科学家的故事-血液循环的发现.doc

血液循环的发现疑难问题：生物学家对生命活动的研究，通常采用两种基本方法，即观察与实验。哈维首次把实验方法用于生物学，于1628年发现了血液循环，成为现代生理学和实验生物学的奠基人。那么血液循环是怎么发现的？1.血管内是空气古希腊哲学家亚里士多德的观点：食物在心脏内转变成血液；心脏给血液加热；动脉里充满了空气；心脏产生 “元气”；静脉和动脉血都有涨有落，有时向心脏流入，有时从心脏流出。这种错误观点延续了几百年。2.血液运动理论1800年前，古罗马神医盖仑否定亚里士多德的观点，指出人血管里流的是血。这一观点比亚里士多德前进了一大步。盖仑的理论认为，血液在人体内像潮水一样流动之后，便消失在人体四周。 盖伦曾亲自做过大量的解剖，也对心脏和血管做过细心的研究，但是却从未想到血液会循环流动。盖仑创立了一种血液运动理论，他认为，肝脏将人体吸收的食物转化为血液。血液由腔静脉进入右心，一部分通过纵中隔的小孔由右心室进入左心室。心脏舒张时，通过肺静脉将空气从肺吸入左心室，与血液混合，再经过心脏中由上帝赐给的热的作用，使左心室的血液充满着生命精气。这种血液沿着动脉涌向身体各部分，使各部分执行生命机能，然后又退回左心室，如同涨潮和退潮一样往复运动。右心室中的血液则经过静脉涌到身体各部分提供营养物质，再退回右心室，也像潮水一样运动。3.心肺循环理论16世纪，比利时医生维萨里认为盖仑的理论是错误的。不久，西班牙医生塞尔维特便提出了血液在心肺之间进行小循环的看法，这两位巴黎大学里的同学，相继向权威盖仑进行挑战。但是他们都付出了惊人的代价，维萨里受到宗教裁判所的迫害，被判处死刑。塞尔维特由于出版了基督教的复兴触犯了西班牙教会，与1553年10月，在日内瓦被当作“异教徒”，活活烧死。这两位医生为了研究人的血液循环，向权威挑战，献出了宝贵的生命。4.血液循环理论半个世纪之后，哈维医生决心弄清人体血液的奥秘。他系统地分析了前人的研究情况，他决心像伽利略一样，通过实验，去揭开人体血液循环的神秘面纱。哈维曾对40余种动物进行了活体心脏解剖、结扎、灌注等实验，同时还做了大量的人的尸体解剖。哈维深入地研究了心脏的结构和功能，他发现心脏的左右两边各分为两个腔，上下腔之间有一个瓣膜相隔，它只允许上腔的血液流到下腔，而不允许倒流。哈维接着研究静脉与动脉的区别，他发现动脉壁较厚，具有收缩和扩张的功能；而静脉壁较薄，里面的瓣膜使得血液只能单向流向心脏。结合心脏的结构，这意味着生物体内的血液是单向流动的。为了证实这一点，哈维做了一个活体结扎实验。当他用绷带扎紧人手臂上的静脉时，心脏变得又空又小；而当扎紧手臂上的动脉时，心脏明显胀大。这表明静脉里的血确实是心脏血液的来源，而动脉则是心脏向外供血的通道。体内血液的单向流动实验，证明了盖仑学说的静脉系统双向潮汐运动的观点是错误的。哈维的另一个定量实验更否定了盖仑的理论。他进行心脏解剖时，以每分钟心脏搏动72次计算，每小时由左心室注人主动脉的血液流量相当于普通人体重的4倍。这么大量的血不可能马上由摄人体内的食物供给，肝脏在这样短的时间内也决不可能造出这么多的血液来。惟一的解释就是体内血液是循环流动的。哈维在不同的动物解剖中发现了上述同样的结果，他终于得出了这样一个结论：血液由心脏这个“泵”压出来，从动脉血管流出来，流向身体各处，然后，再从静脉血管中流回去，回到心脏，这样完成了血液循环。他把这一发现写成了动物心脏和血液运动一书，正式提出了关于血液循环的理论。为了证明人的血液循环也与动物一样，他还在人身上反复地实验。他把那些人手臂上的大静脉血管用绷带扎紧，结果发现靠近心脏的一段血管瘪下去，而另一端鼓了起来。他又扎住了动脉血管，发现远离心脏的那一端动脉不再跳动，而另一端，很快鼓了起来。证明完全与动物的血液循环是一样的。他在书上告诫人们：“无论是教解剖学或学解剖学的，都应当以实验为依据，而不应当以书籍为依据；都应当以自然为老师，而不应当以哲学为老师。” 他通过发现血液循环把实验方法引人生物学。所以，恩格斯评价说：“哈维由于发现了血液循环而把生理学确立为科学。”哈维他一生中写过大量的科学论著，但是只发表了心血运动论和论动物的生殖两书以及几封为心血运动论辩护的公开信。其中1628年，发表的划时代著作Heart and movement of blood（中译名心血运动论），这是第一本基于实验的生理学著作，标志着近代生理学的诞生，同时也奠定了哈维在科学发展史上的重要地位。哈维在书中明确指出，动脉把血液从心脏输出而同时静脉把血液输入心脏。由于没有显微镜，哈维无法看到毛细血管血液从最小的动脉输入静脉的微小血管，但是他却正确地推断出了它们的存在（哈维去世几年以后意大利生物学家发现了毛细血管）。直到哈维1657年逝世以后的第四年，伽利略发明的望远镜，被意大利马尔比基教授改制为显微镜用于医学上，观察到毛细血管的存在，才真正证实了哈维理论的正确性。哈维的血液循环理论的被确认，标志着当时的科技在医学领域中的显著成就。哈维的贡献是划时代的，他的工作标志着新的生命科学的开始，属于发端于16世纪的科学革命的一个重要组成部分。哈维因为他的出色的心血系统的研究（以及他的动物生殖的研究），使得他成为与哥白尼、伽利略、牛顿等人齐名的科学革命的巨匠。他的心血运动论一书也像天体运行论、关于托勒密和哥白尼两大体系的对话、自然哲学之数学原理等著作一样，成为科学革命时期以及整个科学史上极为重要的文献。