巴斯德及他的鹅颈瓶实验.doc

动手做实验
—巴斯德

在我们生活的空间里，几乎在地球的每个角落都有细菌。它们是一些非常微小的生物，它们无孔不入，并且能够快速繁殖。它们能够使人或动物感染疾病，并且使食物腐烂。啤酒为什么会变酸呢？那是因为有一种名叫乳酸杆菌的微生物在捣乱。猪牛羊为什么会得瘟病呢，鸡鸭鹅为何会得霍乱呢？蚕为何会上吐下泻，大量死亡呢？这些都是微生物造成的。如果你回家后不把手洗干净，留在你手上的微生物就会趁着你吃东西的时候溜进你的嘴里，钻进你的肚子里，那可就糟透了。
微生物肉眼是看不见的，它的形态观察是从安东·列文虎克发明的显微镜开始的。他利用能放大50～300倍的显微镜，清楚地看见了细菌和原生动物。然而，继列文虎克发现微生物世界以后的200年间，微生物学的研究基本上停留在形态描述和分门别类阶段。直到19世纪中期，以法国的巴斯德为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段，揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因，并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术。从而奠定了微生物学的基础，同时开辟了医学和工业微生物等分支学科。巴斯德是微生物学的奠基人。
巴斯德于1822年出生在法国东部的多尔镇的一个普通的农民家庭。他的父亲是一个军人退伍后开了一个小作坊，专门加工皮革。巴斯德从小就养成了喜欢亲自动手实践的好习惯。上小学后，老师发现他对一切都很认真。没有确切的证据，他从不轻易接受什么结论。这个习惯被他延续到了大学实验室，他喜欢成天呆在实验室了，甚至吃饭睡觉也不例外，因此被大家安上了一个“实验室蛀虫”的外号。他对实验的执着以及对实验结果分析的异乎常人的能力让他受益终身。
1847年巴斯德获得博士学位，年仅二十六岁的巴斯德就因对酒石酸的镜像同分异构体的研究而一跃跨入著名化学家的行列之中。其后，巴斯德用自己独创性的“实践—理论—实践”的研究方法进行了多项探索性的研究，取得了重大成果，是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快，“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。（2）每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展：由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌，巴斯德拯救了法国的丝绸工业。（3）传染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的疫苗。他意识到许多疾病均由微生物引起，于是建立起了细菌理论。
著名的鹅颈烧瓶实验就是巴斯德在19世纪60年代进行的。
千百年来，普遍流行着一种“自然发生说”。该学说认为，不洁的衣物会滋生蚤虱，污秽的死水会自生蚊，肮脏的垃圾会自生虫蚁粪便和腐臭的尸体会自生蝇蛆。总之，生物可以从他们所在的物质元素中自然发生，而没有上代。1668年意大利宫廷医生佛罗伦萨实验科学院成员F.雷迪用实验证明腐肉生蛆是蝇类产卵的结果，首先对自然发生说提出异议。但由于他未能正确解释虫瘿与肠道蠕虫的来源，人们认为低等动物仍可自然发生。虽然,A.van列文虎克在1674年发现了微生物，但对微生物的进一步的研究受到许多条件的限制，微生物可以自然发生的信念反而活跃起来，并于18、19世纪达到了顶峰。1745年英国天主教神甫、显微镜学家J.T.尼达姆用把试管内各种浸泡液经消毒后，仍有微生物发生，因此论证自然发生说的正确性，轰动一时，得到了许多学者的支持。其后一些学者认为微生物是由于空气不洁带入瓶内的，采取许多措施消除空气中的微生物，但均未能保证实验取得成功，因而仍有利于自然发生的观点。
巴斯德是一个唯物主义论者，他在进行发酵的研究时，就已经形成了自然发生问题的看法，不相信自然发生学说。他在《论乳酸的由来》中说空气是酵母的来源，因为杜绝与空气接触，并把反应物加热到沸点，发酵就终止。对此，许多权威的学者，包括普歇等人非常的不高兴，因为他是无生源说的创始人。按照他的学说，组成机体的不是矿物分子，而是新生命需要的有机粒子。因此，微生物的存在是值得怀疑的。就此，一场旷日持久的关于自然发生论的看法的论战在此展开。
巴斯德要证明的有两件事：1、微生物存在于空气中；2、微生物能够繁殖。鹅颈瓶实验是巴斯德经过周密的实验设计之后想出来的。它是假设细菌、微生物的移动需要依靠菌毛、鞭毛，并且需要在有液体介质的情况下才能正常移动。他把肉汤灌进两个烧瓶里，第一个烧瓶就是普通的烧瓶，瓶口竖直朝上；而第二个烧瓶，瓶颈弯曲成天鹅颈一样的曲颈瓶。然后把肉汤煮沸、冷却。两个瓶子都没有用塞子塞住瓶口，而是敞开着，外界的空气可以畅通无阻地与肉汤表面接触。他将两个烧瓶放置一边。过了三天，第一个烧瓶里就出现了微生物，第二个烧瓶里却没有。他把第二个瓶子继续放下去：一个月、两个月，一年、两年……直至四年后，曲颈颈瓶里的肉汤仍然清澈透明，没有变质和产生微生物. 然而，当他将鹅颈瓶的曲颈砸碎，空气中的微生物得以顺利进入到肉汤中，结果发现过了几天，肉汤就变浑浊了，并且发出了异味。事实证明肉汤变质了。这就说明，微生物确实存在于肉汤当中。并且，他还用显微镜观察了用灭菌的滴管取的烧瓶中不同天数被感染的肉汤，发现随着时间的增长，里面的微生物确实密度越来越大。结果证明了他的第二个结论，微生物能够繁殖。
这是为什么呢？ 巴斯德解释说，因为第一个烧瓶是顶端开口，悬浮在空气中的尘埃和微生物可以落入瓶颈直达液体，微生物在肉汤里得到充足的营养而生长繁殖，于是引起了肉汤的变质。第二个瓶颈虽然也与空气相通，但瓶颈拉长弯曲，空气中的微生物仅仅落在弯曲的瓶颈上，而不会落入肉汤中生长繁殖引起腐败变质。

但是，巴斯德还不满足于他的论证，他不仅指出了微生物在配制液中的沉淀和繁殖，而且也要证明沉积的微生物越少，液体就越澄清，越不受微生物的污染。因此他带了许多不同的灭菌的烧瓶去了不同的地方，包括满布灰尘的市区，酒窖，乡村，甚至阿尔卑斯山取空气做实验，而结果也确实证明了，越是空气干净的地方，肉汤变质的越慢，否则越快。
普歇等学者后来还是毫无证据的继续顽抗并坚持着他们的自然发生学说，但是，巴斯德“鹅颈烧瓶”实验的结果使人们坚信：生物只能源于生物，非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命．这一观点称为“生生论”．生生论推翻了自然发生论．
巴斯德作为人类史上最伟大的科学家之一，他的故事告诉我们，不要迷信权威，敢于挑战权威，用实事求是的态度，用实践去证明理论，才能发现真理。

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