推論11：在化學(xué)圖論和分子拓?fù)鋵W(xué)中，對(duì)于不同的拓?fù)渲笖?shù)雖然可以用不同的方法計(jì)算得到，但其基本的思想及方法基礎(chǔ)是一樣的，那就是要確定原子的屬性或分子圖節(jié)點(diǎn)的化學(xué)特征（例如采用原子的分子連接度和原子共價(jià)半徑等）、原子間的連接關(guān)系（鍵屬性）以及利用各種分子圖不變量（例如頂點(diǎn)數(shù)目、邊數(shù)目、等長(zhǎng)度路徑數(shù)目、連接矩陣頂點(diǎn)度、距離矩陣D的距離度、分子圖的特征多項(xiàng)式和圖譜等）。據(jù)此，就方劑拓?fù)渲笖?shù)（FTI）的研究來(lái)說(shuō)，問(wèn)題的難度不在于通過(guò)方劑圖或方劑拓?fù)鋱D不變量尋找和計(jì)算，因?yàn)檫@可以通過(guò)畫出正確的方劑圖或方劑拓?fù)鋱D而獲得，而在于如何在方劑圖中給出其組成中藥的屬性及其方劑的屬性。對(duì)于這一問(wèn)題，我們的解決策略是，正如中醫(yī)藥學(xué)經(jīng)典中藥學(xué)理論所發(fā)現(xiàn)的，無(wú)論是組成方劑的各個(gè)中藥還是由每個(gè)中藥配伍而成的整體方劑，都可以基于四氣（寒、涼、溫、熱）、五味及其組合、歸經(jīng)、功能和主治的癥狀按照通過(guò)一定的編碼規(guī)則和方法（見(jiàn)推論9）加以編碼，然后參照分子拓?fù)渲笖?shù)的算法去建立方劑拓?fù)渲笖?shù)算法（FangJi topological index algorithm，F(xiàn)TIA）及其方劑拓?fù)渲笖?shù)。這是進(jìn)行方劑拓?fù)渲笖?shù)與方劑屬性相互關(guān)系研究的基礎(chǔ)。

推論12：根據(jù)分子圖節(jié)點(diǎn)分層的原理和方法可以進(jìn)行中藥在方劑組成中的重要度（importance degree）或作用貢獻(xiàn)度（effect contribution degree）研究。在傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)的方劑學(xué)理論中，組成方劑的中藥在方劑中的重要度或作用貢獻(xiàn)度是不一樣的，中醫(yī)藥學(xué)將其形象地隱喻為“君、臣、佐、使”的關(guān)系，而在化學(xué)圖論的研究中，則可以以某一節(jié)點(diǎn)為中心，根據(jù)各節(jié)點(diǎn)與中心點(diǎn)間的距離將節(jié)點(diǎn)分層，從而將節(jié)點(diǎn)分層形成分子圖的節(jié)點(diǎn)拓?fù)浞謱訄D（node topological layered graph），并計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的權(quán)重值。由此設(shè)想，這可能是一個(gè)通過(guò)方劑圖或方劑拓?fù)鋱D驗(yàn)證、揭示和闡釋組成方劑的中藥間的“君、臣、佐、使”關(guān)系的新路徑和方法。

推論13：正如化學(xué)圖論在進(jìn)行分子圖和分子結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)信息處理時(shí)常常遇到的“如何確認(rèn)一個(gè)分子圖和分子結(jié)構(gòu)是新的還是已知的”這一問(wèn)題一樣，在方劑學(xué)里，一個(gè)方劑無(wú)論是加減藥味或劑量都會(huì)造成方劑的變化，但這其中有很多的加減并沒(méi)有使方劑結(jié)構(gòu)和方性發(fā)生實(shí)質(zhì)的改變，因此，在很多場(chǎng)合下，例如方劑知識(shí)產(chǎn)權(quán)界定、建立方劑庫(kù)檢索系統(tǒng)、方劑計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)信息處理、方證一一對(duì)應(yīng)相關(guān)研究和方劑有效性判定等，我們同樣需要解決“方劑圖和方劑結(jié)構(gòu)是新的還是已知的”這樣的問(wèn)題，為此，借助方劑圖或方劑拓?fù)鋱D模型，我們可以參照化學(xué)圖論和分子拓?fù)鋵W(xué)建立的有關(guān)創(chuàng)建分子圖的唯一性連接矩陣（canonical matrix）或唯一性二維連接表（canonical connection table）和分子圖的拓?fù)涞葍r(jià)性算法（topological equivalence algorithm），建立對(duì)待判定方劑圖和方劑結(jié)構(gòu)與已知方劑庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐個(gè)比較以判定其是否屬于新方劑結(jié)構(gòu)的圖論和拓?fù)鋵W(xué)方法。

推論14：化學(xué)圖論研究的一個(gè)重要內(nèi)容是利用分子拓?fù)渲笖?shù)進(jìn)行分子相似度（molecule similarity）計(jì)算［24］，這些指數(shù)包括分子連接性指數(shù)如mχt和mχtv，信息論指數(shù)如 ICr、SICr和 CICr，路徑（0 到10）指數(shù)、Balaban指數(shù)、Wiener指數(shù)、原子型電拓?fù)錉顟B(tài)指數(shù)（atom-type electrotopological state index）和Am指數(shù)等。在具體運(yùn)用中，有的研究采用多拓?fù)渲笖?shù)，而有的研究則采用單一拓?fù)渲笖?shù)。參照這些方法，基于方劑圖或方劑拓?fù)鋱D模型，我們也能夠建立方劑結(jié)構(gòu)相似度識(shí)別和判斷的方劑圖論或方劑拓?fù)鋵W(xué)方法，并進(jìn)行方劑結(jié)構(gòu)相似度研究。識(shí)別和判斷方劑結(jié)構(gòu)相似度的應(yīng)用方向及意義除了如推論13所指出的之外，其還是建立方劑結(jié)構(gòu)——活性/性質(zhì)相關(guān)性以及進(jìn)行方劑結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)等工作的重要基礎(chǔ)。

推論15：早就知道，一個(gè)化合物的物理化學(xué)性質(zhì)及其生物活性是與化合物的分子形狀密切相關(guān)的，雖然目前對(duì)分子形狀尚沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義，但已經(jīng)有許多定義和表征分子形狀的參數(shù)和方法。在這些方法中，采用圖論指數(shù)或分子拓?fù)渲笖?shù)表征分子形狀是一個(gè)簡(jiǎn)便和易實(shí)現(xiàn)的方法［25］，例如Kier的Kappa形狀指數(shù)和Randi′c對(duì)分子形狀的描述。用圖論指數(shù)或分子拓?fù)渲笖?shù)表征分子形狀的基本理論依據(jù)是分子形狀是原子及其鄰接關(guān)系的某種函數(shù)，因此，在方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)的角度，我們?cè)O(shè)想方劑結(jié)構(gòu)可能也是具有形狀的?；诜絼﹫D論和方劑拓?fù)鋵W(xué)的研究建立方劑結(jié)構(gòu)的形狀表征及其可視化方法和技術(shù)是一個(gè)充滿懸疑的問(wèn)題。

推論16：根據(jù)推論1，由分子勢(shì)能面（molecular potential energy surface）可以導(dǎo)出方劑勢(shì)能面（FangJi potential energy surface）的概念。分子勢(shì)能面是影響或決定分子動(dòng)力學(xué)（molecular dynamics）和分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（molecular reaction dynamics）行為的一個(gè)重要的分子物理學(xué)性質(zhì)。目前雖然已經(jīng)有很多用于計(jì)算分子勢(shì)能面的方法，但尚沒(méi)有一種能夠獲得“化學(xué)精確”的方法。20世紀(jì)八十年代以來(lái)，隨著分子拓?fù)鋵W(xué)的研究，化學(xué)家們逐步認(rèn)識(shí)到分子勢(shì)能面作為一種多維空間超曲面（hyperspace hypersurface）所具有的拓?fù)湫再|(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。借助分子勢(shì)能面拓?fù)湫再|(zhì)及其結(jié)構(gòu)的分析給出的是分子全部可能有的化學(xué)結(jié)構(gòu)集合和全部可能有的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制集合的全局性質(zhì)，并由此可以導(dǎo)出分子勢(shì)能面和幾乎全部有的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的拓?fù)涠x及其群結(jié)構(gòu)（group structure）和群機(jī)制（group mechanism），包括基本群（fundamental group）、廣群（groupoid）和同調(diào)群（homology group）及其相互關(guān)系。進(jìn)一步，還能定義化學(xué)反應(yīng)拓?fù)淇臻g（chemical reaction topological space）的近鄰關(guān)系和構(gòu)建化學(xué)反應(yīng)拓?fù)鋱D（chemical reaction topological graph）和化學(xué)反應(yīng)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)（chemical reaction topological network）。大量的研究證明，利用這些分子拓?fù)鋵W(xué)方法，可以直接獲得分子勢(shì)能面的若干重要信息而不需要通過(guò)復(fù)雜的量子理論計(jì)算［26］?；诜肿觿?shì)能面拓?fù)湫再|(zhì)研究，從方劑勢(shì)能面的概念出發(fā)，我們發(fā)現(xiàn)，分子勢(shì)能面和化學(xué)反應(yīng)的群結(jié)構(gòu)和群機(jī)制與方劑的方性及其作用方式呈現(xiàn)出了極大的相似性，而基于化學(xué)圖論和分子拓?fù)鋵W(xué)的方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)研究，無(wú)疑將有助于證實(shí)方劑勢(shì)能面的存在并揭示其所具有的特殊的拓?fù)湫再|(zhì)及其與方性的內(nèi)在聯(lián)系， 揭示方劑藥代動(dòng)力學(xué)/方劑藥效動(dòng)力學(xué)（PKf/PDf）行為中所包含的化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)及其群結(jié)構(gòu)和群機(jī)制，并從一個(gè)全新的角度在這一領(lǐng)域開展激動(dòng)人心的研究。

推論17：有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的研究表明，在分子結(jié)構(gòu)中存在著結(jié)構(gòu)基元（structural motif），由結(jié)構(gòu)基元能夠衍生出結(jié)構(gòu)片段（structural segment），在化學(xué)圖論研究中，基于這些基元結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器（molecular structure generator），即分子結(jié)構(gòu)生成算法（molecular structural generating algorithm）或稱為化合物異構(gòu)體窮舉生成算法。有興趣的是，在方劑結(jié)構(gòu)中同樣存在著基本方（fundamental FangJi）和方劑結(jié)構(gòu)基元（FangJi structural segment），對(duì)此，已有學(xué)者從傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)的角度做了討論［27］。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)推論1，基于方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)，參照分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器的構(gòu)建方法，我們將能夠開展方劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器的研究并構(gòu)建出方劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器（FangJi structure generator，F(xiàn)SG）。方劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器的構(gòu)建不僅對(duì)于方劑配伍規(guī)律剖析、類方和方劑化裁變化規(guī)律研究、方劑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其方劑QSAR/QSPR研究以及基于方劑圖或方劑拓?fù)鋱D進(jìn)行更深入的方劑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)挖掘等都是重要的基礎(chǔ)，而且對(duì)于基于方劑篩選新型多組分藥物（multicomponent drugs）的研究也將是一個(gè)有用的技術(shù)平臺(tái)。

圖論18：在化學(xué)圖論中，可以通過(guò)分子圖的鄰接矩陣特征值計(jì)算出分子圖的圖能量（graph energy）。圖能量是分子圖的一個(gè)代數(shù)不變量［28］，與分子結(jié)構(gòu)中л-電子的總能量密切相關(guān)，因此，通過(guò)圖能量就可以表征分子的許多與л-電子運(yùn)動(dòng)有關(guān)的許多物理化學(xué)性質(zhì)［29］。基于推論1，在方劑圖或方劑拓?fù)鋱D的基礎(chǔ)上，我們可以自然地導(dǎo)出方劑圖能量（FangJi graph energy，F(xiàn)GE）的概念。此前，我們已經(jīng)建立了傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)“氣”的生物能原理和假說(shuō)［30］，據(jù)此進(jìn)一步，我們相信，方劑圖能量是和方性密切相關(guān)的一個(gè)代數(shù)不變量。目前，有關(guān)分子圖能量的結(jié)構(gòu)（例如上下界等）、類型（例如低能量、超能量、極值能量、Laplace能量、擬Laplace能量和Hermite矩陣能量等）和計(jì)算方法及其與分子結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)和活性的關(guān)系的研究已經(jīng)取得了一系列重要成果，將這些理論和方法引入方劑圖能量的研究，不僅有助于我們建立方劑圖能量的理論和方法，闡明方劑圖能量的結(jié)構(gòu)和類型與不同方性之間的可能聯(lián)系，而且或許還將有助于化學(xué)圖論發(fā)現(xiàn)新的圖能量類型和結(jié)構(gòu)，推動(dòng)化學(xué)圖能量研究開辟新的領(lǐng)域和方向。

推論19：目前，化學(xué)圖論已經(jīng)在化合物的結(jié)構(gòu)表征及其QSAR/QSPR研究方面取得了一系列重要成果。對(duì)于QSAR/QSPR的研究，與采用其他類型的參數(shù)（幾何類參數(shù)、電子類參數(shù)、物理化學(xué)性質(zhì)類參數(shù)等）相比，采用由分子圖衍生的拓?fù)漕悈?shù)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。拓?fù)漕悈?shù)包括分子的結(jié)構(gòu)片段特征和拓?fù)渲笖?shù)兩類，其中結(jié)構(gòu)片段特征是以構(gòu)成分子的原子類型和鍵類型的統(tǒng)計(jì)（例如分子中有關(guān)原子、雙鍵、三鍵及環(huán)的數(shù)目等）為基礎(chǔ)的，也可以由結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器生成，而拓?fù)渲笖?shù)則有很多種［31］。依此并基于推論1和10，我們假定，如果將分子圖的結(jié)構(gòu)片段特征（原子和鍵類型）模擬為方劑圖的中藥藥性和七情相互作用進(jìn)行編碼和統(tǒng)計(jì)，或由方劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生器（FSG）生成，然后參照化學(xué)圖論的方法即可以進(jìn)行方劑的QSAR/QSPR研究。

推論20：QSAR/QSPR是“從結(jié)構(gòu)到性質(zhì)/活性”的研究，而“由性質(zhì)/活性到結(jié)構(gòu)”的研究，則被稱為逆向QSAR/QSPR（reverse QSAR/QSPR），這雖然是一個(gè)較QSAR/QSPR研究有更大難度和處于起始階段的研究方向，但在利用化學(xué)圖論和分子拓?fù)鋵W(xué)方法進(jìn)行逆向QSAR/QSPR研究方面已經(jīng)取得了一系列積極進(jìn)展［32］，這為我們基于方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)開展方劑結(jié)構(gòu)的逆向QSAR/QSPR研究提供了有益的啟示。一個(gè)有趣的事實(shí)是，與化學(xué)藥物發(fā)現(xiàn)的“從結(jié)構(gòu)到性質(zhì)/活性”的思維方式和方法不同，傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)發(fā)現(xiàn)中藥的思維方式和方法基本上是沿著從作用到藥性的思維路徑和方法實(shí)現(xiàn)的，這與逆向QSAR/QSPR研究的思維方式呈現(xiàn)出驚人的一致。因此，在方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)的研究中，引入逆向QSAR/QSPR研究的化學(xué)圖論方法（例如在分子圖邊及頂點(diǎn)類型的基礎(chǔ)上的Faradyhev算法、運(yùn)用一階和二階分子連接性指數(shù)進(jìn)行反向演繹等）是合理的，這不僅有利于建立獨(dú)特的有關(guān)方劑結(jié)構(gòu)的逆向QSAR/QSPR研究方法，并據(jù)此以傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)理論為基礎(chǔ)二次闡明方劑結(jié)構(gòu)的逆向QSAR/QSPR，同時(shí)也能為現(xiàn)代藥物科學(xué)的逆向QSAR/QSPR研究提供新的研究課題和方向。

推論21：化學(xué)圖論和分子拓?fù)鋵W(xué)的一個(gè)重要發(fā)展是發(fā)現(xiàn)了量子化學(xué)參數(shù)（例如分子電荷密度、л-電子云密度、分子軌道能級(jí)等）所具有的拓?fù)湫再|(zhì)，并定義和計(jì)算了許多相應(yīng)的量子拓?fù)渲笖?shù)，建立了分子量子拓?fù)淅碚摷胺椒ā７肿恿孔油負(fù)淅碚摲謩e為分子中的原子、原子間的化學(xué)鍵以及分子圖重新給出了它們相應(yīng)的拓?fù)涠x，并由此得出了許多有意義的結(jié)果，例如從分子電荷密度分布的拓?fù)湫再|(zhì)導(dǎo)出分子結(jié)構(gòu)特征集，發(fā)現(xiàn)分子中的原子是作為整個(gè)分子的一個(gè)開放的量子力學(xué)子空間存在和運(yùn)動(dòng)，闡明分子電荷密度和分子勢(shì)能函數(shù)拓?fù)湫再|(zhì)之間的關(guān)系等等。分子量子拓?fù)淅碚摵头椒▽⒎肿游⒂^的量子態(tài)（quantum states）與分子的宏觀性能聯(lián)系起來(lái)，從而為建立定量量子結(jié)構(gòu)-活性/性質(zhì)關(guān)系（QQSAR/QQSPR）分析的新方法奠定了基礎(chǔ)。在藥物科學(xué)研究中，這一方法對(duì)于藥物分子的量子化學(xué)以及藥物分子與生物大分子相互作用的量子藥理學(xué)研究具有特別的意義，而在方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)的研究中，我們則可以將方劑中中藥的“四氣五味”作為藥物的微觀性質(zhì)，將中藥歸經(jīng)作為中藥與機(jī)體間的對(duì)應(yīng)和相互作用（按照中醫(yī)藥學(xué)理論，這實(shí)際上是中藥與機(jī)體之間在微觀層面上的“氣-氣關(guān)系與相互作用”），將中藥的功能與作用作為基于這種關(guān)系與作用而呈現(xiàn)出來(lái)的宏觀性質(zhì)，這樣，根據(jù)以上的一系列推論，結(jié)合之前有關(guān)氣的量子生物學(xué)原理和機(jī)制的研究，我們就可以把方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)的研究也引申入量子拓?fù)淅碚摰目蚣苤?。這一引申是大膽而有意義的，因?yàn)橛纱丝梢詫⒅兴幍摹八臍馕逦丁被蚍叫耘c其量子性質(zhì)及其量子拓?fù)渲笖?shù)聯(lián)系起來(lái)，從而不僅為我們認(rèn)識(shí)組成方劑各個(gè)中藥的藥性和這些中藥作為整體方劑的方性可能具有的量子特征和性質(zhì)提供思維方法和路徑，也能借助于QQSAR/QQSPR建立關(guān)于方劑作用的定量方劑結(jié)構(gòu)-性質(zhì)/方性-活性關(guān)系（quantitative FangJi structure-properties relation/quantitative FangJi properties activity relation，QFSPR/QFPAR），特別地，還有助于在量子拓?fù)淅碚摽蚣苤姓J(rèn)識(shí)和重新闡釋中藥或方劑與機(jī)體之間在微觀層面上的“氣-氣關(guān)系與相互作用”。

推論22：如推論16，在分子拓?fù)鋵W(xué)中，基于分子勢(shì)能面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以給出化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的拓?fù)涠x，進(jìn)而可用反應(yīng)拓?fù)淇臻g（reaction topological space）表示分子結(jié)構(gòu)中的各種近鄰關(guān)系，從而構(gòu)成化學(xué)反應(yīng)圖（chemical reaction graph）和化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（chemical reaction network），進(jìn)一步還可以定義各種不同類型的化學(xué)反應(yīng)子圖?；瘜W(xué)反應(yīng)圖給出了一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系各種可能有的化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的全部相互聯(lián)系，而反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中則包含了能量關(guān)系信息因而可以從中看出哪些反應(yīng)是可以進(jìn)行的。很顯然，從方劑圖論和方劑拓?fù)鋵W(xué)出發(fā)，我們則可以利用反應(yīng)拓?fù)淇臻g、化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的拓?fù)涠x及化學(xué)反應(yīng)圖和化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)性質(zhì)［33］，對(duì)方劑結(jié)構(gòu)的“七情”關(guān)系、方劑的多組分反應(yīng)（MCR）［2］、動(dòng)態(tài)組合反應(yīng)和生物動(dòng)態(tài)組合反應(yīng)［34］進(jìn)行相應(yīng)的拓?fù)鋵W(xué)研究，相信由此可以得到與其他方法完全不同的和更加符合經(jīng)典方劑學(xué)理論的研究結(jié)果。

（未完待續(xù)）