《人类科学技术史-204》血液循环的发现

血液循环的发现
1.先行者的探索 （1）塞尔维特、雷.哥伦布发现肺循环

继维萨留斯在认识人体结构方面迈出决定性的一步之后，西班牙的塞尔维特(1511-1553年）初步认识了人体的血液循环。

塞尔维特是一个神学家，同时也是个医学家。他曾就读于巴黎大学，与维萨留斯是同学。在神学上，他认为基督教正统教义中关于三位一体的观点是谬误，主张一位论。1546年，他完成了《恢复基督教的本来面目》一书的初稿，后来经过修改，于1553年将其秘密印行。正是在这本书中，塞尔维特在论述圣灵和再生之间的关系时发表了他对人体血液循环的见解。

塞尔维特认为，血液从右心室向左心室的流动，不是如盖伦所指出的那样经过心脏中膈，而是要经过肺部形成循环。他对这一过程作了具体的描述：血液从右心室进入肺，在这里它同吸入的空气相混合并排出杂质，然后通过肺静脉进入左心室。

塞尔维特仍然受到盖伦关于人体工作过程的理论的影响，他是在研究所谓"活力灵气"如何产生的问题时提出上述见解的。他说，活力灵气起源于左心室，肺尤其促进其形成。但他发现的肺循环，即小循环，对于认识生命过程具有重要意义。

塞尔维特的观点当时没有得到广泛传播，因为他的著作秘密印行后，他就因自己的神学观点而遭到宗教法庭的逮捕和审讯。在受审期间，他设法逃脱到日内瓦，但又落入了同样不能容忍他的思想的加尔文派手中。加尔文曾亲自参与了对他的审讯，并坚持以异端罪判处他死刑。1553年10月27日，塞尔维特被烧死，他的那本著作也被禁遭焚，只有不多几本幸免于难而流传下来。

1559年，意大利的解剖学教授雷亚尔多.哥伦布(1516-1559年），提出了同塞尔维特类似的观点。哥伦布是维萨留斯在帕多瓦大学的继任者，他的研究产生了一些重要的结果：血液从心脏的右侧通过肺流到左侧；心脏在不断地收缩和扩张，心脏扩张时动脉收缩，而心脏收缩时动脉则扩张。

（2）法布里修斯发现静脉瓣膜

603年，意大利帕多瓦大学的教授法布里修斯(1537-1619年）出版了《论静脉瓣膜》一书，公布了他的新发现。

约在1574年，法布里修斯在作人体解剖时发现，人体四肢的静脉内壁有小瓣膜，它们使血液只朝一个方向流动。他还注意到，人体躯干中的大静脉内没有这种瓣膜。在《论静脉瓣膜》这本书中，他首次清晰地描述了静脉内壁上的半月瓣。这些小瓣膜朝心脏的方向打开，但朝相反方向关闭。对于这种瓣膜的作用，他是这样解释的："我的理论是，大自然形成它们是为了在某种程度上使血液流动缓慢，并且防止全部血液涌入双足、双手及手指并聚集在这些部位。"因此，瓣膜的形成是为了保证身体各部分能得到适当量的血液。由于仍然遵循盖伦关于血液运动是一种涨落的观点，法布里修斯未能发现瓣膜的真正作用，即对血液循环本身的影响。

法布里修斯在生物学，尤其是胚胎学和肌肉活动力学方面很有造诣。他曾研究了人和许多动物的胚胎发育，首次详细地描述了胎盘。他还最先描述了喉的构造，最先发现了瞳孔可因光线的强弱而改变大小。他还是一个著名的医生，曾经为伽利略治过病，由于在欧洲声誉卓著，有许多国家的学子慕名而来。

2.哈维与生命科学革命 （1）从医生涯

在法布里修斯的众多学生中，有一个来自英格兰的青年，他就是威廉.哈维(1578-1657年）。

哈维出生于一个富商之家，15岁时就进入剑桥的格维尔和凯厄斯学院学医，这是当时英国医学教育的中心。1599年，他来到帕多瓦大学深造。法布里修斯作为帕多瓦大学的医学教授，给了他许多帮助和启发。法布里修斯大概很器重哈维，后者有一段时间曾住在他位于帕多瓦郊外的乡间小屋中。直到很多年之后，哈维仍记得法布里修斯是如何向他解释那些奇妙的静脉瓣膜的。

1602年，在帕多瓦获得医学博士学位后，哈维回到伦敦开业行医。在伦敦，他结交了包括弗兰西斯.培根和托马斯.霍布斯在内的许多著名学者。

从1615年起，他定期在皇家医学院讲课。1618年后，曾任英王詹姆士一世和查理一世的私人医生。这一经历后来给他带来麻烦，内战时期，他的家遭到洗劫，收藏的解剖标本以及手稿、图表等均被毁掉。直到1648年，他才返回伦敦。哈维于1657年逝世，享年79岁。

（2）《心血运动论》

哈维在行医的同时，进行着研究工作。他仔细地观察病人，解剖过人体和多种动物，还曾用皇家园林中的鹿进行过实验。1628年，他发表了《动物心血运动的解剖研究》(简称《心血运动论》）一书，第一次阐明了血液循环的原理。

《动物心血运动的解剖研究》是一本只有72页外加两幅插图的小册子，但它彻底改变了这方面现有知识的框架结构，意味着生命科学的革命。

医学权威盖伦认为，静脉血由肝脏形成后流入右心房、右心室，并经室间膈上的微孔流入左心；血液运动犹如潮水涨落，原动力在于动脉的收缩。直至16世纪，这种观点仍然支配着人们的认识。在哈维之前，塞尔维特和哥伦布建立了肺循环的概念，法布里修斯发现了血管中的瓣膜，但他们都未能从根本上改变盖伦的结论。

哈维的著作，表达了正在兴起的那种时代精神。他在书中首先强调，他信奉的不是书本而是实践，不是哲学家的观点而是自然的结构，他的观察和发现都是"从解剖活的动物中得出的"。他具体地论述了心脏、动脉、静脉的结构以及血液运行的问题，批驳了流行的观点，明确地提出了自己的新思想。他指出，虽然已有一些杰出而博学的人说明了这一主题的某些方面，但他的这本书是"唯一的一本反对传统的著作，而且它断言血液是沿着躯体内一条先前没被认识到的循环路线旅行的。"哈维认为，心脏的作用就如用一个泵，它通过收缩和扩张发生作用：收缩时将其容纳的血液排出，扩张时则吸收新鲜血液，这种有规律的重复收缩和扩张，使血液保持在血管中运动，而心脏和血管中的各种瓣膜则保证这种运动朝一个方向进行：动脉中的血总是朝离开心脏的方向流动，而静脉中的血总是朝向心脏流动。他详细地描述了血液流动的通道：血液从左心室被压到主动脉中，进入动脉系统，然后通过静脉返回心脏，进入右心室；心脏的运动迫使血液从右心室进到右心耳，再通过肺动脉进入肺脏，并由肺静脉流回心脏，进入左心耳，从这里被送入左心室，再一次被压进主动脉和动脉系统。这是一个连续不断的循环，直到生命结束。

哈维通过定量检测证实了自己的发现。那时，定量方法虽已在配药方面使用，赫尔蒙特和圣托里奥也曾将其用于生物学实验，但它尚未被普遍认识。

哈维实际测量了人、狗、羊的心脏容量，然后用脉搏的速率乘以这个数，得出了单位时间内从心脏进入动脉的血液的量，他估算，一个普通成年人在半小时内大约有83磅血从心脏输送出来。仅仅是这个量的结论，就动摇了盖伦学说的基础，因为如此大量的血是不可能如盖伦所说的那样由肝脏将被消化食物"乳糜"造成的，它也超出了所有静脉在任何给定时间里所能容纳的血液量。哈维由此断言，血液是围绕着一个环路而不停地流动的，即进行着循环的运动；凭借心脏的搏动，血液被输送，这也是心脏搏跳运动的唯一理由。

哈维指出，有许多理由可以称血液的流动为循环运动。这些理由是他通过对80多种不同的物种如哺乳动物、蛇、鱼、虾、哈蟆、蜥蜴等进行活体解剖、肉眼观察、实验和计算得到的证据。他的结论改正了一个持续了一千多年之久的错误，并在实际上成为现代生理学的基本概念。而他在得出这个结论过程中采用的方法，也被作为发展生物学和建立生命科学的手段而被确立下来。

由于当时条件的限制，哈维的血液循环理论也存在着缺陷，其中最主要的是，他不能回答血液是怎样从动脉进入静脉的。他还没有显微镜，而要了解动脉末端与静脉末端连接的确切情形，是要借助于显微镜才能做到的。但是，尽管哈维未能发现这一点，但他仍然坚持相信血液的大循环是一个简单的事实，认为动脉和静脉之间是由一些尚未被发现的"奇妙的技巧"连接起来的，大自然一定会造就这种循环。

哈维的这一预言，在他逝世三年之后就得到了证实。博洛尼亚的医学家和解剖学家马尔比基(1628-1694年）在显微镜下看到了蛙肺中连接动脉和静脉的毛细血管，揭示了肺的结构和功能。不久，列文虎克(1632-1723年）证实和扩展了这一发现。

哈维对生物科学作出的伟大贡献，是17世纪最引人注目的科学事件之一。血液循环的理论造成了具有深远影响的生物学革命。