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比較Norman Jones教授的工程研究與Gerald C. Hsu的醫學研究(No.1362, VMT

比較 Norman Jones 教授的工程研究與 Gerald C. Hsu 的醫學研究 (No.1362, VMT #703, 2025/9/21) Gerald C. Hsu EclaireMD 基金會 分類：方法學 （醫學專業人士） 引言 Norman Jones 教授長期任職於麻省理工學院（MIT）與利物浦大學，是全球結構衝擊工程領域的頂尖專家之一。超過 60 年間，他率先研究金屬與複合材料結構在爆炸、衝擊與瞬時載荷等高速動態負荷下的塑性反應，並探討材料在極端條件下的能量吸收特性。他一生的研究成果，為工程師提供了設計防護結構、耐撞擊車輛與吸能系統的實用方法。他的重要著作《Structural Impact》至今仍是結構衝擊工程領域的基石，並影響了汽車安全、航空航天及軍事防護等多個實務領域。 Gerald C. Hsu 在 1972–1976 年期間於 MIT 讀研究所時，Norman Jones 是他的指導教授。Jones 教授不僅是學術典範，更是啟發人心的老師與導師。離開 MIT 後，Hsu 從事多項機械、結構與電子工程工作，包括開發全球第一台可攜式個人電腦，以及推進人工智慧架構、演算法與應用，特別是在半導體積體電路設計自動化領域。他的貢獻至今仍支撐著許多現代 AI 晶片與商業 AI 應用。 1995 年，Hsu 成為華爾街（NASDAQ）史上首位以公司市值計算的最高階亞裔美籍 CEO。自 2010 年重病發作後，他致力於生物醫學研究以拯救自己的生命，從生物醫學與病理生理學領域出發，結合其數學、物理與工程背景，研究慢性疾病與死亡併發症的形成機制。 在 2010 年 12 月，遵循 Norman Jones 教授的建議，Hsu 將黏塑性能量的概念與原理延伸至人體健康與病理生理學研究。透過 GH-Method: Math-Physical Medicine (MPM) 方法，特別是 Viscoplastic Medicine Theory (VMT)，他研究了肥胖、第二型糖尿病、心血管疾病、慢性腎臟病、中風、失智症及癌症等慢性疾病與死亡併發症。與分析樑、板或殼的工程不同，Hsu 將應力–應變交互作用的能量建模應用於人體組織、器官、生物標誌及生活方式因素，並透過超過 16 年累積的 400 萬筆自我縱向資料加以驗證。截至目前，他已發表超過 700 篇使用 VMT 方法的研究，自 2017 年以來總計已發表 1,362 篇醫學論文。 儘管 Jones 與 Hsu 的研究領域大相逕庭，但其研究方法展現出驚人的相似性。兩人都試圖解釋非線性、動態、塑性且不可逆的系統行為，尤其是在多重壓力下的極端案例。他們均依賴能量為核心的分析框架，而非統計平均值。兩人同樣強調「預防」：對 Jones 而言，目標是防止結構最終崩壞；對 Hsu 而言，則是預防健康不可逆惡化或早逝。本文旨在對比兩人的研究哲學、方法、途徑與結論。 Norman Jones 與動態塑性行為 概述 Norman Jones 教授是率先研究物理結構（如樑、板、殼或管）在爆炸、碰撞或衝擊等突發極端應力下反應的先驅。他的研究聚焦於結構如何彎曲、產生永久變形（塑性變形）並吸收能量，以避免災難性崩塌。在 1970 年代初期，Hsu 於 MIT 擔任研究生期間，親眼見證 Jones 如何將高度複雜的非線性行為簡化為工程師可實際應用的可靠規則，這種理論與實務兼顧的平衡成為 Jones 的重要貢獻之一。 2025 年 6 月，Hsu 經歷首次中風後，回顧多張 CT 影像，突然意識到腦部微血管鈣化的亮白影像，代表著他 35 年糖尿病病史累積的損害，尤其是前 20 年疏於管理造成的不可逆傷害。他將此直接類比於動態塑性結構工程中，材料在長期反覆載荷下產生永久塑性損傷的情況。 核心方法與理念 Jones 發展的多種方法與醫師分析疾病進展時相似： • 剛塑性有限變形建模：建立簡化卻可靠的模型，顯示結構在高應力下的變形情況，類似臨床醫師用模型估算器官或組織在長期或急性壓力下的衰竭方式。 • 衝擊與爆炸載荷理論：設計公式與圖表，用於預測系統在突發衝擊下的反應，考慮應力施加速率，類似醫師考量急性血壓飆升與慢性高血壓的差異。 • 無因次反應數：建立標準化比率，讓工程師比較不同系統，如醫師使用 BMI、射出分率或標準化檢驗比率。 • 尺度律與相似律：將小規模實驗結果安全推廣至全尺度系統，如將動物實驗或初步研究結果應用於人體。 典範成果 Jones 提供結構崩壞或吸能的基準解釋，釐清可預測的轉換模式。例如在薄管中，他區分「手風琴式」與「鑽石型」崩壞模式，如同醫師區分不同骨折或心律不整型態。這些見解成為汽車、船舶與防護結構安全標準基礎。 能量吸收與防護 Jones 的研究核心在能量吸收，證明透過精心設計的組件可以吸收大量破壞性能量而不傳遞至人員或關鍵系統。在醫學上，這類似於吸震組織、抗氧化劑或身體適應性反應如何保護機體免受壓力損害。他的貢獻深刻影響汽車安全、船舶工程與防爆防護。 傳承 60 年間，Jones 結合理論洞見與實用工具——公式、圖表與規則——至今仍廣泛應用。身為 International Journal of Impact Engineering 主編，他建立全球專業社群，推動領域發展，如同醫學期刊主編促進共識與進步。Jones 堅持將理論與現實防護相連結，啟發 Hsu 將黏塑性能量概念延伸至生物醫學領域。Jones 用能量吸收保護生命，Hsu 將同一使命應用於人體，保護器官與防止慢性疾病。 Gerald C. Hsu 與黏塑性醫學 概述 Hsu 原本接受工程、數學與電腦科學訓練，2010 年將專業轉向醫學研究。經歷數十年的健康困境，包括 1985 年起肥胖、1990 年起第二型糖尿病及多重併發症，他建立 GH-Method: Math-Physical Medicine (MPM)，核心為 Viscoplastic Medicine Theory (VMT)。他認識到人體器官與生理系統是進行非線性、動態、塑性研究的理想對象，如同工程材料受多重壓力影響一樣。 Hsu 運用該方法研究肥胖、第二型糖尿病、心血管疾病、慢性腎臟病、中風、失智症及癌症等慢性疾病與死亡併發症。將應力–應變能量建模應用於組織、器官、生物標誌及生活方式因素，並利用 16 年累積的 400 萬筆縱向自我數據驗證。透過 VMT 方法，他發表超過 700 篇論文，自 2017 年起總計 1,362 篇醫學研究成果。 與 Jones 相似，Hsu 聚焦非線性、動態、不可逆行為，但研究對象從材料轉向人體健康。強調「預防」：避免不可逆器官損傷與早逝，而非單純治療疾病。兩人理念相通——運用科學與工程原理保護生命。 核心方法 • 應力–應變交互作用能量建模：空腹血糖、血壓、內臟脂肪百分比、每日步數、睡眠時數及情緒壓力分數作為多重應力來源，累積效應定義為疾病負擔、器官異常或死亡概率。 • 標準化因子：以健康基線數值（如 BMI = 25、FPG = 90 mg/dL、eAG = 120 mg/dL、SBP = 120 mmHg、PP = 50 mmHg、VF% = 13%、每日步數 10,000–15,000、夜間睡眠 7 小時）建立跨患者比較的無量綱指數。 • 多尺度資料分析：分析年度宏觀趨勢與每日微觀波動，低頻血糖波造成長期血管鈣化，高頻血壓波產生急性高幅壓力峰值，使用黏塑性能量累加與貢獻比例捕捉長期軌跡。 • 自我收集健康資料驗證：16 年間，收集 400 萬筆自身健康與生活數據，驗證模型，包括五次嚴重心血管事件、腎臟問題、神經病變、視網膜病變，以及 2025 年 6 月底的出血性中風。 分析方法 • VMT 能量圖：單一應變為 x 軸，多重應力為 y 軸 • 能量貢獻比率：量化各應力來源的個別影響 • 神經網路 AI 模型：偵測極端值、異常值與早期疾病徵兆 • 跨國比較：應用於美國、日本、台灣、英國人口健康資料，用於個人化醫療比較分析 主要發現 • 生活方式驅動風險模型可量化疾病風險而不依賴藥物，觀察自然病理反應而不受藥物影響，隔離多重因素的各自輸入 • 可逆代謝壓力（偶發血糖或血壓升高）與不可逆結構性血管損傷（長期低頻血糖波造成鈣化與僵硬）之間存在基本差異，血管損傷占全球死亡近 50% • 生活方式如人體能量吸收器：飲食、運動、睡眠可減輕生理壓力，延緩系統衰竭 • 早期預防至關重要，一旦血管留下永久損傷，生活方式控制或藥物治療無法完全逆轉 平行比較 1. 研究領域 o Jones：金屬與複合材料在爆炸與衝擊下的行為 o Hsu：生物系統在代謝與生活壓力下的行為 o 相似性：均分析受壓系統並追蹤不可逆損傷 2. 核心方法 o Jones：動態塑性近似、響應數、實驗室測試 o Hsu：動態塑性假設、標準化指數、VMT 能量圖、長期健康資料 o 相似性：使用簡化能量模型捕捉複雜系統核心動態塑性行為 o 差異：驗證方式不同——實驗室碰撞測試 vs 臨床健康與自我收集資料 3. 分析方法 o Jones：方程式、尺度定律、能量度量 o Hsu：醫療 AI 軟體、應力–應變能量圖、能量貢獻比率、AI 網路極值分析 o 相似性：以能量為統一原理 o 差異：Jones 聚焦毫秒級反應；Hsu 聚焦數十年長期模式 4. 輸出與結論 o Jones：產生設計規則，打造安全結構或機械 o Hsu：產生預防模型，用於防止或控制慢性疾病與早逝 o 相似性：皆指導實務——工程師為安全，醫生與患者為健康 o 差異：Jones 保護操作機械或結構內的人；Hsu 保護人體器官與生命免受不健康生活方式威脅 綜合 儘管學科差異巨大，Jones 與 Hsu 因共享智慧框架與使命而相通。兩者皆以非線性動態塑性原理及黏塑性應變率看待世界，部分應力情況導致不可逆變形，能量是生存的衡量標準。 對 Jones 而言，結論是結構必須從一開始設計以吸收能量而不災難性失效；對 Hsu 而言，訊息是人類必須管理生活壓力——必要時及早用藥——以防不可逆器官損傷，特別是血管損傷與早逝。兩者都拒絕依賴平均值與線性簡化，擁抱非線性、動態、塑性及不可逆系統的現實。 兩者皆留下實務指導遺產——Jones 指導工程師設計安全系統；Hsu 指導患者與醫療專業人士透過早期生活方式干預，追求更健康、更長壽生活。 結論 比較 Jones 與 Hsu 的研究揭示：數學與物理原理可照亮工程與生物醫學系統。黏塑性不僅是金屬受衝擊時的性質，也是活組織或器官在慢性壓力下的原理。 Jones 的畢生工作提升結構對爆炸與碰撞的安全性；Hsu 的研究旨在增強人體對老化與慢性疾病的韌性。兩者的橋樑是共享的物理原理概念，包括波動理論、傅立葉轉換、能量理論與黏塑性：如何吸收、消散、管理能量，以防不可逆崩潰。 兩者使命在於救人性命——Jones 保護結構或機械中的人；Hsu 保護因污染環境或不健康生活方式而危及器官與生命的人。 免責聲明 本文僅供教育與參考之用，並非醫療建議。本文不構成醫病關係。您可以自由分享本研究，但不得修改或以您自己的名義重新發表。本文及相關資料中涉及的醫學智慧財產權與著作權均屬作者 Gerald C. Hsu 所有。