十九世纪初年,德国最着名的生理学家是约翰内斯·弥勒(Johannes
Muller)。在他的名着《生理学概论》中,他搜集了当时所有的生理知识。他对于神经功能也进行了不少研究。他有一个很有效果的发现:我们经验哪一种感觉,与刺激神经的方式无关,而只取决于感官器官的性质;例如光、压力或机械的刺激,作用于视神经与视网膜时,同样产生光亮的感觉。自从伽利略的时代以来,哲学界就相信,人们单凭感官是无法真正认识外界的。弥勒的发现给这一信念提供了生理学的根据。
不管这种研究多么成功,就是用物理与化学的实验方法来推进生理学的人们也往往感觉有许多问题是这些方法所不能奏效的。此外,还有一些人把主要兴趣放在形态学方面。他们采取更加彻底的活力论的观点。在法国特别是这样。在那里尽管有马让迪的实验工作,但科学界研究自然历史的气氛比研究生理学的气氛更浓一些。博物学家居维叶(Cuvier)的影响也有利于活力论。
马让迪的有名学生是克劳德·伯纳德(Claude
Bernard,1813-1878年)。他在实验才能上不亚于他的老师,认识到在设计实验室工作时需要心思与想象力。伯纳德所研究的主要是神经系在营养与分泌上的作用。他进行这项工作时一面采用实验方法,一面进行直接的化学研究。他的工作成为现代生物化学的许多成果的先声。
在弥勒的书中,食物在胃里所经过的化学变化就仿佛是消化的全部过程。1833年,美国陆军外科医生博蒙特(Beaumont)发表了有关消化的许多新事实。这些事实都是他从一个受了枪伤、胃上留有一个孔穴的病人身上观察到的。伯纳德也在动物身上造成同样的情况,证明胰液可以把由胃进入十二指肠的脂肪分解为脂肪酸与甘油,把淀粉转化为糖,并溶化含氮物质或蛋白质。
杜马与布散果耳(Boussingault)认为植物与动物的功能完全相反。植物吸收无机物,制造有机物。动物本质上带寄生性,靠了把有机物变为无机物,至少是变为比较简单的残滓而生活。动物吸取有机食物,有时略加改变,但他们认为动物绝不能制出脂肪、碳水化合物或蛋白质。伯纳德用狗作实验,证明肝在神经控制的内分泌影响下,可从血液制成葡萄糖。1857年,他又用实验证明肝在活着时能生成一种类似淀粉的物质,他叫做肝淀粉或糖元,经过与生命无关的酵解后,即成葡萄糖。这样,他使人明了了糖尿病的性质,并指出动物也能制成某些有机物质。
伯纳德的第三个大发现便是所谓血管舒缩神经的功能。这种神经可以在感官冲动的刺激下产生不随意动作,以控制血管。他是由于研究一种神经的节引起的“动物热”,而发现这种功能的。后来事实证明,所谓动物热实际是由于血管的扩张而产生的。福斯特(Foster)说:“任何稍具广度的生理学讨论都迟早难免要遇到血管舒缩问题”;这些问题是由于伯纳德在一个活的动物身上进行一次简单实验而产生的。“假使伯纳德生在今天的英国,这个实验可能要遭到禁止,这样,他的工作成果……在出生前就要被扼杀了。”从历史上可以很明白地看出:有关重要器官与身体各种功能如循环、呼吸、消比的基本知识,现代生理学、现代医学与现代外科所依赖的知识,都是由于在动物身上进行实验而得来的。不准用这个方法增进知识的人,应负很大的道德责任,即令他们不了解事实或不了解这种实验牵涉多么重大的问题,他们的责任也丝毫不能减轻。
十九世纪的生物学(2)
神经系统的研究为韦伯兄弟(E.H.andE.F.Weber)所推进。他们发现了抑制作用,如刺激迷走神经而使心跳停止之类。
1838年,马格纳斯(Magnus)对于呼吸获得进一步的知识。他指出动脉和静脉管中的血均含有氧与二氧化碳,但其比例不一样。他以为气体是溶解在血液中的,但在1857年迈耶尔证明这两种气体与血组成一种松弛的比合物。伯纳德指出一氧化碳的毒性作用是由于它从红血球的血红蛋白里将氧气不可回复地置换了,因此血红蛋白不起作用,再不能将氧气输送到身体的组织中去了。
哈维在1651年出版的《动物的生殖》一书中,已经把观察的胚胎学放在正确的基础之上,但真正开辟了现代发展的人是沃尔弗(CasparFrederick
Wolff,1733-1794年)。他生于柏林,死于圣彼得堡,应俄国女皇叶卡特林娜之召到了那里。在沃尔弗生前,他的研究成果被人怀疑与忽视,但事实上他却开创了现代一切结构理论的先河。他用显微镜研究过细胞,指出怎样从一个原来性质纯一的胚子逐渐分比而形成各种器官。
冯·贝尔(von
Baer,1792-1876年)指出细胞的增殖与分裂是一切胚胎发展的共同过程,后来更认识在整个动物界里,发育都是按这个过程进行的。1827年,冯·贝尔再度发现克鲁克香克1797年所看见的哺乳动物的卵子,从而推翻了每一卵子都包含具体而微的小动物的旧说。我们可以说冯·贝尔创立了现代胚胎学。他批评了梅克尔(Meckel,1781-1833年)关于“个体历史是种族历史的重演”的理论;这个假说得到过早的承认,使胚胎学在十九世纪末年成了研究进化论者喜用的方法。当时,人们以为这个方法在个体历史中可以发现某些事实,而用另外的方法,只有经历无穷的困难,在动物界中进行广泛的比较调查,才能得到这些事实。
生物结构的细胞理论开始于十七世纪。胡克在显微镜里看见了“小匣或小室”,跟着雷汶胡克、马尔比基(Malpighi)、格鲁(Crew)等人也有同样的发现。但大进展发生于十九世纪初期,那时米尔伯(Mirbel)、杜特罗会(Dutrochet)与他们的追随者逐渐将细胞理论奠定成形,而且按照从有核胚胎中产生的细胞不断分裂过程研究了植物和动物组织的形成。细胞理论是很多研究者的集体成就。