《人類科學技術史-204》血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)

血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)
1.先行者的探索 （1）塞爾維特、雷.哥倫布發(fā)現(xiàn)肺循環(huán)

繼維薩留斯在認識人體結構方面邁出決定性的一步之后，西班牙的塞爾維特(1511-1553年）初步認識了人體的血液循環(huán)。

塞爾維特是一個神學家，同時也是個醫(yī)學家。他曾就讀于巴黎大學，與維薩留斯是同學。在神學上，他認為基督教正統(tǒng)教義中關于三位一體的觀點是謬誤，主張一位論。1546年，他完成了《恢復基督教的本來面目》一書的初稿，后來經(jīng)過修改，于1553年將其秘密印行。正是在這本書中，塞爾維特在論述圣靈和再生之間的關系時發(fā)表了他對人體血液循環(huán)的見解。

塞爾維特認為，血液從右心室向左心室的流動，不是如蓋倫所指出的那樣經(jīng)過心臟中膈，而是要經(jīng)過肺部形成循環(huán)。他對這一過程作了具體的描述：血液從右心室進入肺，在這里它同吸入的空氣相混合并排出雜質(zhì)，然后通過肺靜脈進入左心室。

塞爾維特仍然受到蓋倫關于人體工作過程的理論的影響，他是在研究所謂"活力靈氣"如何產(chǎn)生的問題時提出上述見解的。他說，活力靈氣起源于左心室，肺尤其促進其形成。但他發(fā)現(xiàn)的肺循環(huán)，即小循環(huán)，對于認識生命過程具有重要意義。

塞爾維特的觀點當時沒有得到廣泛傳播，因為他的著作秘密印行后，他就因自己的神學觀點而遭到宗教法庭的逮捕和審訊。在受審期間，他設法逃脫到日內(nèi)瓦，但又落入了同樣不能容忍他的思想的加爾文派手中。加爾文曾親自參與了對他的審訊，并堅持以異端罪判處他死刑。1553年10月27日，塞爾維特被燒死，他的那本著作也被禁遭焚，只有不多幾本幸免于難而流傳下來。

1559年，意大利的解剖學教授雷亞爾多.哥倫布(1516-1559年），提出了同塞爾維特類似的觀點。哥倫布是維薩留斯在帕多瓦大學的繼任者，他的研究產(chǎn)生了一些重要的結果：血液從心臟的右側(cè)通過肺流到左側(cè)；心臟在不斷地收縮和擴張，心臟擴張時動脈收縮，而心臟收縮時動脈則擴張。

（2）法布里修斯發(fā)現(xiàn)靜脈瓣膜

603年，意大利帕多瓦大學的教授法布里修斯(1537-1619年）出版了《論靜脈瓣膜》一書，公布了他的新發(fā)現(xiàn)。

約在1574年，法布里修斯在作人體解剖時發(fā)現(xiàn)，人體四肢的靜脈內(nèi)壁有小瓣膜，它們使血液只朝一個方向流動。他還注意到，人體軀干中的大靜脈內(nèi)沒有這種瓣膜。在《論靜脈瓣膜》這本書中，他首次清晰地描述了靜脈內(nèi)壁上的半月瓣。這些小瓣膜朝心臟的方向打開，但朝相反方向關閉。對于這種瓣膜的作用，他是這樣解釋的："我的理論是，大自然形成它們是為了在某種程度上使血液流動緩慢，并且防止全部血液涌入雙足、雙手及手指并聚集在這些部位。"因此，瓣膜的形成是為了保證身體各部分能得到適當量的血液。由于仍然遵循蓋倫關于血液運動是一種漲落的觀點，法布里修斯未能發(fā)現(xiàn)瓣膜的真正作用，即對血液循環(huán)本身的影響。

法布里修斯在生物學，尤其是胚胎學和肌肉活動力學方面很有造詣。他曾研究了人和許多動物的胚胎發(fā)育，首次詳細地描述了胎盤。他還最先描述了喉的構造，最先發(fā)現(xiàn)了瞳孔可因光線的強弱而改變大小。他還是一個著名的醫(yī)生，曾經(jīng)為伽利略治過病，由于在歐洲聲譽卓著，有許多國家的學子慕名而來。

2.哈維與生命科學革命 （1）從醫(yī)生涯

在法布里修斯的眾多學生中，有一個來自英格蘭的青年，他就是威廉.哈維(1578-1657年）。

哈維出生于一個富商之家，15歲時就進入劍橋的格維爾和凱厄斯學院學醫(yī)，這是當時英國醫(yī)學教育的中心。1599年，他來到帕多瓦大學深造。法布里修斯作為帕多瓦大學的醫(yī)學教授，給了他許多幫助和啟發(fā)。法布里修斯大概很器重哈維，后者有一段時間曾住在他位于帕多瓦郊外的鄉(xiāng)間小屋中。直到很多年之后，哈維仍記得法布里修斯是如何向他解釋那些奇妙的靜脈瓣膜的。

1602年，在帕多瓦獲得醫(yī)學博士學位后，哈維回到倫敦開業(yè)行醫(yī)。在倫敦，他結交了包括弗蘭西斯.培根和托馬斯.霍布斯在內(nèi)的許多著名學者。

從1615年起，他定期在皇家醫(yī)學院講課。1618年后，曾任英王詹姆士一世和查理一世的私人醫(yī)生。這一經(jīng)歷后來給他帶來麻煩，內(nèi)戰(zhàn)時期，他的家遭到洗劫，收藏的解剖標本以及手稿、圖表等均被毀掉。直到1648年，他才返回倫敦。哈維于1657年逝世，享年79歲。

（2）《心血運動論》

哈維在行醫(yī)的同時，進行著研究工作。他仔細地觀察病人，解剖過人體和多種動物，還曾用皇家園林中的鹿進行過實驗。1628年，他發(fā)表了《動物心血運動的解剖研究》(簡稱《心血運動論》）一書，第一次闡明了血液循環(huán)的原理。

《動物心血運動的解剖研究》是一本只有72頁外加兩幅插圖的小冊子，但它徹底改變了這方面現(xiàn)有知識的框架結構，意味著生命科學的革命。

醫(yī)學權威蓋倫認為，靜脈血由肝臟形成后流入右心房、右心室，并經(jīng)室間膈上的微孔流入左心；血液運動猶如潮水漲落，原動力在于動脈的收縮。直至16世紀，這種觀點仍然支配著人們的認識。在哈維之前，塞爾維特和哥倫布建立了肺循環(huán)的概念，法布里修斯發(fā)現(xiàn)了血管中的瓣膜，但他們都未能從根本上改變蓋倫的結論。

哈維的著作，表達了正在興起的那種時代精神。他在書中首先強調(diào)，他信奉的不是書本而是實踐，不是哲學家的觀點而是自然的結構，他的觀察和發(fā)現(xiàn)都是"從解剖活的動物中得出的"。他具體地論述了心臟、動脈、靜脈的結構以及血液運行的問題，批駁了流行的觀點，明確地提出了自己的新思想。他指出，雖然已有一些杰出而博學的人說明了這一主題的某些方面，但他的這本書是"唯一的一本反對傳統(tǒng)的著作，而且它斷言血液是沿著軀體內(nèi)一條先前沒被認識到的循環(huán)路線旅行的。"哈維認為，心臟的作用就如用一個泵，它通過收縮和擴張發(fā)生作用：收縮時將其容納的血液排出，擴張時則吸收新鮮血液，這種有規(guī)律的重復收縮和擴張，使血液保持在血管中運動，而心臟和血管中的各種瓣膜則保證這種運動朝一個方向進行：動脈中的血總是朝離開心臟的方向流動，而靜脈中的血總是朝向心臟流動。他詳細地描述了血液流動的通道：血液從左心室被壓到主動脈中，進入動脈系統(tǒng)，然后通過靜脈返回心臟，進入右心室；心臟的運動迫使血液從右心室進到右心耳，再通過肺動脈進入肺臟，并由肺靜脈流回心臟，進入左心耳，從這里被送入左心室，再一次被壓進主動脈和動脈系統(tǒng)。這是一個連續(xù)不斷的循環(huán)，直到生命結束。

哈維通過定量檢測證實了自己的發(fā)現(xiàn)。那時，定量方法雖已在配藥方面使用，赫爾蒙特和圣托里奧也曾將其用于生物學實驗，但它尚未被普遍認識。

哈維實際測量了人、狗、羊的心臟容量，然后用脈搏的速率乘以這個數(shù)，得出了單位時間內(nèi)從心臟進入動脈的血液的量，他估算，一個普通成年人在半小時內(nèi)大約有83磅血從心臟輸送出來。僅僅是這個量的結論，就動搖了蓋倫學說的基礎，因為如此大量的血是不可能如蓋倫所說的那樣由肝臟將被消化食物"乳糜"造成的，它也超出了所有靜脈在任何給定時間里所能容納的血液量。哈維由此斷言，血液是圍繞著一個環(huán)路而不停地流動的，即進行著循環(huán)的運動；憑借心臟的搏動，血液被輸送，這也是心臟搏跳運動的唯一理由。

哈維指出，有許多理由可以稱血液的流動為循環(huán)運動。這些理由是他通過對80多種不同的物種如哺乳動物、蛇、魚、蝦、哈蟆、蜥蜴等進行活體解剖、肉眼觀察、實驗和計算得到的證據(jù)。他的結論改正了一個持續(xù)了一千多年之久的錯誤，并在實際上成為現(xiàn)代生理學的基本概念。而他在得出這個結論過程中采用的方法，也被作為發(fā)展生物學和建立生命科學的手段而被確立下來。

由于當時條件的限制，哈維的血液循環(huán)理論也存在著缺陷，其中最主要的是，他不能回答血液是怎樣從動脈進入靜脈的。他還沒有顯微鏡，而要了解動脈末端與靜脈末端連接的確切情形，是要借助于顯微鏡才能做到的。但是，盡管哈維未能發(fā)現(xiàn)這一點，但他仍然堅持相信血液的大循環(huán)是一個簡單的事實，認為動脈和靜脈之間是由一些尚未被發(fā)現(xiàn)的"奇妙的技巧"連接起來的，大自然一定會造就這種循環(huán)。

哈維的這一預言，在他逝世三年之后就得到了證實。博洛尼亞的醫(yī)學家和解剖學家馬爾比基(1628-1694年）在顯微鏡下看到了蛙肺中連接動脈和靜脈的毛細血管，揭示了肺的結構和功能。不久，列文虎克(1632-1723年）證實和擴展了這一發(fā)現(xiàn)。

哈維對生物科學作出的偉大貢獻，是17世紀最引人注目的科學事件之一。血液循環(huán)的理論造成了具有深遠影響的生物學革命。