式得以凝练和传承，故而解码中医生命历法，实现中医的现代化发展必须基于象数组学，方可“识得庐山真面目”。

象数组学的源头及解析生命历法的路径——河图洛书及河图洛书计划

河图洛书即中国文字出现前最早的天文历法，其中河图表示了十月太阳历，洛书表达了五行历及干支历。河图洛书的点数关系和方位数的转换关系都与天文历法相关。河图洛书作为象数思维、象数文化的源头和代表，既反映了天文历法，也是人体生理活动与自然规律相互关联的重要参考。其不仅代表着古代先哲对于象的敏感观察和洞察力，也体现了中国传统思维中数的思想。从象数组学的源头出发，将中医的生态概括凝练转化为几何图形和数学关系，进一步加深对中医生命本质的理解和应用，由此展开解构中医生命历法的篇章。从“象数”之源——河图洛书出发，遵循中国古典哲学思想和方法论，用符合中医生态的现代技术传承创新发展中医，建立中医的新时代研究范式，实现象数组学解码人体生命规律。

象数组学解析生命历法的总目标是，集天地人万象构建人体生命健康数学模型与生命历法导航图。规划路径为“一体两翼”构架：主体是建立中医“调和法”“调衡法”理论体系，作为中心思想用以指导研究方向，内调气血脏腑和合，外调动静筋骨平衡，以“平人”为期，达到天人合一。左翼，充分运用组学技术进行中医象的采集与测量，研发中医大科学装置，对中医的时空表型进行标准化测定，“测量一切可测之物，并把不可测的变为可测。”对主观表型进行跨尺度、多模态整合；右翼，研发符合中医生态的人工智能算法进行象的规律挖掘，以数的形式展现和迭代。

象数组学研究范式的建立

古病与今病不同，过去的研究范式和今天的研究范式亦不同，生命科学发展至今经历四大范式：第一范式，实验范式；第二范式，理论范式；第三范式，计算机仿真范式；第四范式，数据密集型范式。西医研究范式集中在解剖结构和“还原论”研究，中医注重“整体观”“恒动论”“辨证论治”和“中药复方”等中医的原创思想方法和技术，然而目前国际上仍缺少符合中医生态的研究范式，研究范式的建立是中医研究的生命线。

中医作为“人”学，其关注点在以“人”为中心的社会、心理、环境以及微观分子的跨尺度动态整体复杂表型的变化，构建的是从“象”到“数”的研究模式。对于中医的现代化研究范式的创新，亟须建立完善“象数组学” 研究范式。其技术手段包含：从中医“象”思维出发，跨尺度多模态采集中医表型和密集数据；以中医“数”抽提简化为手段，归纳和表征中医原创理论的数学和图形规律。

“象数组学”研究范式聚焦中医“象”和“数”，是在数据（表型）密集基础上，融入中医原创理念引领，力求用数学模型和法象图示总结规律，是新型中医研究范式。

象数组学解析生命历法的实例

“肾精生命历法”是象数组学研究范式的具体应用，其涵盖了中医表型测量，高性能计算，临床应用和理论提升等。

中医“象”的采集：建立百万级“证病结合”人群队列和生物样本库，制定中医表型采集标准，探索中国人生长壮老全周期生理规律，深入研究“肾精”相关器官、组织、细胞在全生命周期中的特征和变化，建立“肾精”多模态图谱；建立多脏器慢性疾病真实世界注册登记与临床试验记录系统，采集肾精系列慢性病的真实世界临床诊疗记录，探索中医证候病理机制及复方用药疗效。研发大科学装备，在中医表型采集中充分开发和运用5G、传感器、微电子系统、图像处理等技术，攻关形成智能化中医表型测量评估装备，充分融合传统四诊和现代科学技术。

中医“数”的规律：成立国家级中医大数据与超算中心，多学科联合研发符合中医生态的智能大模型。经验驱动模型构建：在中医核心理论，国医大师临床经验等权威指导下，进行有目的性、可解释性的中医规律数学表征研究，利用人机对抗、神经网络等方式构建“国医大师数字人”；数据驱动的模型构建：研发原创算法，以中医表型组学学科模式跨尺度整合多组学、全景式、动态性，时空性数据，探索中医证候、经络、复方等复杂系统的内在驱动力和实现机理时间针灸学干支历法，建立“肾精系统”“肾骨系统”“肾脑系统”“肾脑骨系统”等生命健康数学模型。

对于病种的研究，根据笔者团队前瞻性大型“病证结合”原发性骨质疏松症队列研究（CCCO队列），发现其以肾阴虚、肾阳虚多见，进步当充分采集宏、中、微观三观表型。在充分的“象”基础上，运用深度学习算法分类抽提与归纳形成“数”的规律，并在临床运用中不断总结归纳其全病程规律。真正建立具有中医思想指导的可推广应用的疾病预诊疗康一体化策略。

医学是多学、人学、至学。多学是指医学植根于包括人类所有知识、技术、艺术、学术的三大学科——自然科学与技术，社会科学与方法，人文学科与文化。天文历法是人类对宇宙的最早认识，建构在中华传统文化基础上的中医生命历法观是对中华文明宝藏的深入挖掘。以五运六气时序、生物钟调节、五脏六腑的节律、全生命周期及疾病传变规律五个方面为核心，通过象数组学解析生命的动态时空规律，有望建立新时代的中医生命历法，深化对生命节律的理解，建立符合中医生态的研究范式，促进中医的全面发展，实现中医的伟大复兴。

中国科学家发起“中华象数组学”研究研究计划