哈维指出,如果我们拿每一次心脏跳动所送出的血液数量与半小时内心脏跳动的次数相乘,我们就可以发现在这个时间内心脏所输送的血量,与全身所有的血一样多。他于是推断说,血液一定是设法从动脉流到静脉里,然后再回到心脏:
我开始考虑是不是有一种循环的运动。后来我发现实际情况就是这样;最后我看到靠了左心室的作用流入动脉管的血液被分布到全身和身体各部分;正象靠了右心室的作用流入右肺动脉管的血液流经两肺一样。然后它经过静脉管,沿腔静脉回到左心室,象上面所说过的那样。这样的运动也许可以叫做循环。
哈维达到这个重要的观念,不是靠了思辨,也不是靠了先验的推理,而是靠了一系列步骤,每一步骤又都是根据利用解剖方法对心脏所进行的观察,或者如他自己所说的,根据“反复的活体解剖”。正象维萨留斯创立了现代解剖学一样,哈维也把生理学放到观察与实验的正确道路上来,使现代内科与外科医学成为可能。
要领会哈维的工作的重要性,我们必须把他的工作和他的前辈与同时人的工作比较一下,这些人在解释身体的功能时都求助于什么天然元气、生命元气和血气。哈维很少提到这些观念,他把循环问题看做是一个生理机制问题,并按这个想法来解决问题。他的第二部书《动物的生殖》,出版于1651年,是亚里斯多德以后在胚胎学上贡献最大的一部着作。
哈维死于1657年。他没有子女,遗嘱把他的产业捐赠给皇家医学院用于“发现并研究自然的秘奥”。
在哈维发现血液循环之后,不久又发现了把消化所得的养分带到血流中去的乳糜管和淋巴管,足以补充前一发现。但是,一直到把新发明的显微镜用到生理学上的时候,他的工作才算完成。在利用显微镜看见纤细的组织以前,人们都以为动脉把血液输到肌肉里去,再由静脉从肌肉里把血液收集回去。肌肉被认为是一种无结构的主质(Parenchyma)。
复显微镜发明干1590年,发明人大概是詹森(Janssen)。早期的复显微镜在高倍率时所生成的像,是歪曲而带颜色的。1650年左右单透镜改进之后,便有了很有用的研究仪器。
1661年,波伦亚的马尔比基(Malpighi)用显微镜研究了肺的结构。他发现气管分支的末端是一些膨胀开来的空气管,在这些空气管的表面上分布有动脉与静脉。最后,他在一个青蛙的肺上,发现了动脉与静脉之间有毛细管连结着。他说:“因此,感官明白告诉我们,血在弯弯曲曲的管中流动,不是倾注于空间,而总是装在小管子中,血液所以能分散于周身是由于血管的多重弯曲的缘故”。
马尔比基还用显微镜研究了腺与人体的其他器官,对于我们认识它们的结构与功能,有很大的贡献。哈维证明血液穿过组织流动,马尔比基发现组织是什么,血液怎样在其间流动。
他对于现代胚胎学的建立,也有许多贡献。亚里斯多德观察过小鸡怎样在卵中成形。法布里夏斯(Fabricius)等人重新进行了这种观察,哈维晚年也进行过这样的观察。但最先描写鸡卵中的一个不透明的白点在显微镜下变成小鸡的变化过程的是马尔比基。他的工作由雷汶胡克(A.van
Leeuwenhoek,1632-1723年)继续推进。他用单显微镜研究了毛细管循环和肌肉纤维。他观察了血球、精子与细菌,并绘出了它们的形象。
肌肉运动的机制在1670年左右,首先由波雷里(Borelli)加以充分的研究,大致与此同时格里森(Glisson)研究了肌肉的过敏性。格里森驳斥了肌肉动作时由于充满“动物元气”而膨胀的意见。他证明肌肉不但没有膨胀,实际反而缩小了。他还写了一本讨论佝偻病的书,叙述他对多塞特郡(Dorset)儿童病状的观察结果。
研究血液循环自然要遇到呼吸及其与燃烧的相似性的问题。虽然在历史上这个问题有一部分是后来的事,但我们也不妨在这里提一下。1617年,弗拉德(Fludd)把一个玻璃器皿倒立在水面上,在器皿里燃烧一些物体,结果,器皿内的空气体积有了一定缩小,接着火焰就熄灭了。
波雷里应用伽利略、托里拆利和帕斯卡尔的物理学,阐明了呼吸的机制,证明动物在真空里会死去。波义耳(Robert
Boyle,1627-1691年)、胡克(RobertNonke,1635-1703年)与洛厄(Ri-chard
Lowel,1631-1691年)等人也研究过这些问题;证明空气不是纯粹的,而含有一种活跃的成分,“硝气精”,是呼吸与燃烧都需要的,这显然就是现代人所说的氧气。法国人莱伊(Rey)发现金属燃烧后重量增加,他认为这是与“硝气粒子”结合的结果。至于呼吸,胡克证明,如果把一股气流不断地吹到肺的表面上去的话,胸壁的运动对于维持生命就不是必要的。劳尔在1669年发表的《心脏论》中宣布了他的发现:血的颜色由深紫到鲜红的变化(这变化是由静脉血变成动脉血的标志),不象我们所设想的那样是在左心室里发生的,而是在肺里发生的。###第55章他利用胡克的人工呼吸实验,弄清颜色的改变完全是由于血液在肺中和空气接触,吸收了一些空气的缘故。马约(John
Mayow)在1669年发表、1674年再版的一本书中,把这方面的大部分研究成果加以总结,还加上了他自己的一些研究成果。他阐明了不久以前关于呼吸与燃烧的研究成果并且阐明了呼吸与燃烧同硝的关系。他说:“火药所以很容易自己着火,是由于其中有易燃气的颗粒……含硫物只有在空气给它带去的可燃气的帮助下才能燃烧”。小动物放在密闭的器皿中会死去,如果在里面放上一支燃着的蜡烛,这个小动物就死得更快。“事情看来很清楚,动物把空气中某些生命必需的质点用尽了,……空气中含有生命所绝对必需的某种成分,这种成分在呼吸时进入血液里去。”他追随劳尔之后推断这种成分就是“硝气精”,它与“血中的盐硫质点结合起来就使血发热”。这一切健全的研究成果后来被人遗忘了,直到一百年以后方由拉瓦锡重新发现。
洛厄还把一个动物的血输入到另一个动物的静脉里去,雷恩(Wren)也进行过这个实验。洛厄还和威利斯(Willis)一起进行过脑神经的解剖研究。这样,我们的话题就转到大脑和神经系统的生理学在当代的发展上来了。
维萨留斯接受了当时流行的意见,认为食物在肝里获得了“天然元气”,到了心脏里天然元气变为“生命元气”,在大脑中成为“动物元气”,“动物元气是最活泼最精微的东西,事实上就是一种性质,而不是实在的东西。一方面,大脑利用这种元气来发挥主要灵魂的作用,另一方面它又不断地利用神经把这种元气分布给感官与运动的工具。”他指出把某个神经切断或紧缚,就可以使某个肌肉不起作用。
“但是”,他说,“大脑怎样能执行它的想象、推理、思想与记忆的功能……我一点也不知道。我也不相信利用解剖或某些神学家的方法可以有更多的发现,这些神学家认为禽兽根本就没有推理的能力,事实上根本就没有我们所谓的主要灵魂的各种能力。可是就脑的结构来说,猴、犬、马、猫以及我检查过的一切四足动物,乃至鸟和许多鱼类,它们的脑差不多在每一特点上,都和人脑相似。”
另一方面,范·赫耳蒙特却认为植物与禽兽没有灵魂,它们只有“某种生命力……这是灵魂的前驱”。在人类,有感觉的灵魂是一切身体功能的总管。它通过它的奴仆“生基”(arohaei)而工作,这些生基又利用与酿酒所用的酵母相类的东西直接作用于身体的各种器官。灵魂住在胃的生基里,好象光存在在燃着的烛里一样。有感觉的灵魂是要死的,但与不死的心灵同存在于人身。范·赫耳蒙特是一位优秀的化学家,但他的思辨的生理学不可能增进知识。
他所想象的“有感觉的灵魂”与“不死的心灵”,和“动物元气”迥然不同,而相当于我们现在所说的神经组织的活动。哲学家笛卡尔所说的“理性的灵魂”也是这样。以后我们还要更充分地说明,正是由于把两者区别开来,笛卡尔才能够接受并利用关于神经现象的最严格的机械概念。
同时西耳维斯把通过化学实验得来的知识应用到生理学上去。他和范·赫耳蒙特一样,把活的人体内发生的许多变化看做是发酵作用。但范·赫耳蒙特以为发酵是由于一些微妙的作用力,其效果与一般化学变化完全不同,西耳维斯则否认这一区别。在他看来,生理的发酵和把酸倾注到白垩上时所发生的沸腾现象是同类的。所以他和范·赫耳蒙特的唯灵论的见解相反,主张从化学的观点去研究生理学。因此,他和他的学生能够在消化器官的研究上得到有益的进展,不过,这种观点在当时对于阐明神经现象却不能够有很大的帮助。
事实上,脑和神经系统的生理学在十八世纪以前就很少进步。1669年,斯坦森(Stensen)对于早期的思辨提出的批评是再好也不过了。他指出脑的解剖有很大的困难而且还缺乏健全的解剖知识,他跟着说:
很多很多的人以为一切都很清楚了。这些人信心十足,信口雌黄,制造并发表了关于大脑及其某些部分的用处的故事,而且讲得煞有其事,仿佛他们亲眼看见这样一部值得称赞的机器的结构,并且探得了伟大造物者的秘密似的。
斯坦森自己的贡献,比他所讽刺的哲学家和医生都要多些。他根据解剖所得的结果,提出了一个极富于启发性的见解,成为十九世纪最后几十年的某些发现的先声:
如果我现在所说的白色物质的确完全是(从大多数地方看来它好象是)纤维性的组织,我们就必须承认这些纤维是按照一定的图案排列起来的,不同的感觉与运动毫无疑问就决定于这种排列。
植物学
植物药品在医疗上的应用,引起人们研究植物的兴趣,这门科学原来是寺院花园内传统学问的一个部门。中世纪的象征主义迟迟不愿放松对植物学的控制。在植物学中,这种象征主义以“表征”理论的姿态出现,认为植物的叶的形状或花的颜色都是造物者给这种植物指定的用途的标记。
文艺复兴以后,生活更加有了保险,财富也增加了,艺术感情也发达起来,人们也就纷纷设立起私家花园和菜园,更加普遍地种植起花草树木菜蔬来了。因此,一半由于药草的需要,一半由于对天然界的好奇心,以及更加爱好颜色和美,在十六世纪里,植物知识有了很大发展。