第32章 與生物學家相約(7)(3 / 3)

施旺和施萊登的細胞學說使得千變萬化的生物界通過細胞統一起來,這樣有力地證明了生物之間彼此存在著或遠或近的親緣關係,從而為達爾文的進化論奠定了唯物主義基礎。恩格斯對細胞學說給予高度評價,他在《自然辯證法》中寫道:“施旺和施萊登發現的有機體細胞,它是這樣一種單一有機體,除最低級以外,都是從它的繁殖和分化中產生和成長起來的。

有了這個發現,對有機體的、有生命的自然產物的研究——比較解剖學、生理學、胚胎學才獲得了鞏固的基礎。有機體產生、成長和構造的秘密被揭開了,從前不可理解的奇跡,現在已經表現為一個過程,這個過程是依據一切多細胞的機體本質上按共同的規律進行的。”恩格斯同時認為細胞學說、進化論、能量守恒和轉化定律是19世紀自然科學的三大發現。

內向、虔誠、溫文爾雅的施旺雖然沒有勇氣和別人唇槍舌戰,但他勤奮、嚴謹、求真、創新的科學態度和巨大的科學貢獻,仍使他在競爭激烈的科學界占有一席之地。

微生物學之父巴斯德

路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895)是法國著名的微生物學家。

巴斯德曾任裏爾大學、巴黎師範大學教授和巴斯德研究所所長。在他的一生中,曾對同分異構現象、發酵、細菌培養和疫苗等研究取得重大成就,從而奠定了工業微生物學和醫學微生物學的基礎,並開創了微生物生理學,被後人譽為“微生物學之父”。

“化學家”

巴斯德是一位法國製革工人、拿破侖軍隊的退伍軍人的兒子,小時候家境貧困。巴斯德勤奮好學,再加上聰明伶俐,頗具藝術天分,很有可能成為一名畫家。然而,他19歲時放棄繪畫,而一心投入到科學事業中。

巴斯德最早是從事化學方麵的研究工作——關於酒石酸的光學性質。他通過實驗製備了19種不同的酒石酸鹽和外消旋酒石酸鹽的晶體。在顯微鏡下檢查時,他發現,這些晶體能用機械的方法分作兩類——左旋和右旋晶體,它們具有旋光數值相同,但旋光方向相反的偏振光特性,從而揭示了酒石酸的“同分異構現象”。

巴斯德在化學領域的傑出成就,受到人們的重視並獲得了榮譽。然而,他並未將自己的視線僅僅停留在化學領域,而是將實驗化學的原理、技能等廣泛地應用於發酵問題,從而開辟了人類科學曆史的新紀元。

微生物工程學之父

巴斯德從化學研究轉入生物學研究,發現微生物對酸的選擇作用。在研究酒質變酸問題過程中,明確指出發酵是微生物的作用,不同的微生物會引起不同的發酵過程。改變了以往認為微生物是發酵的產物,發酵是一個純粹的化學變化過程的錯誤觀點。同時,巴斯德通過大量實驗提出:環境、溫度、pH值和基質的成分等因素的改變,以及有毒物質都以特有的方式影響著不同的微生物。例如酵母菌發酵產生酒精的最佳pH值為酸性,而乳酸杆菌卻喜歡pH值為中性的環境條件。

巴斯德把微生物發酵原理廣泛應用於指導工業生產,開創了“微生物工程”,被人們尊稱為“微生物工程學之父”。

巴斯德在發酵問題的研究中,確立了他的學術地位,但他並不滿足,仍然奮鬥在科學實驗的前沿陣地上,因為他堅信“科學實驗”可以解決許多問題,是最有力的證據之一。1868年10月,他患上腦溢血,使他的身體左側刺痛、麻木,最後失去活動能力。在這期間,他仍然口述一份備忘錄,論述他富有獨創性的實驗——如何檢查發現剛剛開始感染到疾病的蠶卵,最終實驗獲得成功,使純淨的“種子”(即蠶卵)得以傳遍整個歐洲和日本。正是有了這種精神,才使他成為偉大的微生物學家。

偉大的貢獻

(一)巴斯德否定了微生物的自然發生說

新鮮的食品在空氣中放久了,會腐敗變質,並發現其中有微生物。這些微生物從何而來?當時有一種觀點認為,微生物是來自食品和溶液中的無生命物質,是自然發生的——自然發生說。巴斯德通過自己精巧的實驗給持有這種觀點的人以有力的反駁。

巴斯德設計了一個鵝勁瓶(曲頸瓶),現稱巴斯德燒瓶。燒瓶有一個彎曲的長管與外界空氣相通。瓶內的溶液加熱至沸點,冷卻後,空氣可以重新進入,但因為有向下彎曲的長管,空氣中的塵埃和微生物不能與溶液接觸,使溶液保持無菌狀態,溶液可以較長時間不腐敗。如果瓶頸破裂,溶液就會很快腐敗變質,並有大量的微生物出現。實驗得到了令人信服的結論:

腐敗物質中的微生物是來自空氣中的微生物,這個實驗也導致了巴斯德創造了一種有效的滅菌方法——巴氏滅菌法。