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开膛手哈维的热血往事

撰文 | 李莘莘(帝国理工大学博士后研究员) 责编 | 丹 阳 陈晓雪
记一次活体解剖讲座
 
1636年,纽伦堡。
 
一个瘦小精干的英国人走进阿尔道夫大学(University of Altdorf)一个专门用于教授解剖学的礼堂。木制的解剖桌上插满了刀,观众席前排坐满了资深教授,后排则挤满了年轻的教师、医生、学生和各行各业的市民。
 
讲座开始了。这位来自英国的解剖学家作为主讲人,简要概述了自己关于心脏和血液系统的研究观点。与此同时,一名助手将一只狗带上了解剖台,并将狗的四肢固定在桌子四角。
主讲人提起刀,干净利落地切开狗的胸膛,一颗血淋淋的心脏顿时暴露在众目睽睽之下,一起一落地跳动。
 
主讲人找准时机,又割开了狗的肺动脉,血液喷洒而出,溅射到前排几名教授的袍子上,观众席一阵骚动。主讲人大声道:“你们仔细看,血液喷涌的时候正是心脏收缩的时候,心脏的收缩正是供血的动力!并且,每次收缩都有如此大量的血液喷出,机体是不可能随时产出这么多‘新’血的,血液是‘循环’的!”
 
在观众席此起彼伏的争吵、讨论甚至是咒骂声中,这颗心脏的生机越来越微弱,最终停止了跳动 [1]。
 
盖伦:制霸医学界1500年
http://williamharvey302.blogspot.com/
 
如果你是1800年前的医学生,盖伦(Aelius Galenus或Galen of Pergamon,AD 129-210)的学说是你必修的医学经典——哪怕时间再往回推一千年,盖伦同样被当时的医生奉为圭臬。盖伦这个名字制霸了医学界将近1500年。
 
盖伦的学说承袭了古希腊哲学家希波克拉底著名的四元素论(人体包含4种液体:血液、黏液、黄疸汁和黑疸汁,人体的疾病通常是四种液体不平衡造成的),并以之为基础发展出了心脏和血液的工作原理理论。
 
盖伦认为人体内有两套血液系统。第一套由肝脏和静脉组成,肝脏利用食物中的营养造出暗红色的静脉血供给全身,部分静脉血会流入右心室,进入第二套血液系统。第二套血液系统的核心是心脏,进入右心室的血液分成两部分,一部分通过肺动脉进入肺,经过呼吸作用排浊,剩下的部分则通过心脏隔膜上的孔进入左心室。在左心,血液会经历最关键的一道工序——加入通过呼吸获得的“元气”。“元气”是血液里最重要的元素,它是生命的源泉,“元气”将暗红色的静脉血加工成鲜红的动脉血,最后通过动脉流经全身,把“元气”供给大脑和四肢,我们才得以思考和行动。
 
简而言之,在盖伦的体系里,肝脏是血液的原料厂,肺是佐料厂,心脏是加工厂,负责把肺提供的“元气”和肝提供的原液“咕嘟咕嘟”炖成一锅。盖伦还认为,心脏的运动是被动的,各个器官主动从心脏里吸血。在放松的自然情况下,心脏呈收缩态。器官一下一下地吸血,血管内血液的潮起潮落,形成了脉搏。
 
从公元2世纪开始,盖伦就在医学界确立了无与伦比的权威地位,但是科学发展的路上永远少不了挑战权威的人。
 
解剖医学家安德雷亚斯·维萨里(Andreas Vesalius)、伊本·纳菲斯(Ibn al-Nafis)和瑞多·科伦博(Realdo Colombo)都先后指出过盖伦理论中的错误,但这些都未能撼动盖伦的地位。直到17世纪,在神坛上统领千年的盖伦终于迎来他最重要的挑战者。
 
终极挑战者哈维上线
 
 
威廉·哈维(William Harvey),1578年出生于大英帝国肯特郡的一个农场。作为家中长子,父亲老哈维对他寄予厚望,希望他能帮助家族实现阶级跃迁。从古至今,实现阶级跨越的途径莫优于学医。聪明勤奋的哈维不负厚望,于1593年被剑桥凯斯学院(Gonville & Caius College)录取。
 
始建于1348年的凯斯学院是剑桥最古老、最富裕的学院之一,也是牛津、剑桥两校众多学院中产生诺奖获得者第二多的学院(第一是剑桥的三一学院)。凯斯学院的名人堂可谓星光熠熠,DNA结构发现者之一弗朗西斯·克里克(Francis Crick),盘尼西林之父霍华德·弗洛里爵士(Howard Florey, Baron Florey),与我国渊源颇深的著名生化学家李约瑟(Noel Joseph),无需介绍的斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking),以及今天的主角,比以上几位早出道300多年的哈维,都是凯斯学术明星中的翘楚。
 
1597年,哈维在凯斯学院获得了学士学位,随后进入当时全欧洲最好的大学——意大利帕多瓦大学(University of Padua)求学。要知道,当时伽利略就在此任教。1602年,哈维从帕多瓦大学取得医学博士学位后回到剑桥,同年获得了凯斯学院的医学博士学位,并加入了皇家医学院(the Royal College of Physicians)。除了担任医生的本职工作之外,哈维在37岁那年被皇家医学院任命为卢姆雷恩讲师(Lumleian lecture),教授解剖学。
 
昔日的农场男孩终于成为了高贵的绅士,干着体面的工作,拿着丰厚的薪资,还娶了一个皇家医生家庭出身的妻子,不到40岁的哈维绝对算得上是人生赢家。
 
还能有什么烦心事呢?
 
然而,哈维确实有一件烦心事,那就是盖伦。
 
彼时哈维在解剖课上教授的内容仍然以盖伦的学说为主,但他毕竟不是照本宣科的老学究,无论如何也难以忽视那些明显与事实相悖的谬误,比如心脏隔膜上没有孔,血液无法像盖伦描述的那样,越过隔膜从右心室进入左心室。哈维在教案上备注了大量对盖伦的质疑,但当时的他既没有公开质疑的勇气,也没有足够多的证据,因此他决定自己动手,研究心脏的功能。
 
拔刀吧,开膛手哈维
 
 
哈维在他位于伦敦的小房子里设置了一间解剖实验室,每天结束了医疗和教学工作之后,便在自己的密室中潜心“开膛”。
 
哈维自己饲养牛、羊、马、狗作为实验对象,同时委托肉店老板为他保留所有能留下的温血动物的心脏。泰晤士河里的美味水产,从鳟鱼、鲤鱼、鲱鱼、鲻鱼,到黄貂鱼、胡瓜鱼、比目鱼、马鲛鱼,还有青口和蛤蜊,全都是他实验室的常客。在国王的特许下,哈维还可以解剖皇家公园的鹿,有时也能得到皇家医学院提供的死刑犯的尸体。但是沉迷开膛的哈维仍不满足,他还会亲自在野外物色试验对象,大家可以想象一下在凄风苦雨的英格兰,一个瘦小的英国男人提着刀在林子里抓蛤蟆的场景,画面实在太美。
哈维很受国王查理一世的器重,这也是他晚年备受刁难的原因
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凭借着丰富的解剖材料和日复一日的开膛实验,哈维取得了令人瞩目的突破性进展。首先,哈维再次验证了人类心脏隔膜没有孔,他绑住实验体的肺动脉,通过腔静脉向右心室灌入大量液体,发现没有液体能通过隔膜进入左心室,而是从右心室先进入肺,再进入左心室。
 
在一次活体解剖中,哈维切开了一只狗的主动脉,血液喷涌之际,哈维观察到,血液的喷射随着心脏的收缩周期性出现,心脏的主动收缩是促使血液喷出的动力,这与盖伦所说的“心脏只是一个被动的血袋子”完全相反。
 
更重要的,为什么会有这么多血?按照盖伦的理论,心脏每一次流出的血液都会被内脏“吃光”。但是根据哈维的计量,心脏每次输出约4.7ml血液,假设心脏每分钟只跳动30次,心脏每天需要输出225.889千克血液,我们每天又怎么可能生产消耗掉比自己体重还多的血液呢?(注:这是哈维极为保守的估算,按心脏实际每分钟跳动70次估算,这个数字要翻一倍还要多。)
 
产量的问题哈维想不明白,他把目光暂时移到了血液运动的方向上。
 
盖伦的反对者之一、意大利解剖学家科伦博认为,血管上遍布了很多小门,一定程度上阻碍了血液的流通,目的是使血液均匀地分布在全身,否则血液全部涌向手脚,手脚不就撑爆了。
 
哈维重复了科伦博的实验,在助手的小臂上绑了止血带,小臂靠手一侧的血管就会鼓起来,无论怎么用力地击打、挤压血管,都不可能将血液“赶到”末端(心疼助手一秒)。哈维并不认为血液只是被卡在了一道道小门上,并且与盖伦所谓“血液可以往复流动”的观点相反,哈维认为血液本身的流动方向是单向的。
 
好,让我们来仔细考虑考虑,末端的血液单向往回流,是往哪里流呢?
 
答案是心脏。
 
心脏喷出来的血液,是往哪里流呢?
 
答案是各种器官以及末端。
 
哈维迎来了人生的高光时刻,一个光辉的词汇冲击着他的脑海,循环。
 
这就完美解释了为什么心脏每次收缩都能喷出来那么多血,这些血液是循环的。
 
心血运动论
 
1628年,哈维出版了《心血运动论》(De Motu Cordis,Anatomical Account of the Motion of the Heart and Blood),这是医学史上最重要的论著之一。
 
哈维预想到这本书一定会引起主流学界的强烈反响,他在书里列出了很多他认为盖伦派会提出的质疑,逐一进行了反驳。在这本书的出版前后,他还积极筹划了一系列“推广活动”,邀请其他学者来他的实验室观看解剖,以及去各地举办如开篇所说的解剖公开课,用活生生的实验为自己证明。
 
 
令人遗憾的是,尽管血淋淋的事实摆在眼前,主流医学界还是认为他的循环理论离经叛道,无法接受。甚至有人嘲讽哈维总是在小黑屋里开膛,心理极度扭曲,才想出来如此荒谬的理论。
 
现在看来,哈维对心脏供血的定量研究具有跨时代的意义,但这种计量手段却被当时的主流医学界视作难登大雅之堂:计算和计量是航海员、测绘员的专利,怎么能用来研究神圣的人体呢?
 
对于当时还跟哲学穿一条裤子的医学界而言,理论指向的意义比是否符合实验事实要来的重要。在盖伦的学说中,心脏把“元气”供给全身,可以完美地解释我们灵魂和心智的产生,至于那些不符合事实的地方,也是小小不言的细枝末节。哈维的理论虽然有大量实验结果做基础,但缺少了哲学性的解释,远不如盖伦的主张有吸引力。
 
就在此时,恰恰出现了一个反对这种医哲不分家的人,他就是哈维的头号大粉丝——笛卡尔。
 
“我思故我在”,笛卡尔认为肉体的归肉体,灵魂的归灵魂,哈维的循环理论恰巧给笛卡尔的二元论提供了基础,心血管系统的循环,乃至整个人体的运行可以跟机器的运行一样,与心智和灵魂统统无关。
 
随着时间的推移,哈维的循环理论受到了越来越广泛的认可,逐步被主流学界所接纳。但他的晚年并不顺遂,由于受到皇室器重,在英国内战爆发期间,议会派的圆颅党洗劫了哈维的住所,蓄意毁坏了大量研究笔记。战后的哈维失去了很多财产,又饱受病痛困扰,也无心从事更多的研究。
 
哈维一生没有子嗣,《心血运动论》就是他最珍贵的孩子。然而在他有生之年,始终没能见到自己的孩子获得应有的殊荣。
 
在人生的最后岁月,哈维捐献了一大笔财产给英国皇家医学院,并捐出自己的藏书设立了图书馆。或许他曾心有不甘,但更多的应当是期许,希望那些在图书馆里学习研究的年轻人们,终有一天能够理解他的心血。
 
可惜的是,哈维的图书馆在1666年的伦敦大火中化为灰烬,未能留存至今。
 
但威廉·哈维的热血往事没有被忘记。
 
他的家乡,英国肯特郡福克斯通镇建立了以他名字命名的医院;他上课用过的鲸鱼骨教鞭被珍藏在英国皇家医学院;在1956年诺贝尔奖颁奖典礼上,生理学奖得主沃纳·福斯曼(Werner Forßmann)的获奖感言中将哈维誉为心脏学的创始人—— “在《心血运动伦》发表这一年,心脏学诞生了。” [2] 实际上,哈维的工作不仅对心脏研究具有开创性的意义,他严谨扎实的研究方法为整个现代生理学研究奠定了基础,哈维也被誉为现代生理学之父。
 
威廉·哈维的热血往事将随着每一次心跳声,被科学史铭记。
 
参考文献:
 
[1]Wright,Thomas (2012). Circulation: William Harvey's Revolutionary Idea. London:Chatto.
 
[2]https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1956/forssmann/lecture/
 
最后补充一点,活体解剖实验十分残忍,现在已经不被法律允许。我们不能以今天的科研道德准则来评判哈维,但是我们应当感谢那些在实验中遭受痛苦和献出生命的生灵,以及哈维那些没有姓名的助手,他们的贡献推动了科学研究的进步。
 



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