探索微生物世界的奧秘

1892年12月27日是著名的微生物學家、化學家巴斯德的70歲壽辰。在這一天，上至國家元首，下到各界平民百姓，都來為他祝壽，以表達他們的敬仰與感激之情。巴斯德是怎樣的一位科學家呢?人們?yōu)楹螘λ绱顺缇茨?

發(fā)現(xiàn)致病的細菌

大家都知道，法國是一個盛產(chǎn)葡萄酒的國家，可在釀酒的過程中，葡萄酒經(jīng)常會發(fā)酸、變質(zhì)。1856年，里爾一家有著50年歷史的酒廠因此快要倒閉了。焦急的廠長比戈找到了巴斯德，請求他幫忙解決這個大問題。

巴斯德把好酒和酸酒分別放在顯微鏡下觀察。他驚奇地發(fā)現(xiàn)：在好酒里面，可以看到一種小球形狀的微生物；而在變酸的酒里，這種小球狀的微生物消失了，卻多了一種形狀細長的、像小木棍的桿狀細菌。之后他又發(fā)現(xiàn)，如果把酒加熱到50～60℃，就可以殺死酒里的這種桿狀細菌，接著再把酒密封保存，酒就不會變酸了。但善于思考的巴斯德并沒有滿足于解決這一個問題，而是進一步聯(lián)想到：既然微生物可以使酒變酸，經(jīng)過加熱滅菌后又可使酒經(jīng)久不壞，那么許許多多的病人在動過手術(shù)之后，傷口常常發(fā)生潰爛，這是否也是由微生物引起的呢?如果也可以用高溫殺死這些微生物，是不是就可以讓傷口不再感染呢?

帶著這些問題，巴斯德認真研究了危害人畜的各種疾病，如傷寒、痢疾、鼠疫、羊炭疽、霍亂等等，果真找到了引起這些傳染病的微生物——細菌。

揭開免疫的秘密

在發(fā)現(xiàn)了細菌可以導致疾病之后，巴斯德的下一個目標就是研究如何制服這些病菌，以保護人畜的健康。他的這項研究是從當時養(yǎng)雞場里的雞經(jīng)常得的一種霍亂病開始的。

首先，巴斯德發(fā)現(xiàn)，得過霍亂的雞在病好了之后就不會再得這種病了。那么，是不是這些雞在受到霍亂菌感染之后，在體內(nèi)就產(chǎn)生了一種對這種病的抵抗力呢?如果是這樣的話，那么只要制造出一種毒性比較弱的病菌，使雞感染之后既不至于得病死亡，又可產(chǎn)生免疫力，不就可以預防這種病了嗎?按照這個設(shè)想，巴斯德開始制造這種病菌。他從因患霍亂而死的雞身上采集到霍亂弧菌，把它裝在有培養(yǎng)液的玻璃瓶子里。24小時以后，從這只瓶子里取出一滴培養(yǎng)液放在第二只玻璃瓶里。再過24小時，又從第二只瓶子里取出一滴培養(yǎng)液裝在第三只瓶子里。就這樣，一共裝了幾十個瓶子。但當他從最后一只瓶子里取出培養(yǎng)液給雞注射之后，雞很快就死了。這說明，最后一瓶里的培養(yǎng)液與第一瓶里的培養(yǎng)液毒性是一樣的，用這種方法不能減弱細菌的毒性。這次試驗失敗了。

暑假結(jié)束以后，巴斯德回到實驗室，重新找出這些放置了幾十天的培養(yǎng)液，當他再把菌液注射到雞身上時，奇跡發(fā)生了：這些雞在一陣輕微的不舒服之后，依然健康如常。幾星期后，當巴斯德再把毒性很強的新鮮細菌注射到這些雞身上時，發(fā)現(xiàn)它們還是安然無恙。原來，玻璃瓶里的培養(yǎng)液在空氣中的氧氣作用下，毒性被大大減弱了。它們不再是致病的病菌，而變成了可以抵抗疾病的疫苗。后來，巴斯德又根據(jù)同樣的道理，制成了用來預防牛羊炭疽病的疫苗。從此，免疫學說開始幫助世界上的人們戰(zhàn)勝各種傳染疾病。

人類健康的保護神

根據(jù)以往的經(jīng)驗，巴斯德認為狂犬病也是一種細菌引起的，但在顯微鏡下，他看不到這種細菌。因此無法將它分離出來。這是因為實際上引起狂犬病的是比細菌體型更小的病毒。但巴斯德沒有灰心。他經(jīng)過更加復雜和艱難的實驗，終于在1885年制成了狂犬疫苗。但由于狂犬病是一種致命的疾病，如果實驗失敗，會造成患者的死亡，所以巴斯德只給狗注射過這種疫苗。就在這時，一位被狂犬咬傷的9歲男孩梅斯特，在他母親的陪同下來到巴斯德的實驗室。在孩子母親的再三懇求下，巴斯德終于冒險給梅斯特注射了疫苗。14天的治療期過去了，梅斯特恢復了健康，治療非常成功。他成為了人類歷史上第一例用狂犬疫苗治好的狂犬病患者。這標志著人類跨進了免疫時代。在免疫理論的指導下，各種各樣的疫苗不斷被制造出來。各種危害人類健康的傳染病，如肺結(jié)核、白喉、天花、腦膜炎、小兒麻痹癥都有了相應(yīng)的疫苗，可以通過注射這些疫苗得到預防。從此，巴斯德被人們尊稱為“人類健康的保護神”。

細胞病理學的創(chuàng)始人：微耳和

徜徉在石與林的世界里

魯?shù)婪颉數(shù)戮S格·卡爾·微耳和(Rudo]ph Ludwiq KarlVirehow)是德國醫(yī)學家、細胞病理學的創(chuàng)始人。他的故鄉(xiāng)地處德國波美拉尼亞地區(qū)的平原地帶。在地質(zhì)發(fā)展史上，這里曾長期被海水所淹沒，形成了泥灰?guī)r和土地互相混雜的奇特景觀。由于長久以來受到風化的侵蝕，零星分布在各處的泥灰?guī)r石往往呈現(xiàn)出各種奇異的姿態(tài)和形狀。而在肥沃的土地上，不僅可以耕種出廣袤的農(nóng)田，而且也生長著大片的森林。這些光線黯淡的森林被賦予了浪漫、神秘的色彩，刺激著人們的想象力。微耳和童年、少年的許多時光就在這石與林組成的童話般的世界里度過。他之所以更喜歡在森林中徜徉，是因為如果仔細地觀察，就會發(fā)現(xiàn)那里有許多神秘的事物。它們雖然就在他的身邊，卻顯得不可捉摸。每次從林中游玩回來，他常常帶著這樣那樣的問題去問大人?？墒牵胁簧俚膯栴}連大人們都不知道答案。他們只能向他推薦一些關(guān)于自然科學的書籍，讓他通過讀書來自己研究。慢慢地，微耳和到森林中去的次數(shù)漸漸減少，因為他發(fā)現(xiàn)書本向他展現(xiàn)的自然世界比森林更加廣闊。

一切細胞均來自于細胞

1938年，微耳和以優(yōu)異的成績考入了柏林大學的腓特烈一威廉學院，跟隨當時著名的生理學家約翰內(nèi)斯·彌勒學習醫(yī)學。在彌勒教授的指導下，他逐漸掌握了嚴謹?shù)难芯糠椒?。不但要踏踏實實地用實驗和事實來說話，而且對所研究的對象要進行詳細的分類、比較和描述。通過在柏林大學的五年學習，微耳和漸漸具備了作為一個科學家的基本素養(yǎng)，那就是聰明、博學和勤奮。在他畢業(yè)兩年之后，他發(fā)表了自己的第一篇論文《關(guān)于白細胞病變的成因分析》，正是創(chuàng)作這篇論文的過程引導他走向了對細胞的研究。他決定把全部的精力投入到這項研究當中，徹底解決這個難題。為了使觀測更加準確，微耳和幾乎找遍了德國當時最好的顯微鏡制造商，終于找到了清晰度好、成像質(zhì)量高的顯微鏡。他一邊觀測，一邊詳細地描摹自己所看到的細胞世界的變化，在實驗臺前一坐就是幾個小時。在積累了大量的觀察資料之后，再經(jīng)過細致的比較和嚴謹?shù)姆治?，他?855年提出了“一切細胞均來自于細胞”的著名觀點。他指出，生物體內(nèi)的細胞不是產(chǎn)生于細胞質(zhì)當中，而是由原有的細胞分裂出來的。在單細胞生物中，細胞分裂就是個體的繁殖，而在多細胞生物中，細胞分裂就是生物本身生長、發(fā)育和繁殖的過程。這就是細胞分裂學說。這個學說第一次科學地揭示了生物產(chǎn)生、發(fā)育、生長的共同規(guī)律，促進了生物學各個領(lǐng)域的發(fā)展，也促進了醫(yī)學技術(shù)的進步。它是人類在認識自然的過程中取得的一次巨大的飛躍。

征服又一座科學高峰

和巴斯德等著名的生物學家一樣，微耳和不僅滿足于完善自己的細胞理論，而且特別注重把這種理論與病理學研究相結(jié)合，把人得上疾病的原因與人體的組織結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。這樣，就可以幫助人類找到治療和戰(zhàn)勝這些疾病的方法。為此，他進行了長達10年的鉆研。

1858年，微耳和把自己的研究成果總結(jié)成《細胞病理學》一書。他指出，細胞是生命的基本組成單位，所以，疾病就是人體內(nèi)部的組織當中的細胞發(fā)生病變的結(jié)果，如人體器官發(fā)炎、癌變、腫脹等病癥其實就是細胞的病態(tài)生長引起的。只有找到控制這些病變細胞活動的方法，才能夠治療這類疾病。這一學說使人們對疾病的研究角度轉(zhuǎn)移到人體當中，為人類征服疾病、恢復健康指明了方向。《細胞病理學》也因而成為當時代表生物醫(yī)學的新思維的經(jīng)典著作。在這一學說的帶動之下，若干年后，分子生物學家把對疾病的研究進一步深入到細胞內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)，從而為找到發(fā)生疾病的原因和有效的治療方法，以及研究藥物對人體產(chǎn)生作用的原理，奠定了更加堅實的基礎(chǔ)。

讓科學為社會造福

尤其可貴的是，微耳和既是一位科學家，又是一個具有強烈社會責任感和道德感的人。1848年，在德國的西里西亞地區(qū)爆發(fā)了大規(guī)模的流行性斑疹傷寒病。微耳和在聞訊后，馬上帶領(lǐng)一支醫(yī)療隊前往疫區(qū)。他冒著被感染這種疾病的危險，日以繼夜地工作了整整三個月。這些期間，他親眼目睹了被病魔折磨得痛苦不堪的病人和同樣痛苦、憔悴的病人家屬的悲慘生活，深深感受到當?shù)芈浜蟮尼t(yī)療條件和貧困的社會環(huán)境給人們帶來的不幸。由此，他認識到，科學的昌明不僅應(yīng)當體現(xiàn)在理論上取得了怎樣重大的成果，而且更應(yīng)當將這些成果應(yīng)用到現(xiàn)實生活中，來消除民眾的痛苦。當他回到柏林之后，就將一份詳盡的疫區(qū)調(diào)查報告投遞給報社發(fā)表。在這份報告中，他一針見血地指出，社會經(jīng)濟的落后才是造成民眾痛苦的最根本的病因，由于這種落后，使得大部分民眾享受不到科學發(fā)展、進步的成果。但在當時的社會體制下，微耳和的報告卻被一些官員認為是在攻擊政府。這甚至使微耳和失去了自己原來的工作。這次遭遇使得微耳和認識到科學家的命運和政治是息息相關(guān)的，只有屬于人民的政府才會真正用科學為社會造福。

1848年3月26日，柏林爆發(fā)了旨在推翻封建政府、建立民主共和國的示威游行，社會各界的人們與前來鎮(zhèn)壓的政府軍隊展開了血戰(zhàn)。微耳和棄筆從戎，也加入了戰(zhàn)斗的行列。經(jīng)過六天六夜的激戰(zhàn)，起義隊伍取得了勝利，當時的國王被迫同意召開議會，組成新的政府內(nèi)閣。微耳和作為起義民眾的杰出代表被選入了議會，開始擔任議員。從此，他一邊繼續(xù)自己的科學研究，一邊為民眾的疾苦奔走。他憑借自己深厚的學識，結(jié)合社會底層居民的現(xiàn)實需要，大力推進建設(shè)供水和凈水系統(tǒng)，并致力于公共衛(wèi)生、肉類檢疫、福利醫(yī)院建設(shè)等公眾事業(yè)的發(fā)展。由于微耳和的努力，很多一直在德國乃至歐洲流行的疾病漸漸被消滅了。科學真正走出了封閉的實驗室，給人類帶來了實實在在的幸福。

微耳和的學識和人品贏得了德國民眾對他的尊敬。在他的晚年，他還在積極參與籌建德國的人類學會、民族學會和史前研究學會等學術(shù)團體，為使自己的祖國在19世紀后半葉逐漸成為世界的科學文化中心貢獻力量。在他80歲壽辰的那一天，德意志帝國的皇帝威廉下令，在整個柏林城舉行萬人火把大游行，以表達對這位科學家的無限敬意?？梢哉f，微耳和已經(jīng)成為當時德國走向全面振興的一位歷史見證人。