哪里可以看普罗米修斯2:血液循环——人类最伟大的十个科学发现之五

来源:百度文库 编辑:学校大全网 时间:2020/03/31 01:16:25
血液循环——人类最伟大的十个科学发现之五 作者:塔米姆·…    文章来源:科技园

 

世界著名的网络科普作家塔米姆·安萨利(Tamim Ansary)在其新著(10 Great Scientific Discoveries)中总结了对人类社会发展有重大影响的、最伟大的十个科学发现。这之中,我们有的了如指掌,有的似熟悉的陌生人,但不管怎样,这些跨越了漫长历史时空的科学人物、科学故事,实实在在地能给予我们深刻的感动与启示。

本站将陆续推出这十大科学发现的故事,它们分别是勾股定理微生物的存在三大运动定律物质结构、血液循环、电流、物种进化、基因、热力学四大定律、光的波粒二相性,敬请关注。 

血液循环——人类最伟大的十个科学发现之五

塔米姆·安萨利

每一个人拥有固定量血液,人体内的血液是怎样流通的?几千年来人们一直在不断地探索。

我国现存的—部对人体组织有详细记载的古老医书叫做《内经》(如右图)。《内经》中有“心主身之心脉”、“诸血皆属于心”的心说。相传这部书是黄帝、雷公、歧伯、俞跗等人讨论医药的笔记,实际上是后人总结秦汉以前我国医学的成就而写成的。只是假托黄帝的名,以图引起读者的重视。从《内经》的内容、文气和作者的思想来看,可能不是出于一个人的手笔,而是几个人先后写成。它诞生的年代大概是秦汉时期,而完成于东汉(公元前221~公元220)。

《内经》里的“素问说”:血管是储藏血液的,血液在血管中不断地流行着,它流行的路径,由于血管在体内是环形的生长着,因此血液亦呈环形流动,没有片刻休止,血液为什么能流行不停住呢?是由于心脏在不断地冲激。人们在左乳下可以看到有跳动情况,这就是血液能够流动的发源地方。

血液不停的环周流行,对人体有什么益处呢?“灵枢经”说:血液流行,主要的作用是输送营养料,凡筋骨关节等等地方,只要不缺乏血液的营养,自然就运动自如了。“灵枢经”还指出体内有两种不同的血液:阴气多的血液,滑利而喷射力强;阳气多的血液,色暗而浊,喷射力小。

古希腊哲学家希波克拉底(Hippocrates, 约公元前460-377)(如下左图)提出了人体的“体液学说”:人体由血液、粘液、黄胆和黑胆四种体液组成,这四种体液的不同配合使人们有不同的体质。他认为脉搏是血管运动引起的,而且血管连通心脏。

古希腊著名学者、哲学家亚里士多德(Aristotle,公元前384-322)(如上右图)被誉为仅次于神的权威,但他对人的血液循环毫无认识,他提出人体内(血管内)充满着空气。

古希腊的医生、解剖学派创始人赫罗菲拉斯(Herophilus,公元前335-280)写有《论解剖学》等著作,他在解剖人体时最早发现了血管,并第一个区别了动脉和静脉:动脉有搏动,静脉没有搏动。

古希腊的著名解剖学家埃拉西斯特拉特(Erasistratus,公元前304-250年)在肉眼所能及的范围内详细观察了动脉和静脉在人体全身的分布,甚至注意到了微血管的状态。

他对心脏和血管系统之观察研究,给后人留下宝贵资料。他第一个精确地描述了心脏的半月瓣、三尖瓣和二尖瓣等结构。

 

古罗马医学家盖仑(Claudius Galen,129-199)(如右图)研究过解剖学,但因为当时的罗马统治者禁止解剖人体,盖仑的解剖对象是猕猴。他提出了血液运动的理论。盖仑认为,把心脏分为两半的中隔上,有人们肉眼看不见的小孔,血液穿流过这些小孔,从心脏右侧到心脏左侧,再流经肺部;血液在血管中缓慢地来回流动,开始向这一方向,接着又向相反方向,如此往复循环。盖仑认为,血液的流动是以肝脏为中心的,血液在人体内像潮水一样流动之后,便逐渐被身体所吸收。1000多年来,人们都把他这种血液理论奉为真理。

叙利亚大马士革的医学家纳菲(Ibnal-Nafis,1213-1288)(如左图)曾对盖仑的血液循环学说进行了积极的批判。纳菲发现心脏左右心室之间的隔膜很厚,而且隔膜上面没有像盖伦所设想的那种孔道,血液不可能从右心室直接流至左心室。为了纠正盖仑的谬误,纳菲提出一种血液小循环(肺循环)理论,即血液在此的流程是右心室→肺动脉→肺(交换空气)→肺静脉→左心(房)室。遗憾的是他的学说在当时并未引起人们的重视,被淹没了700多年,直至20世纪才重新被世人在布满尘埃的档案中发现。

意大利文艺复兴时期的著名画家莱昂纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci,1452-1519)(如下左图)学识渊博,多才多艺,在解剖学和生理学上也取得了巨大的成就。他发现了血液的功能,他认为血液对人体起着新陈代谢的作用,血液把养料带到身体需要的各个部分,再把体内废物带走。达.芬奇在研究心脏时发现心脏有四个腔。

比利时医生安德烈·维萨里(Andreas Vesalius,1514-1564)(如上右图)在实践中掌握和积累了一定的解剖学知识和经验,他指出盖仑解剖学中的错误,并决心改变这种现象,纠正盖仑解剖学中的错误观点。

经过五年的努力,1543年,年仅28岁的维萨里完成了按骨骼、肌腱、神经等几大系统描述的巨著《人体的构造》(如右图)。维萨里冲破了以盖仑为代表的旧权威们臆测的解剖学理论,以大量、丰富的解剖实践资料,对人体的结构进行了精确的描述。他在书中写道:人体的所有器官、骨骼、肌肉、血管和神经都是密切相互联系的,每一部分都是有活力的组织单位。这部著作的出版,澄清了盖仑学派的种种错误,使解剖学步入了正轨。

这本书的发表引起了当时的解剖学家和医生们的震惊,也因触犯了旧的传统观念,引起教会的极大不满,维萨里被迫离开了他执教的威尼斯共和国帕都瓦大学来到西班牙。但教会的魔爪不肯放过他,二十年后,西班牙宗教裁判所诬陷维萨里用活人做解剖,判了维萨里死罪。由于国王出面干预,才免于死罪,改判往耶路撒冷朝圣,了结此案。在归航途中,航船遇险,年仅50岁的维萨里不幸身亡。

 

维萨里的同学,西班牙医生米凯尔·塞尔维特(Michael Servetus(Miguel Serve to),1511-1553)(如左图)也是一位不迷信权威的人。他通过解剖发现,血液从右心室流入肺部,经空气净化后,通过曲折的路径,鲜红的血液又从肺流入左心室。推翻了盖仑的心脏中隔有筛孔的论点。塞尔维特已接近发现血液循环,但是由于他的观点背叛了宗教,1553年10月在日内瓦被当作“异教徒”活活烧死,终年42岁。

17世纪,英国科学家威廉·哈维(William Harvey,1578-1657)(如下左图)找到了血液流通的途径,为人们充分了解人和动物的生理学开辟了新的途径。

 

哈维在帕多瓦学习时,他的老师哲罗姆·法布里修斯(Hieronymus Fabricius,1537-1619)(如上右图)发现了静脉瓣,但是法布里修斯没有能理解这些瓣膜的真正功能。他认为瓣膜的功能是阻碍血液的过快流动,以使组织有时间吸收必要的养料。

哈维从老师的发现中受到启发,他从实验入手,做了绑扎人体上臂血管和计算血流量的实验(如右图)。他发现,当丝带扎紧人的上臂时,丝带下方的静脉(即靠近肢)鼓起来,动脉却变得扁平;在丝带另一方,动脉膨鼓起来,静脉变平。这表明,动脉和静脉中血液流动的方向相反:一个从心脏流向肢端,一个从肢端流回心脏。哈维还对动物搏动着的心脏进行了仔细观察。他发现,心脏的左右两部分并不是同时收缩的,左右心房和左右心室的房室口的瓣膜是单向阀,静脉中的静脉瓣也是单向阀。很明显,血液从心脏里被推送出来后,沿着动脉流到全身,又循着静脉回到心脏,瓣膜起到防止血液倒流的作用。

通过观察动物搏动着的心脏,哈维还对血流量进行了计算。他发现,心脏每半小时搏动送出来的血量将超过全身任何时候所含的血液总量。盖伦认为血液是由肝脏制造出来的,哈维从血流量的计算感到,肝脏不可能在半小时内造出这么多血,而且血液也不可能在肢体末端这么快地吸收掉。唯一可能的是,血液在全身沿着一个闭合路径作循环运动。这个循环的路线是,从右心房到右心室,从左心室搏出的动脉血沿动脉到达全身,然后再沿静脉回到心脉。哈维预言,在动脉和静脉末端必定有一种微小的通道把两者联结起来(如左图)。

哈维在1616年公布了他的发现,1628年出版了《心血运动论》一书(如右图),系统地阐述了他的理论。在书中,哈维用大量实验材料论证了血液的循环运动。他特别强调了心脏在血液循环中的重要作用,通过对40种不同动物的解剖观察,他证明心脏的收缩和舒张是血液循环的原动力。他把心脏比作水泵,并认为心脏在人体中的地位,就像宇宙中的太阳,而太阳是宇宙的心脏。《心血运动论》同维萨里的《人体的构造》一样,也遭到了当时学术界、医学界、宗教界权威人士的攻击,但由于哈维当时是英国国王查理一世的御医,才使他没有像维萨里、塞尔维特那样付出生命的代价。

哈维的学说也为人们留下了一个没有解答的谜,那就是血液是怎样从动脉流回静脉去的呢?哈维猜想,在动脉和静脉之间一定有一个肉眼看不见的起连接作用的血管网。由于当时没有显微镜,因此无法证实这一假说。

1661年,在哈维去世4年后,这个谜终于由意大利科学家马尔比基(Marcello Malpighi,1628-1694)(如右图)揭开了。他用显微镜观察到青蛙肺部动、静脉之间的毛细血管,正是这些微细血管把动脉和静脉连接成一个密封管道,使血液在其中循环不息,从而完全证明了哈维的正确推断。