微生物學創立者：巴斯德

上一篇我們聊了物理學家法拉第，這周繼續看《科學的歷程》中介紹的又一位科學家巴斯德的故事。

這個名字可能比法拉第更為令人陌生一些，但大家應該都聽說過巴氏殺菌這個名詞，其中的巴氏其實是一個人名，指的就是生物學家巴斯德。巴斯德在科學史上的最大貢獻就是創立了微生物學，打開了人類看不見的微觀世界。

巴斯德1822年生於法國汝拉省，在大學中他最感興趣的是化學，畢業後從事的第一項研究也是關於有機化學結構的研究。憑藉著關於酒石酸旋光性的觀察使他收穫了很高的聲譽，在他27歲時即成為了斯特拉斯堡大學的化學教授，5年後他又來到了裡爾大學教學。

正是在裡爾期間，當地發達的釀酒業促使巴斯德研究了酒精發酵的問題，使他開創出了一門嶄新的學科：微生物學。

可以想見，人類在沒有發明顯微鏡前對這個世界的觀察並限制在了肉眼可見的範圍內，直到18世紀初，許多顯微鏡雪茄才利用顯微鏡發現了微小的生物，18世紀末期又發現了細菌。但當時對於很多現象的解釋還是沒有深入到這個層面。

巴斯德面臨的就是一個近在咫尺又十分實際的問題：放置久了的葡萄酒和啤酒常常變酸，使法國的釀酒工業蒙受巨大的損失。巴斯德在觀察樣品的過程中發現未變酸的酒裡有一種圓球狀的酵母菌，而變酸的酒裡的酵母菌變得很長。這表明酒裡存在兩種不同的酵母菌，前者產生酒精，後者產生乳酸而使酒發酸。發酵和變酸實際上都是酵母菌導致的。

那他是如何解決這個問題的呢？道理也很簡單，只要把釀製好的酒中的杆狀酵母菌即乳酸桿菌去除即可。巴斯德經多次實驗發現，慢慢將酒加熱到55℃，酒中的乳酸桿菌就可以被殺死。但這個方法卻由於太過簡單，反而使許多工廠主不相信，於是巴斯德就向他們做了對照試驗，給一些酒加熱密封，另一些不加熱。過了幾個月，加熱過的酒完好如初，沒加熱的都變酸了。這種溫熱殺菌法就是今天被我們稱之為巴氏殺菌法的保鮮方法。

微生物在發酵過程中起決定作用的發現卻使巴斯德捲入了另一場關於自然發生說的爭論，而他的應對方法就是設計各種有說服力的實驗來證明自己理論的正確性，這也是科學家最重要的武器，拿貨真價實的實驗結果來駁斥各種質疑。

他的研究成果還在醫學領域掀起了一場革命。英國的外科醫生李斯特率先將巴斯德消毒法用於外科手術，使他病人的在術後的死亡率從45%降到了15%。方法也很簡單，病人的死亡原因都是傷口發炎潰爛，李斯特意識到這一定是細菌在作怪。於是他發明了石碳酸消毒法，對手術器械和創口進行消毒，取得了非常好的效果。這也使巴斯德間接地成為了歷史上最偉大的醫生之一。

下面就詳細地看一下微生物學對疾病治療的重要貢獻。

第一是炭疽病。當時法國農村有大量馬、牛、羊快速死去，巴斯德成功地將病菌從動物體內分離出來，將其反覆稀釋、純化，得到比較純粹的炭疽病毒，從而證明了炭疽病的發病原因正是這種炭疽病毒。在他的建議下，這些患病的牲口被全部殺掉，屍體燒掉並深埋地下從而阻止了疾病蔓延。

第二是天花。英國醫生詹納是第一個將牛痘接種到人體來預防天花病的醫生，但為何這種方法有效還是要通過微生物學來證明。巴斯德在對雞霍亂病的研究中發現，有毒病菌經過幾代繁殖毒性可以大大減弱。若是用這些毒力極弱的細菌給雞接種，雞就獲得了對雞霍亂病的免疫能力。這一現象可以總結為接種免疫原理：接種什麼病菌，就可以防治該病菌所引起的疾病。

第三是狂犬病。根據他的細菌免疫原理，巴斯德起初也認為狂犬病起因於一種細菌，但是在顯微鏡下卻總也看不到這種特殊的細菌。經多次試驗，巴斯德創造性地發明了活體培養法製取疫苗。他將狂犬的毒液接種到兔子的腦膜下，兔子死後將脊髓提取出來，再接種到另一隻兔子的腦膜下，經多次培養，得到了毒性極微弱的狂犬病疫苗。巴斯德利用這種疫苗成功地在人體上阻止了狂犬病的發作，這個消息轟動了世界，人們紛紛把患者送往巴黎，於是法國在1888年成立了巴斯德研究所，至今它仍服務於人類傳染病的防治研究工作。

以上種種足以讓巴斯德成為歷史上引導人們真正徵服各種疾病的引路人。他使醫學在治病救人方面顯示出了無與倫比的威力，也許正是他使歐洲人的平均壽命由40歲提高到70歲。科學對增進人類幸福的作用在巴斯德這裡得到了最好的體現。

除了他卓越的科學貢獻外，巴斯德同樣是一個品德高尚的人。他放棄了能使他獲得巨大財富的巴斯德消毒法的專利權，以使之更好地為人類服務。他畢生堅持不懈地與自然發生說做鬥爭，表現了追求真理的勇氣和膽識。

以著名英國物理學家丁鐸爾寫給巴斯德的信中話表達對這位增進人類幸福的領路的人最高敬意：「在科學史上，我們首次有理由抱有確定的希望，就流行性疾病來說，醫學不久將從庸醫的醫術中解放出來，而置於真正的科學的基礎上。當這一天到來時，我認為，人類將會知道，正是您才應得到人類最大的讚揚和感謝。」