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[英]罗伯特·斯奈登◎著
——英国著名作家、出版人,拥有30多年的出版从业经验,科普创作奇才,以将复杂难懂的科学问题展现得有趣且令人发省见长,他的作品深受各年龄段读者的喜爱,无论成人还是孩童,均从中受益。
[中]芦东昕 李力 李青峰◎译
第四章 解剖之谜
一、解剖学发展时间线
公元前6世纪:古印度人进行了人体解剖,但是没有直接接触死者的身体。
公元前3世纪:希罗菲卢斯被很多人称为“解剖学之父”,他至少解剖了600具遗体,并准确命名了大量的人体组织和器官。盖伦证明了动脉中流淌的是血液而非空气。
1510年——1511年:莱昂纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci)绘制了240多幅精美的人体构造图,并配上了多达13000字精准详尽的解剖笔记,这是文艺复兴时期最伟大的成就之一,但他的发现在当时并没有被公之于世。
1543 年:安德雷亚斯·维萨里(AndreasVesalius)出版了《人体的构造》,这本书成为欧洲解剖学的参考书。他的研究也为查尔斯·达尔文(Charles Darwin)的物种起源学说奠定了基础。
1628 年:威廉·哈维(WilliamHarvey)发现血液是通过心脏提供动力不断循环的。
一直以来,人们都对研究人体是如何运转的充满兴趣。
据记载,古时的法律和宗教都禁止解剖人体,违反者会受到严厉的惩罚。
有证据表明,早在公元前6世纪,古印度人就进行了人体解剖。然而,当时的解剖者并没有直接接触死者的身体,因为当时活人是禁止直接与死者进行肢体接触的。
亚历山大医学院的医生大概是西方第一批进行解剖工作的。也许是因为受到了古埃及人制作木乃伊的影响,亚历山大医学院的医生选择了直接与尸体接触。古埃及人从很早以前就开始直接接触尸体并制作木乃伊了,但木乃伊是出于宗教信仰而被制作出来的,并非为了获取解剖学知识。
在亚历山大医学院的医生开始探究解剖之前,古希腊人并没有进行过人体解剖。当时主要通过解剖动物尸体或观察患者的伤口来进行研究。亚里士多德通过对各种动物的尸体进行解剖提出了许多解剖学观点。
二、希罗菲卢斯
希罗菲卢斯被很多人称为“解剖学之父”,他进行了一系列的人体解剖。据记载,希罗菲卢斯至少解剖了600 具人类遗体。
《古罗马医学百科》编著者凯尔苏斯(Celsus)声称,希罗菲卢斯和他的同事埃拉西斯特拉图斯(Erasistratus)一起对已定罪的罪犯进行了活体解剖,不过也有不少人怀疑这种说法的真实性。解剖无疑使希罗菲卢斯了解了很多以前的解剖学家不了解的人体结构知识。
希罗菲卢斯发现并准确命名了大量的人体组织和器官。他对神经系统的见解与亚里士多德正好相反,他认为大脑才是“灵魂的所在地”,而非心脏。他也是第一个将运动神经和感官神经,以及脊髓神经和脑神经区分开来的人。他准确介绍了至少七对脑神经并为六对脑神经命了名,它们分别是:视神经、动眼神经、三叉神经、面神经、位听神经和舌下神经。他还介绍了人脑的结构,并研究了颅骨的内面。
不仅如此,希罗菲卢斯还详细介绍了唾液腺、肝脏和胰腺,并命名了十二指肠。他发现了睾丸会产生精子,并描述了子宫——称它是由韧带连接的,因此不能在身体里移动(柏拉图、希波克拉底等人认为,男性和女性的众多差异可以通过“移动的子宫”来解释)。
在希罗菲卢斯之后的1800年,人体解剖一直被法律所禁止,直到16世纪中期人们才重新开始研究解剖学。希罗菲卢斯生活在一个解剖被认为是亵渎行为的时代,当时人们认为人死后灵魂将被禁锢在人体内。在希罗菲卢斯死后,一个新的医学学派兴起了。这个学派的人士被称为“经验主义者”,这些医生只对能够立刻运用到治疗中的医学知识感兴趣。他们认为,死者的尸体与活人的身体有很多不同之处,因此从解剖中获取的知识对实践并没有指导作用。他们还认为,解剖这一行为也会改变人体的结构,因此通过解剖无法得到关于人体结构的有用信息。
三、盖伦
盖伦是古代解剖学史上另一位做出了突出贡献的人。他所著的解剖学著作《论解剖过程》和《论身体各部器官功能》成了此后1300多年里解剖学领域的权威著作。直到16世纪,维萨里和哈维继续进行解剖学研究,才对其构成挑战。盖伦总结了之前的医学知识和观点,并通过对动物的活体解剖进一步展开研究。他对猪和猩猩的解剖,使他对人体工作机理有了更深入的理解。虽然当时人体解剖有很多限制,但这并没有阻碍盖伦的研究。作为帕加玛角斗士学校的首席医生,盖伦有很多机会来研究各种伤情的患者的伤口,以及隐藏在伤口下的“人体秘密”。
通过实验,盖伦推翻了不少人们之前的错误认知,比如动脉中流动着空气,并将空气从心脏和肺部运往全身,这个错误的认知的产生源于人们观察到死亡的动物的血管是空的。盖伦则证明了活的生物的动脉中流动着血液,但他认为血液是从肝脏中流出的--这实际上是一个错误的认知,该认知直到哈维发现血液循环才被推翻。
四、达·芬奇和文艺复兴
14世纪中叶,人们对古典哲学产生浓厚的兴趣。这个历史时期后来被称为文艺复兴时期。当时,法律对解剖的限制逐渐放宽,这促进了解剖学的发展。
文艺复兴的主要推动者之一便是广为人知的伟大博学者——达·芬奇。他从1506年开始探索人体构造,并解剖了一名100 岁男子的尸体。他和托尔医生合作,共解剖了大约30具尸体。1510年至1511年,在与托尔医生合作的过程中,达·芬奇绘制了240 多幅精美的人体构造图,并配上了多达13000字精准详尽的解剖笔记。作为一名艺术家,达·芬奇很想知道人体构造是怎样的。虽然他对解剖学的兴趣源于对艺术的追求,但当他真正参与了解剖后,他对解剖学本身也产生了浓厚的兴趣。他对肌肉、神经和血管的解剖及绘图极其细致。他对人脑、心脏和肺部结构的研究十分着迷。他还详细介绍了动脉粥状硬化和肝硬化等疾病,并推断出视网膜才是眼睛的感光部分,而不是之前人们认为的晶状体。
几个世纪以来,达·芬奇所完成的人体构造图和笔记一直未发表。他的人体构造图被认为是文艺复兴时期最伟大的成就之一,也被视为现代科学文献插图的标杆。
五、维萨里
如果当时达·芬奇发表了他的研究成果,那么他也许就会被冠上“现代解剖学之父”的头衔,而这个头衔最终给了安德雷亚斯·维萨里。
维萨里出生于比利时布鲁塞尔的医学世家,从小便开始接触医学。从学生时代开始,他便对解剖学饶有兴趣。1533年,他进入位于巴黎的一所医科大学学习。
1521年,博洛尼亚大学的解剖学教授贾科莫·贝林加里奥·达·卡皮(Giacomo Berengario da Carpi)发表了一篇质疑经典医学著作准确性的文章,并提出了一些基于解剖学的新见解。
维萨里在巴黎医科大学不得不学习盖伦等人的陈旧著作,他也只能远远地观看教授的解剖演示,就是在那时他暗下决心好好研究解剖学。后来,维萨里转学到了当时著名的医学院帕多瓦大学,在这里他获得了博士学位。1537年毕业后,他成为帕多瓦大学的外科学教授。
作为一名外科学教授,维萨里负责教授解剖学。他改变了教学方案,强调教师和学生亲自上手解剖的重要性。维萨里对人体进行了多次解剖,提出了许多与盖伦不一致的观点。此时,盖伦的著作依然占据主导地位,然而这些著作只是基于对动物的解剖总结而成的,不可避免地存在许多错误。维萨里对盖伦的质疑使得狂热的传统主义分子对维萨里好感全无,甚至维萨里之前的老师也刻薄地挖苦他。然而,维萨里一直坚持自己的观点,并最终赢得了胜利,使得解剖学进入了新的发展阶段。
1543年,维萨里发表了他的医学著作《人体的构造》这是西方医学史上最伟大的著作之一。这本著作被认为是医学,特别是人体解剖学的一大里程碑。它共有七卷,包含的主题有:骨骼、肌肉、血管系统、神经、消化系统、和大脑。它很快成了欧洲解剖学的教科书,并经过修正和改进,于1555年推出了修订本。
维萨里的著作包含了很多人体插图,这些插图的细致程度凌驾于当时所有解剖学著作之上。维萨里在书中加入如此多的插图本身就是不寻常的事情了,因为当时大部分教科书都倾向于文字描述。不过到底是谁绘制了这些插图依然存在争议,现代历史学家普遍认为,艺术家提香(Titian)或其工作室的绘图员参与了绘制工作。
维萨里的观点影响深远,他为后来的学者,如威廉·哈维,提供了坚实的理论基础。不仅如此,维萨里对生物多样性的研究也让人们意识到,人类只是众多物种中的一种罢了。这种观点也影响了300多年后的提出进化论的达尔文。
六、威廉·哈维和血液的循环
盖伦认为,血液是由肝脏生产的,然后通过血管运输到其他器官,并由其他器官消耗掉。他认为心脏如同烧水壶一样“将血液烧开”,这样血液就从紫红色变成了红色。根据盖伦的理论血液不是循环的,而是被消耗掉了。也就是说肝脏一直在生产血液,其他器官只是单纯地在消耗血液。
即便是在维萨里时期,盖伦的思想依旧被广泛接受。意大利解剖学家科隆坡(Colombo)在维萨里的研究基础上,证实了血液是在肺部而不是在心脏被改变了颜色,他还进一步认识到心脏像水泵一样把血液运输到人体各处。有证据表明,其实早就有人领会了血液循环的意义。2600年前的中国古代医书记载:人体内所有的血液由心脏提供动力,永不停歇地在体内循环。阿拉伯医生纳菲斯于13世纪在书中写道:“在人体内有一个从心脏到肺再到心脏的血液小循环”。”但他的这一发现被完全忽视了。
威廉·哈维出生于肯特郡福克斯通镇,曾就读于剑桥大学凯斯学院,1598年考入帕多瓦大学。他在帕多瓦大学的导师法洛皮奥详细地介绍了血管中的瓣膜,这对哈维的思想有着很深的影响。哈维研究了维萨里的思想,了解了通过解剖来研究人体构造的方法。1602年,哈维本科毕业,在伦敦巴塞洛缪医院工作,并成为皇家医学院成员。1618年,他被任命为皇室医生,为詹姆士一世和查理一世服务。
工作之余,哈维一直通过活体解剖来进行研究,主要专注于心血管系统的构造。他的研究对象十分广泛,从蠕虫、小鸟到狗,都在他的研究范围内。作为一名解剖学教师,他也有很多机会进行一些人类尸体解剖的研究。此外,通过观察活体心脏的跳动、血流方向和心脏瓣膜的活动,他慢慢地积累了大量的数据和资料。
哈维尤其关注人体血液的研究。他不相信肝脏可以持续地生产如此多的血液。如果肝脏真能生产血液,那么它每天生产的血液量将是人体重量的好几倍。唯一的解释只能是人体的血液是通过动脉流出、静脉流入这样循环的。
哈维认为,心脏才是血液流通的动力来源。他注意到肺静脉的血液比肺动脉的血液更加鲜红,而肺动脉和肺静脉的血管是一样粗的。也就是说,进入肺部的血液和离开肺部的血液一样多,它们不是用来“喂养”肺部的。他得出结论,从动脉流出的血液最终通过静脉回到心脏。
哈维还推断出,他的导师发现的瓣膜就是用来防止血液倒流的。哈维于1628年发表了《心血运动论》,他在书中写道:“动物体内的血液是不断循环的,心脏提供了循环的动力,这是心脏跳动的原因。”然而哈维却说:“我十分害怕出版这本书。”哈维这么说是有道理的,由于不少人对他进行了严厉的批评,他的医学实践遭受了很大阻力。在此之后,哈维与世隔绝,过上了隐居的生活。