今年是英国著名生理学家、医生威廉 · 哈维(William Harvey)诞辰420周年(1578.4.1-1998.4.1),也是他的划时代著作《心血运动论》发表370周年(1628-1998)。哈维的发现被誉为科学史上的一次伟大革命,他的学说奠定了实验生理学的基础。今特译此文,以示纪念。
——译者
威廉 · 哈维(1578-1657)是托马斯 · 哈维七个儿子中的长子,也是这个商人和土地拥有者家庭中唯一一个成为内科医生的。1597年从剑桥大学凯厄斯学院获得文学士学位后,哈维跟随着英国伟大人文学者的足迹进入了帕多瓦大学。*1602年,哈维回到了英格兰,成功地建立了一家私人诊所。他与伊丽莎白 · 布朗结婚使他有机会接近了高层宫廷和知识界,因为伊丽莎白 · 布朗是伊丽莎白女王一世和詹姆士一世的御医兰斯洛特 · 布朗的女儿。哈维很快就飞黄腾达起来了,1607年他被选为内外科医生学院的成员,1609年被任命为圣 · 巴塞洛谬医院的内科医生,1615年至1656年成为内外科医生学院卢莱因讲座的演讲者。1618年成为詹姆士一世的特命医生,当查理一世在1625年成为国王时,哈维又继续担任这一职务。1631年,哈维被提拔为常任医生,1639年又成为常任医生中的高级医生(在宫廷医疗界,常任医生比特命医生享有更高声誉)。作为国王的一名御医,哈维负责许多特殊的任务,比如巫术的诊断,詹姆士一世对巫术非常感兴趣。哈维的职责也包括经常陪同国王旅游和在内战**中负责医疗。根据国王要求,哈维做了他最不同寻常的一个尸体解剖,这是托马斯 · 帕尔的尸体,帕尔自称是英格兰最老的人,他在1635年被带到伦敦拜见查理一世,并在女王的个人餐馆作了展览。在伦敦的生活危害了帕尔的健康,他很快便去世了。哈维从尸体解剖结果推断帕尔死于胸膜肺炎,而其他人认为可能是老死。
哈维对实验生物学和人体生理学产生了革命性的推动,但是从职业和社会层次而言,他是一个拥有保守职位的人。在查理一世的追随者和奥利弗 · 克伦威尔(1599-1658)领导的议会力量之间的斗争过程中,哈维对他的国王忠心耿耿。在帝制被废除后,1649年查理国王被公开送上断头台。哈维引退回到了伦敦附近的乡村与兄弟们生活在一起。由于被痛风病和恶化的健康所折磨,他沉溺于鸦片,并且不止一次地产生自杀的念头。
在哈维整理他所有的最后数据之前,他似乎已经对心脏和血液的运动有所认识,而这又在1628年《论动物心脏和血液运动的解剖学专题论文》(通常称为《心血运动论》)出版之前很久。可能是哈维拖延了该书的出版,就像他在书中所承认的,因为他关于血流的运动是如此新奇和史无前例,以至于他害怕有可能产生的影响,期望能最大可能对他的反对者表现出宽容。
哈维正如几百年来所有的医生一样,日复一日地被灌输盖仑的理论,而且对这种理论的掌握程度是在非常保守的职业中作为成功和进步的凭证。哈维怎么可能摆脱过去的束缚呢?当时的一代医生都逆来顺受地接受了盖仑的理论,而令人感动的是哈维竟然会意识到他所学的关于心脏和血液运动和功能的那些伟大、优雅的教条是错误的。当一个人阅读《心血运动论》时,最令人思想上震惊的是,理论上讲,哈维的实验和观察是完全可以在几百年前进行的。在17世纪,像望远镜和显微镜这些新仪器实际上已经为科学和想象展开了一个崭新的世界,但是哈维的工作没有借助显微镜。
像哈维很尊敬的亚里士多德一样,他在研究最终原因时,提出了看似简单、实际深奥的许多问题。在考虑心脏和血管的功能时,他与亚里士多德的有关心脏为身体最重要器官的观点很接近,同时揭示了盖仑纲要中的错误。哈维想知道为什么结构相似的左右心室却有不同的功能,一个管血流,一个管生命灵气?为什么像动脉的静脉只营养肺,而像静脉的动脉却要营养全身?为什么肺好像自身需要那么多营养?为什么除了肺运动外右心室也要运动?如果说存在两种不同的血液:经静脉从肝脏来的营养血液和经动脉从心脏来的管灵气分配的血液,那么为什么这两种血液如此相似?这些问题可不像哈维的同时代人准备提出和辩论的一样。
运用建立在解剖标本、活体解剖以及亚里士多德和盖仑工作上的观点,哈维证实了所有成人体内血液都通过肺从右心流到左心,同时他也证明了心脏是肌性器官,其重要的运动是收缩,而不是舒张。他最鲜明的思想是心脏是产生持续血液循环的动力。
恒温动物心脏的收缩和舒张是如此迅速而复杂,以至于哈维起初担心这种运动很难弄清楚,但是他通过观察蛇、蜗牛、蛙以及鱼类这些有简单心血管结构及缓慢心跳的动物,解决了这个问题。在冷血动物以及因大出血濒临死亡的狗身上,哈维复制这种缓慢心跳的模型,通过观察比较及实验对照,很明显,心脏的运动类似一架各部分同时运动的机器,能彼此协调。哈维也提出了一个相当简单的问题,如果过于强调也许现代人会发现相当有趣,会从他所在17世纪的背景在观念以及方法学上使哈维显得比实际更为现代化。哈维常想,血液是怎样随心脏搏动输送到身体各部位?最为精确的计算已经证明,每小时心脏泵出的血量超过了整个机体的重量。假如每次心搏泵血2盎司,每分钟心跳72次,那么1小时泵血量为8640盎司(2×72×60)或540磅。无论对人、绵羊、狗以及牛,1小时的泵血量总是超过整个机体的血量。这已通过放血所证实。
很显然,这些论据对盖仑理论是一个致命的打击,但是,这种在现在看来是无可争议的事实在哈维时代显然不是那么一回事。那时候在生理学上从实验得到的数据是相当少的,甚至连医生也仅仅是通过观察而不是通过测量和计算。此外,哈维的工作的反面似乎更合逻辑,至少以对已被接受的盖仑理论是这样的。例如某些反对观点认为,心脏仅能从造血的肝脏获取一部分血,这些血在相当程度上受心脏热量的影响,呈泡沫状并膨胀从而充实心脏及动脉。更进一步说,各种关于假定每分钟心搏排血量是无意义的,因为不必要去设想血液是因每次心搏而被泵出去的。
解决了心脏和血液运动的机械问题以及论证了静脉瓣的真实功能后,哈维总的来说已经抛弃了关于灵气产生及不同灵气分布的观点,他已经证明了盖仑理论的错误,基本上发现丁有关心血管的结构和功能。但由于没有利用显微镜,在哈维工作中存在主要问题是不能把动、静脉系统联系起来,因此他不得不以“吻合”或“血管毛孔”假设使动、静脉联系起来。由于马塞洛 · 马尔比基(1628-1694)***等科学家利用显微镜拓展了解剖研究的界线,完成了心血管的毛细血管理论。
在哈维去世时还有一项尚未完成的工作,就是他打算出版一部有关疾病思想的著作,这部书的原稿已在内战时被焚毁。由于这个损失,运用哈维有关循环方面的理论来解决疾病以及医疗实践上的问题没能联系在一起,而这些内容只幸存散见他的著作中。
如果不能正确地解释一些神秘的生命现象,诸如心、肺、肝、动脉、静脉以及灵气等的作用,要想取代盖仑理论谈何容易。而所有这些技术、理论的方法和目的已远远超出了哈维的能力。对17世纪的医生来说,循环新理论所带来的问题比它所能回答的问题更多。假如哈维是正确的,又怎么来说明盖仑对一些生命现象的完美解释呢?例如,如果血液不能被组织利用,组织又怎样摄取它的营养?如果血液循环于一个连续封闭的系统,那么动、静脉系统又有何用,机体又是怎样完成灵气和内热的产生和释放呢?如果灵气既不由肺中空气或者在心的血液产生,那么呼吸又有什么功能呢?如果整个血液是不断循环的,动脉血和静脉血的区别又在哪里呢?如果盖仑关于人体的解剖和生理学观点不正确的话,那么指导医疗实践的理论又该是什么呢?
同几乎所有的基础发现一样,哈维的工作激起了连珠炮似的大量新问题和争论的热潮。许多反对者不能或不愿理解哈维工作的含义,其他人则认为放弃对健康与疾病、诊断与治疗提供合理解释的传统的盖仑理论是不可能的。假若盖仑理论成为哈维基本理论的殉葬品,那么医学还有什么可以遗留下来的?持续循环的理论引出了许多哈维都不能回答的疑难问题,这些问题激起哈维的追随者从事新的实验验证,而反对者指责哈维理论是无用的、错误的、不可能的、荒唐的、异端的、有害的。对一些学者来说,接受血液、呼吸运动以及灵气分布的革命性思想是如此的痛苦,以至于他们试图迫使新思想退回到古希腊那些具有相当复杂观点的著作中去。
哈维充分意识到他的工作的革命性,他猜想40岁以下的人很难理解它。哈维的工作被认为是科学史上的一次革命,可以和牛顿相媲美。尽管在内战期间,由于疾病、年龄以及遗失先前资料和手稿的痛苦,阻碍了哈维实现他的所有夙愿,但他还是活着看到了他的追随者在他的思想和方法的启示下,建立起了一个全新的实验生理学。由哈维工作引出的问题促使一批“牛津生理学家”,如罗伯特 · 波义耳、罗伯特 · 胡克、理查德 · 洛尔、约翰 · 梅洛和克里斯托弗 · 雷恩从事这项新的研究项目,从而增进了对人体的更好理解。
[A History of Medicine,1992]
*文艺复兴时期意大利著名学府,聚集了一大批伟大学者,被誉为当时欧洲的一盏明灯。——译者注
**指1642年至1649年,英国查理一世与议会的战争。——译者注
***意大利著名生理学家、毛细血管的发现者。——译注