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第4章 生物学家的故事(4)

斯巴兰扎尼对待科学的态度是如此严谨,决不轻易得出结论,一定要以多次的试验为根据,我们是不是也该以认真严谨的态度去对待日常的学习呢?

伟大的发明者

爱德华·詹纳是英国的内科专家,他发明和普及了一种预防可怕的天花病的方法——接种疫苗法,从而对人类做出了不可磨灭的伟大贡献。

詹纳在24岁时从伦敦学医回到故乡,他的志向是当一名普通的乡村医生,以医术来拯救人的生命,改变这个世界。作为一名医生,他也非常仁义和善良,经常免费为贫穷的患者治疗,接济生活困难的人们。而且他的医术也非常高明,在牛痘接种发明之前,他已是一名训练有素的优秀的人痘接种师。但是詹纳发现传统的人痘法并不安全,轻者留下大块疤痕,重者还有死亡的危险。虽然18世纪30年代改用人痘接种者的痘痂作接种材料后,死亡率大大下降,但仍有02%~05%的人惨遭不测。“有没有更有效、更安全的办法来杜绝可怕的天花呢?”詹纳决不满足于现有的状况,为了进一步改进医疗技术,造福人类,他经常这样冥思苦想,以致常常夜不能寐。

机遇往往是给有心人准备的。詹纳在农场观察到,挤牛奶的姑娘和马厩的马夫在天花流行期间往往安然无恙,极少受感染。患者的死去活来同他们的精神抖擞形成了鲜明的对比。詹纳心想这其中一定有什么原因。

于是詹纳马上进行进一步的深入调查。结果他发现牛也跟人一样会感染上天花,牛的乳房上长出的一块块红肿脓疮和天花病人身上的症状十分相似。挤奶女工最初往往会感染上牛痘,但奇怪的是不管是谁,只要得过牛痘,从此再也不会患上天花。同样,养马人和马车夫也常会患一种和“马踵炎”相似的疱疮,但从此也获得了对天花的免疫力。在人痘接种中,詹纳还发现,感染过牛天花或者患过人天花的人,接种人痘往往不发生反应,即使有也很轻微。

从人痘法到牛痘法,如今看来仅一步之隔,但在当时却是很艰难的一步。传统的保守势力和习惯性的思维定式,是实现这一跨越的最大阻力。牛天花与人天花,牛痘与人痘,从无数现象的反复联想与类比之中,詹纳终于跨越了别人认为不可逾越的鸿沟。

然而詹纳还是没有停止思考,他继续研究和试验。“得过牛痘的人真的不会再患上天花了吗?”詹纳并不满足于传闻,而是积极动手实施牛痘接种预防天花的系列实验。但是这一计划从18世纪80年代起仍然是以人痘接种法来考察不同的人群反应,直到16年后才“捅破”从人痘到牛痘的这张“窗户纸”。结果,在人身上做牛痘试验招来了同行和教会的合力攻击。同行指责詹纳用人体做试验“不人道”;教会则攻击他“违背了上帝的旨意”,有损上帝把人放在“万物之灵”位置的特殊安排。人的命运竟要由牛的脓包疮来决定,这是教会乃至医学会所断然不能接受的。

但是,詹纳并没有因为人们的指责和攻击而放弃他的实验,他的目的是消灭可恶的天花,使人类免遭灾难,这样的信条使他在困境和指责中继续试验,而且他深受其老师——名医亨特实验主义观点和严谨学风的影响,一丝不苟地进行试验和研究。他一生牢记亨特的告诫:“不仅要思考,更要做试验。”

詹纳的第一批实验找来了20例牛痘自然感染者,均施以人痘接种。观察结果发现,有一些人出现了严重反应,发高烧、昏厥,有的甚至就此染上接种性天花。而有牛痘感染史的人有18例对人痘攻击具有免疫力,其中有些人即使与急性重症天花病人密切接触也并不感染。但严谨的詹纳仍不就此轻易地下结论。

经过十几年的反复观察和试验,詹纳终于一改以往谨慎行事的作风,大胆地跨出了关键性的一步。在一个阳光明媚的春天,詹纳医生怀着激动而期待的心情,将挤奶姑娘尼尔姆斯手臂上感染14天后的牛痘疱疮浆液挤出一点,把它“种”在8岁健康男孩菲浦斯臂上用针划出的两道约2厘米长的浅痕上。从第4天起,浅痕上出现丘疹、水疱、脓疱、结痂和脱痂等一系列典型的初发反应,历时半个月,全身仅轻度不适。为了验证效果,几天后再给他接种人痘,竟未出现任何天花病征。詹纳的假说被证实了。这是人类史上人体牛痘接种的首次成功试验。后改用患牛身上的脓疮浆,最后改用牛痘接种者的痘痂,经数十例试验,都取得了同样的免疫效果。

18世纪90年代末,詹纳的《牛痘来源及其效果研究》一书问世,一时极大地震撼了社会各界。这是人类征服天花的宣言书。詹纳的成就是人类对抗疾病的历史道路上一块不朽的丰碑。

詹纳为人类的健康和生命做出了多么伟大的贡献啊!正是由于他的细心发现、深入调查和努力研究,才使今天我们的医疗科学可以有这样的进步。

达尔文——不可救药的小家伙

查理·罗伯特·达尔文是伟大的自然科学家。他的以自然选择为核心的进化论是19世纪自然科学的三大发现之一。达尔文从一个智力平庸的孩子成长为举世闻名的杰出学者,从一个神学院的青年学生转变为推翻“神创论”和“物种不变论”的进化论创始人,这些成就是在和各种艰难困苦、狂风恶浪,特别是在和疾病的长期斗争中取得的。他既是一个出类拔萃的人,又是一个普普通通的人,小的时候还曾被喻为“不可救药的小家伙”。这是怎么回事呢?

一天,校长向达尔文的父亲告状说:“您的儿子不用心学习拉丁文和希腊文,经常不来上课,尽在外面捉虫逮鸟,听说还在您的花园里搞了一个什么实验室。”最后,校长长长地叹了一口气,十分无奈地说:“唉,您儿子是一个不可救药的小家伙!”

由于校长坚持对达尔文的这种评价,对达尔文失去了信心,要求达尔文退学,老达尔文只得把儿子领回了家。老达尔文早就知道儿子“不务正业”,“荒废学业”,对他失望之极,为此不知骂过他多少次,但都无济于事。达尔文并没有因为父亲和老师的责骂、同伴们异样的眼光而改变自己的兴趣和志向,他依然乐于干那些被人认为是“一个精神失常的人”才会干的事。

达尔文从小热爱大自然,喜欢置身于大自然中进行研究和思考。他喜欢搜集和研究各式各样的小石子、贝壳。对于花草和虫子,他更是爱得如痴如醉。有一次,达尔文剥开一片老树皮,发现两只从来没有见过的甲虫,他惊喜万分,禁不住好奇心,想要看个清楚,他熟练地一手捉了一只,正想仔细观察,可是这时候,从旁边的树皮里又钻出了一只更奇异的甲虫,达尔文怎么会放过它呢?他决定也要把它捉到手,由于他既想抓住这只甲虫,又舍不得丢掉已经到手的,所以灵机一动,立即把右手里的一只甲虫放在嘴里,想腾出手来再去捉新的。“哎呀!好狡猾的家伙!”达尔文不禁大叫一声,因为他太专心于捉奇特的虫子,万没有料到,口中的甲虫分泌出一种辛辣的毒汁,把他的舌头刺得钻心似的疼痛。

就这样,在父亲和老师等人的眼里,达尔文是个“不求上进”,“成绩不好”,“智力不高”的“平庸孩子”。当老达尔文把儿子从学校领回家的时候,再也抑制不住内心的怒火,声色俱厉地责骂他说:“你念念不忘的就是打猎、养狗、捉老鼠,这样不但丢了自己的脸,而且玷污了全家的名声!”

对于校长的评语、父亲的责骂,达尔文没有辩驳和气馁,他只是淡然一笑,他要用事实来说明一切。他暗暗地说:“我绝不是个不可救药的人。我热爱科学,希望能在自然科学的宏大建筑上添加一点极其微小的贡献,我相信,只要长期坚持,必将取得成功,不信你们等着瞧吧!”

果然,达尔文坚持不懈地对所热爱的生物科学执著追求,终于在生物学科上有所建树,提出了生物进化论,取得了举世瞩目的成就。他儿时的“不务正业”、“不求上进”恰巧是他走向科学之路的开端。

达尔文并不是真的不务正业、不求上进,正相反,这些正是他热爱科学、渴望探索科学的表现。通过不懈进取,那个曾被老师指责为不可救药的小家伙,而今已经是生物史上名垂千古的人物。

首倡优生学的高尔顿

弗朗西斯·高尔顿是英国著名的地理学家、优生学家、遗传学家、实验生理学家、统计学家,他是英国著名的博物学家查理·达尔文的表弟。高尔顿博学多才,研究领域广泛,家境富足,人们称他为“博学的绅士”。

童年时代的高尔顿表现出异乎寻常的智力,他1岁会认字母,2岁能看儿童读物,4岁写诗,6岁能对昆虫和矿物标本分类……,有人测算,他的智商将近200,这在天才儿童中也少有。从15岁到22岁,高尔顿读了7年大学,广泛学习了医学、生理学、植物学、物理、化学、数学……几乎包括自然科学的各个领域。22岁时接受了父亲的一大笔遗产,为他在科学上不断创新提供了良好的条件。显赫的出身与罕见的天赋,大概是促成高尔顿日后创立优生学的部分原因。

19世纪50年代末,达尔文发表的《物种起源》使高尔顿很快就成了他表哥学说的信奉者,他自己的科学兴趣不久也转移到与生命有关的领域中。

高尔顿在19世纪遗传学史上占有重要位置,他对这门科学的突出贡献是引进了定量分析法,这种方法在他的《遗传的天才》一书中得到了淋漓尽致的发挥。

高尔顿对英国历史上有名的法官、政治家、军事家、文学家、科学家、诗人、画家、牧师等各类人物的家族进行系统考察,力图证明智能遗传的存在,并给予定量描述。他把18世纪60年代出版的《时代名人辞典》收录的人定义为“名人”。通过调查,高尔顿发现平均每100个英国法官的亲属中有84个“名人父亲”,76个“名人兄弟”,117个“名人儿子”……共383个“名人亲属”;而根据他的推算,全英国平均每4000个人中产生一个名人,由此证明天才在法官家族中是遗传的。当然,高尔顿的调查和统计还比较粗浅、笼统,同时他把人的才能同他的地位一道作为遗传性状加以研究也是站不住脚的,但从中我们可以看出高尔顿相当重视统计学,并将其应用于遗传学研究。另外,高尔顿还开创了对孪生子的研究,其目的是尽量排除环境,特别是后天教育的影响,只考察遗传作用。他的研究指出,遗传是先天决定的,如果环境较差,可以通过教育来加以补偿,使其具备较高的素质。

高尔顿针对不同人种的遗传特质进行了比较研究,指出不同人种的发展力是由于他们对其特定环境适应的结果。他把进化论中关于变异、选择和适应等基本原理应用于对人类个体和种族的研究中。他提醒人们,由于低能人大量繁殖和有天赋的人的相对减少将引起种族退化,同时他还指出,通过自身的能力可淘汰祖先留下来的劣性而选择优性遗传给后代。

19世纪80年代,高尔顿发表了《人类才能及其发展的研究》,在历史上第一次提出了一个以人类的自觉选择来代替自然选择的社会计划,为此他创立了“优生学”这个新词。高尔顿被誉为优生学之父。

高尔顿为优生学下的定义是:“对于在社会控制下的能从体力方面或智力方面改造或损害后代的种族素质的各种动因研究。”高尔顿对这项研究倾注了极大的热情,他先后撰写了《在现存法律与舆论条件下改良人种的可能》、《优生学的定义、范围和目的》、《优生学随笔》等论文和专著。他还建议应对古今各国不同社会阶层的生育情况做广泛的调查,收集可靠的资料来阐明一些家族之所以繁荣昌盛的原因,深入研究婚姻和婚姻制度的各种因素,普及遗传学知识并促进其发展,向全民宣传优生学的重要意义。

同其他新生事物一样,高尔顿的优生学也不可能完美,而且漏洞很多,这本来是任何理论都无法避免的。但是有些种族主义者、法西斯分子却歪曲和夸大了高尔顿理论的不科学的部分,使他和优生学蒙受了不白之冤。现在,优生学已被全世界承认为一门意义重大的科学,而且已经在为各个民族服务,历史给高尔顿恢复了名誉。

人类发展到今天,越来越多的人赞成用优生的方法提高民族素质。历史上首创优生学的高尔顿为人类的发展做出了不可磨灭的贡献。

遗传学说的前辈——孟德尔

提起孟德尔这个名字,人们会很自然地想到豌豆。因为这位现代遗传学之父、遗传生物学科的重要奠基人正是通过著名的豌豆实验发现了遗传定律。

孟德尔于19世纪20年代出生在奥地利一个贫寒的农民家庭里,他的父亲和母亲都是园艺家。孟德尔受到父母的熏陶,从小就很喜爱植物。

大学毕业任教后,孟德尔从维也纳大学回到布鲁恩不久,就开始了长达8年的著名的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里弄来了34个品种的豌豆,然后从中挑选出22个品种用于实验。他所挑选的豌豆都具有某种可以相互区分的稳定性状,例如高茎或矮茎、圆料或皱料、灰色种皮或白色种皮等。

起初,孟德尔的豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的,而是希望获得优良品种。但是在试验的过程中,他逐步把重点转向了探索遗传规律。后来,孟德尔还对其他植物做了大量的类似研究,其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等,终于证明了他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。

孟德尔通过人工培植这些豌豆,对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微地观察,并把它们记录下来以便分析。这种枯燥的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度,但他工作时一丝不苟,十分酷爱自己的研究工作,经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说:“这些都是我的儿女!”

经过8年的研究,孟德尔终于发现了生物遗传的基本规律,并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”,两条定律揭示了生物遗传奥秘的基本规律。

孟德尔开始进行豌豆实验的时间,正巧是达尔文进化论刚刚问世的时候。达尔文的著作对孟德尔产生了重大影响。他仔细研读了达尔文的著作,从而吸收丰富的科学营养。在保存至今的孟德尔的遗物之中,就有好几本达尔文的著作,上面还留着孟德尔的手批,足见他对达尔文及其著作的关注。

孟德尔知道自己的发现所具有的划时代意义,但他没有沾沾自喜,急于吹嘘,而是仍以严谨的科学精神慎重地重复实验了多年,使自己的理论更加完善。终于,在经过丰富和严谨的实验之后,孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅,将自己的研究成果分两次宣读。但事情并不顺利,第一次宣读,孟德尔只简单地介绍了实验的目的、方法和过程,可是一小时的报告就使听众如坠入云雾中,他们根本不了解孟德尔的理论,因此并没有给予他的理论以重视。

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