微生物学创立者:巴斯德

上一篇我们聊了物理学家法拉第,这周继续看《科学的历程》中介绍的又一位科学家巴斯德的故事。

这个名字可能比法拉第更为令人陌生一些,但大家应该都听说过巴氏杀菌这个名词,其中的巴氏其实是一个人名,指的就是生物学家巴斯德。巴斯德在科学史上的最大贡献就是创立了微生物学,打开了人类看不见的微观世界。

巴斯德1822年生于法国汝拉省,在大学中他最感兴趣的是化学,毕业后从事的第一项研究也是关于有机化学结构的研究。凭借着关于酒石酸旋光性的观察使他收获了很高的声誉,在他27岁时即成为了斯特拉斯堡大学的化学教授,5年后他又来到了里尔大学教学。

正是在里尔期间,当地发达的酿酒业促使巴斯德研究了酒精发酵的问题,使他开创出了一门崭新的学科:微生物学。

可以想见,人类在没有发明显微镜前对这个世界的观察并限制在了肉眼可见的范围内,直到18世纪初,许多显微镜雪茄才利用显微镜发现了微小的生物,18世纪末期又发现了细菌。但当时对于很多现象的解释还是没有深入到这个层面。

微生物学创立者:巴斯德

巴斯德面临的就是一个近在咫尺又十分实际的问题:放置久了的葡萄酒和啤酒常常变酸,使法国的酿酒工业蒙受巨大的损失。巴斯德在观察样品的过程中发现未变酸的酒里有一种圆球状的酵母菌,而变酸的酒里的酵母菌变得很长。这表明酒里存在两种不同的酵母菌,前者产生酒精,后者产生乳酸而使酒发酸。发酵和变酸实际上都是酵母菌导致的。

那他是如何解决这个问题的呢?道理也很简单,只要把酿制好的酒中的杆状酵母菌即乳酸杆菌去除即可。巴斯德经多次实验发现,慢慢将酒加热到55℃,酒中的乳酸杆菌就可以被杀死。但这个方法却由于太过简单,反而使许多工厂主不相信,于是巴斯德就向他们做了对照试验,给一些酒加热密封,另一些不加热。过了几个月,加热过的酒完好如初,没加热的都变酸了。这种温热杀菌法就是今天被我们称之为巴氏杀菌法的保鲜方法。

微生物在发酵过程中起决定作用的发现却使巴斯德卷入了另一场关于自然发生说的争论,而他的应对方法就是设计各种有说服力的实验来证明自己理论的正确性,这也是科学家最重要的武器,拿货真价实的实验结果来驳斥各种质疑。

微生物学创立者:巴斯德

他的研究成果还在医学领域掀起了一场革命。英国的外科医生李斯特率先将巴斯德消毒法用于外科手术,使他病人的在术后的死亡率从45%降到了15%。方法也很简单,病人的死亡原因都是伤口发炎溃烂,李斯特意识到这一定是细菌在作怪。于是他发明了石碳酸消毒法,对手术器械和创口进行消毒,取得了非常好的效果。这也使巴斯德间接地成为了历史上最伟大的医生之一。

下面就详细地看一下微生物学对疾病治疗的重要贡献。

第一是炭疽病。当时法国农村有大量马、牛、羊快速死去,巴斯德成功地将病菌从动物体内分离出来,将其反复稀释、纯化,得到比较纯粹的炭疽病毒,从而证明了炭疽病的发病原因正是这种炭疽病毒。在他的建议下,这些患病的牲口被全部杀掉,尸体烧掉并深埋地下从而阻止了疾病蔓延。

第二是天花。英国医生詹纳是第一个将牛痘接种到人体来预防天花病的医生,但为何这种方法有效还是要通过微生物学来证明。巴斯德在对鸡霍乱病的研究中发现,有毒病菌经过几代繁殖毒性可以大大减弱。若是用这些毒力极弱的细菌给鸡接种,鸡就获得了对鸡霍乱病的免疫能力。这一现象可以总结为接种免疫原理:接种什么病菌,就可以防治该病菌所引起的疾病。

第三是狂犬病。根据他的细菌免疫原理,巴斯德起初也认为狂犬病起因于一种细菌,但是在显微镜下却总也看不到这种特殊的细菌。经多次试验,巴斯德创造性地发明了活体培养法制取疫苗。他将狂犬的毒液接种到兔子的脑膜下,兔子死后将脊髓提取出来,再接种到另一只兔子的脑膜下,经多次培养,得到了毒性极微弱的狂犬病疫苗。巴斯德利用这种疫苗成功地在人体上阻止了狂犬病的发作,这个消息轰动了世界,人们纷纷把患者送往巴黎,于是法国在1888年成立了巴斯德研究所,至今它仍服务于人类传染病的防治研究工作。

微生物学创立者:巴斯德

以上种种足以让巴斯德成为历史上引导人们真正征服各种疾病的引路人。他使医学在治病救人方面显示出了无与伦比的威力,也许正是他使欧洲人的平均寿命由40岁提高到70岁。科学对增进人类幸福的作用在巴斯德这里得到了最好的体现。

除了他卓越的科学贡献外,巴斯德同样是一个品德高尚的人。他放弃了能使他获得巨大财富的巴斯德消毒法的专利权,以使之更好地为人类服务。他毕生坚持不懈地与自然发生说做斗争,表现了追求真理的勇气和胆识。

以著名英国物理学家丁铎尔写给巴斯德的信中话表达对这位增进人类幸福的领路的人最高敬意:“在科学史上,我们首次有理由抱有确定的希望,就流行性疾病来说,医学不久将从庸医的医术中解放出来,而置于真正的科学的基础上。当这一天到来时,我认为,人类将会知道,正是您才应得到人类最大的赞扬和感谢。”


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