《人類科學技術史-204》血液循環的發現

血液循環的發現
1.先行者的探索 （1）塞爾維特、雷.哥倫布發現肺循環

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。

塞爾維特是一個神學家，同時也是個醫學家。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表了他對人體血液循環的見解。

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過心臟中膈，而是要經過肺部形成循環。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，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。但他發現的肺循環，即小循環，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，他的研究產生了一些重要的結果：血液從心臟的右側通過肺流到左側；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）法布里修斯發現靜脈瓣膜

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，公布了他的新發現。

約在1574年，法布里修斯在作人體解剖時發現，人體四肢的靜脈內壁有小瓣膜，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，法布里修斯未能發現瓣膜的真正作用，即對血液循環本身的影響。

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，最先發現了瞳孔可因光線的強弱而改變大小。他還是一個著名的醫生，曾經為伽利略治過病，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，這是當時英國醫學教育的中心。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學教授，給了他許多幫助和啟發。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，在帕多瓦獲得醫學博士學位后，哈維回到倫敦開業行醫。在倫敦，他結交了包括弗蘭西斯.培根和托馬斯.霍布斯在內的許多著名學者。

從1615年起，他定期在皇家醫學院講課。1618年后，曾任英王詹姆士一世和查理一世的私人醫生。這一經歷后來給他帶來麻煩，內戰時期，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有知識的框架結構，意味著生命科學的革命。

醫學權威蓋倫認為，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的概念，法布里修斯發現了血管中的瓣膜，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，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，他的觀察和發現都是"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的著作，而且它斷言血液是沿著軀體內一條先前沒被認識到的循環路線旅行的。"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，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。這是一個連續不斷的循環，直到生命結束。

哈維通過定量檢測證實了自己的發現。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，得出了單位時間內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路而不停地流動的，即進行著循環的運動；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。他的結論改正了一個持續了一千多年之久的錯誤，并在實際上成為現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，盡管哈維未能發現這一點，但他仍然堅持相信血液的大循環是一個簡單的事實，認為動脈和靜脈之間是由一些尚未被發現的"奇妙的技巧"連接起來的，大自然一定會造就這種循環。

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現。

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。血液循環的理論造成了具有深遠影響的生物學革命。