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揭秘“腦象圖測評技術”(三) 深入探索

原創
2020-01-18  高行之


腦象圖技術獲得國家發明專利認證至今已經二十七個年頭了,既然這么有效,為什么到今天絕大多數中國人還不知道?

腦象圖技術只是采集了腦電信號,是怎么得出心理品質、心理狀態、性格特征、能力特征、學習風格、思維特征這些結果的呢?

從一接觸腦象圖,這兩個問題就纏繞在我的腦海中,沒有人能給出令我信服、滿意的答案。慢慢發現,持同樣疑問的人還真的不在少數。連推廣腦象圖的人都無法圓滿解釋這兩個問題,也就難免讓人生疑。

那么,真相到底是什么呢?

多年的研究養成了我獨自探索的習慣,我的研究經歷也充分證明了古人所說的“莫見乎隱,莫顯乎微”,因此,我堅信,只要用心,肯定會有線索。很快,我發現2012年11月29日的山西新聞網、《山西日報》刊登過一篇名為《50年,凝神鉆研腦象圖》的報道,其中寫道:“前后經過接觸1萬多例包括癲癇病、老年癡呆癥、抑郁癥、孤獨癥患者的臨床實測,她最終突破了傳統腦電波只能檢查病人的大腦有無疾病,而對人類思維問題束手無策的現狀。依靠多年實踐經驗,她將腦電波通過電腦進行數學建模處理,首次建立起四維空間的腦象圖,并通過腦象圖的形狀、面積以及線的密度、復雜程度分析出一個人的潛在能力和性格。1989年,生物信號處理方法和設備(簡稱腦象圖)終于出爐……。”根據報道中的說法,腦象圖是王德堃教授通過臨床實測,依靠實踐經驗,將腦電波用電腦進行數學模型處理而建立起來的四維空間的圖形,并通過圖形的形狀、面積以及線的密度、復雜程度分析出人類的思維特性的。

1991年王德堃教授發表的論文《腦波判讀中流失了什么?—— 腦心編碼與精神勢態的表述》中寫道:“腦波編碼分析方法是由筆者自行研制的生物活動參量處理設備來完成的;它同時具有檢測神經勢態和檢測精神勢態這兩種功能。與前者相關的技術指標有常規腦電圖、幅頻特征表及直方圖、能級躍遷花樣、腦心耦合系數及黃金曲線等;與后者相關的技術指標是一組約化公式及其對應的模式圖解。”

我們注意到,文中并沒有出現“腦象圖”一詞,而是使用“腦波編碼分析方法”這一名稱;同時,實現這一方法的設備被稱為“生物活動參量處理設備”,這與1993年獲得的國家專利的正式名稱是一致的。而在《自然雜志》1992年07期發表的《腦象圖的混沌美及其應用》一文是筆者所查到的“腦象圖”這一稱謂第一次在學術期刊上出現。由于在其發表近一年后才獲得的專利中并沒有出現“腦象圖”這一稱謂,可以推測大概在此文發表之前,關于國家專利的申請已經正式遞交國家專利局了。

在《腦波判讀中流失了什么?》一文中王德堃教授展示了她的研究結論:“常見病種有腦外傷、腦瘤或轉移瘤、腦炎、腦出血或梗塞、癲癇、強迫癥、不同原因的昏迷等,測試結果與精神事件大趨勢的符合率為78.4~93.5%。”這個結論是怎么得來的呢?原來,王教授“憑借異常高超的審美直覺”提出了一個非常大膽的“科學前言認識,向腦波學滲透一下,將腦、心兩個獨立系統的信號進行網絡式編碼,構建一個縱橫捭闔的編碼分析體系。從科學簡單化原理出發,將視野撒向網絡相干和整體,以求超脫那種常規的孤立判識狀態。”而這個“網絡式編碼”,就是王教授定義的“一組約化公式及其對應的模式圖解”,即“腦波編碼分析方法”。

《腦波判讀中流失了什么?》、《腦象圖的混沌美及其應用》這兩篇文章構成了王德堃的腦象圖理論。從這兩篇文章可以看出,此時的王德堃憑敏銳的直覺從粒子運動、蝴蝶效應等混沌論獲得了啟發,依據她自己超常規大膽設定的“腦波編碼分析原則,建立3×3行列式,并將其引進腦心分布間電活動的網絡模型:G=Acosωt+B。通過計算機運算,將其運動軌跡演化成具有動力學特征的混沌圖像。”這就是“腦象圖”。

此時我才恍然大悟:難怪發明了這么多年卻沒有得到科學界的一致認可,根源就在于王德堃教授所使用的方法并沒有采用科學界所公認的常規的“嚴謹、科學、定量”的論證方法。按照常規,科學的論證一定是一個完整的、閉合的論證鏈,1、2、3、4、5一步步推理論證,如果少了其中任何一個環節就得出了結論,那就是有問題的論證。比如少了環節3從2直接到了4,那么如何就從2到了4呢?依據是什么?拿不出公認的證據,整個論證就是不可靠的。通俗地講,腦象圖是王德堃基于自己的實踐經驗和自己對混沌理論的理解以及對自己所觀察到的病例和被試所作的定性的分析,依據自己設定的編碼原則用一個自己設定的公式對腦波進行了數據轉化,從而得到了一系列的點,這些點就形成了腦象圖。這不但不符合科學界所公認的常規論證方法,就是與公認的混沌動力學的論證方法也同樣有著很大的不同,難怪連王教授在論文中自己都承認這是“非平常的分析方法”。

那么,這個“非平常的分析方法”到底有沒有科學性?要搞清楚這個問題,我們就必須先了解一下到底什么是混沌動力學。

混沌是指發生在確定性系統中的貌似隨機的不規則運動。確定性系統是一個物理學概念,指經弱擾動的系統,意思就是有外力干擾又沒有影響到其實質的系統。一般地,一個接近實際而沒有內在隨機性的模型仍然具有貌似隨機的行為,就可以稱這個系統是混沌的。在混沌理論出現以前,科學有兩種模式,即確定論模式和概率論模式。這兩種模式本質上都屬于線性系統,通俗地理解,就是都可以用線(直線或者曲線或者線性方程式)來表達的。例如牛頓定律就是在確定性系統中才成立的,離開了確定性系統便不再成立。而混沌現象則沒有辦法用線來表示,混沌現象是用牛頓定律解決不了的,可以理解為只能用非線性的圖象來表示。混沌并不是完全的隨機無規律,而是有一定前提的,即一個確定性理論描述的系統,其行為卻表現為不確定性、不可重復、不可預測,這就是混沌現象。混沌現象其實在生活中隨處可見,例如上升的香煙柱破碎成繚亂的旋;旗幟在風中前后飄拂;某個時刻某個路段會不會堵車等等。混沌中包含著確定,即它是由內在的動力而不是外來的干擾所產生的,過程是嚴格確定的,然而它的行為卻是隨機而不可預測的,用數學的描述來說就是確定性的方程可以產生隨機的結果。也就是說,混沌既是確定的,又是隨機的,看上去完全是悖論。最著名的例子就是“薛定諤的貓”。

“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓生死疊加的著名理想實驗,實際上是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的一個形象的模型。實驗是這樣的:在一個盒子里有一只貓,以及少量放射性物質。之后,有50%的概率放射性物質將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓,同時有50%的概率放射性物質不會衰變而貓將活下來。根據經典物理學理論,在盒子里必將發生這兩個結果之一,而外部觀測者只有打開盒子才能知道里面的結果。關閉盒子,由盒子構成的整個系統就處在一種不確定的狀態。問:這只貓到底是死是活?因為放射性物質的衰變是確定的,但什么時候衰變卻是不確定的,因此,只有在打開盒子我們看到貓后才能確定它到底是死是活,而在打開盒子之前,這只貓的狀態只能是既活著又死著。

這項實驗旨在論證量子力學對微觀粒子世界超乎常理的認識和理解,但卻使微觀不確定原理變成了宏觀不確定原理,而在宏觀世界里這顯然違背了邏輯思維常識。這讓我們認識到,解釋混沌現象顯然不能僅僅或者完全用宏觀世界里的思維邏輯及方法作為工具。

中國著名理論物理學家、科學院院士郝柏林先生是混沌論“實用符號動力學”的創始人,他認為自然界并不是完全確定論的,也不是完全概率論的,確定論和概率論只是自然界的兩種極端狀態,這兩個極端狀態之外都是混沌論的。至此,科學可以分為三種模式:1、確定論模式;2、概率論模式;3、混沌論模式。其中前兩種都屬于線性系統,而混沌則是非線性系統普遍存在的現象,是非線性系統的固有特性。混沌論模式是一個近于毀三觀的發現,它顛覆了人們以往的科學認知。混沌動力學就是研究混沌運動的動力學特性的學科。

科學研究已經證實,細微至粒子以后、博大到超出人類可確定的范圍以外乃至自然界中的相當一部分都是混沌的。這與孔子的中庸理論(孔子本意所指的中庸而并不是傳統解讀的中庸)、《易經》中所提到的“三極之道”(包括但不限于天、地、人三極)竟然不謀而合。這也揭示了近些年傳統文化的復興其動力并不是來自外部,而是內部動力的自然結果。這恰恰意味著中國的優秀傳統文化將發揮更大的作用,其作用可能要遠超人們的想像。

混沌運動的動力學特性已經被證明在描述和量化大量的復雜現象中非常有用,自然也就成為人們用來研究復雜得無法入手的大腦的思維意識的首選工具,也是目前人類所掌握的唯一可以寄予厚望的工具。由此可見,王德堃教授選擇“從混沌動力學角度來加以研究”、解讀大腦的奧秘當然是明智之舉,也是目前人類所掌握的最佳方法。這樣看來,正如“薛定諤的貓”所顯示的邏輯悖論一樣,看似不完全符合邏輯規范的“腦象圖”倒更有可能比那些完全符合邏輯的方法更加接近科學。

王德堃教授的腦象圖究其本質仍然是在混沌動力學的框架內得來的,完全符合混沌動力學理論。事實上,混沌動力學真正得到廣泛關注是1970年代后期的事情。那個時候,科學家們在許多確定性系統中發現了混沌現象。直到1989年,中國科學院院士郝伯林先生才出版了他的混沌動力學專著。按照郝先生自己的說法,到1998年他對混沌動力學的認識已經和1988年有很大的不同。這就是說,王德堃教授受到混沌論的啟發提出腦象圖理論的時候,混沌動力學尚處在很不成熟的時期,而她又不是理論物理圈的人,應該并不十分了解當時混沌動力學的最新進展,即便了解,當時的混沌動力學也很可能給不了她更多的幫助。可見,當時的王德堃走得太快、太超前了,遠遠超過了同時代混沌動力學的發展步伐,當時還沒有系統的混沌動力學理論。王德堃教授在論文說:“沒有定律的事實是無意義的,沒有理論的定律充其量只具有實用功效。”正是基于這一認識,她跳出了理論的制約,直接采用一個憑直覺想到的“一組約化公式”去嘗試。這是一個非常高明的策略——失敗了,沒有任何損失,成功了那可是具有劃時代意義的創舉。王德堃教授無疑是幸運的,她居然就得到了一組比較理想的“對應的模式圖解”!

根據混沌動力學理論,王德堃教授所采用的公式在一定范圍內是必然符合混沌動力學特性的,這就意味著腦象圖理論在很大程度上一定是符合事實的,是科學的。

同時,我們可以看到,腦象圖理論目前顯然并不完善,畢竟它沒有經過嚴謹的混沌動力學推理。王德堃教授對于腦象圖這個理論上的缺陷有著非常清醒的認識,她清楚地知道,“這項非平常的分析方法能否成立,將取決于它與現實觀察的一致性及其實用功效。當然,更為重要的是漫長的臨床認可過程。”根據混沌動力學理論,確定性的方程可以產生隨機性的行為或結果,因此,目前的腦象圖理論存在一個缺陷,在某些時候會出現較大的偏離。在此,提醒相關人員在運用腦象圖的時候必須對這一缺陷有清楚的認識,切勿把腦象圖的檢測結果當成教條與鐵律,以免誤導他人,產生不良后果。

在此,筆者建議有興趣的研究者可以嘗試運用更加專業的混沌動力學理論演算去把腦象圖的這個缺陷補上,到那時,腦象圖的準確率比現在還要有較大的提高。

綜上所述,筆者認為,王德堃教授發明的腦象圖無疑是偉大的,它的偉大在于為人類探索大腦的奧秘引入了一個全新的思路和方法!王教授是偉大的,她的偉大在于在沒有理論支持的情況下,不拘泥于科研工作者通常所遵守的嚴謹與邏輯的束縛,敢于運用混沌動力學的理論框架作為指導大膽嘗試,開創了人類探索大腦奧秘的一個新時代!畢竟,符合率能夠達到70%以上在心理測量領域已經是相當高的可靠性了,完全可以作為心理治療與心理咨詢的輔助工具。

腦象圖是腦科學領域唯一具有中國自主知識產權的發明,在此祝愿腦象圖技術越來越成熟,為人類提供更加精確的人生導航!

在收集資料的過程中聽說王德堃教授身體不太好,謹借此文祝愿王教授健康開心快樂!

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