化学家巴斯特生平

化学家

巴斯德 (Pasteur,Louis)

法国化学家。1822年12月27日生于汝拉省的多尔；1895年9月28日卒于巴黎近郊的圣克劳德。

巴斯德的父亲是拿破仓军队的一名退伍军人,以鞣革为业。年青的巴斯德在大学学习时成绩并不十分出色。他喜欢绘画,数学也不错,化学的分数“平平”。他的抱负是成为一个优秀的美术教授。他靠给人家当家庭教师救急,就是这样,他还是常常半饥半饱。

尽管这样,他还是选修了杜马和巴拉尔的课程,这些课程在他心中点燃起极大

的热情,使他决心从事化学事业。

(这个例子说明教师吸引力的重要性,杜马是位有成就的科学家,而巴斯德更伟大得多。在杜马的科学生涯中,最重要的贡献就是使巴斯德走上了应走的道路。)

随着巴斯德对研读兴趣的增长,他在班级中的名次稳步上升。在他完成学业之后的第一批研究报告中,就足以显示出他的真正优秀的才能。报告包括关于酒石酸和有关的物质以及它们对平面偏振光的影响(平面偏振光的存在早已由上一代人菲涅耳所提出的光的横波理论给以了解释)。

比奥已研究了平面偏振光通过石英或某种有机化合物溶液时的扭转方式。在某种特殊物质的某些试样中,偏振平面是顺时针扭转的,在同一物质的另一些试样中,偏振平面是逆时针扭转的。然而比奥没有提出发生这种现象的原因。

1848年是法国反对国王路易十六的革命成功的一年,巴斯德加入了革命的一边。同年,巴斯德在显微镜下研究酒石酸盐(一种既可能显示顺时针,又可能显示逆时针效应的物质)的晶体,发现这些结晶并不完全相同,它们有隐蔽的不对称性,一些结晶是另一些结晶的镜像,正如左手套和右手套之间的那种关系。

巴斯德是从不会使偏振平面扭转的溶液中获得那些结晶的。他怀疑这是由一种结晶的不对称的效应抵消了它的镜像物质的相反效应。巴斯德使用镊子,不辞辛苦地把这些结晶分为两堆,然后把它们分开溶解。果然,他观察的其中一种溶液使偏振平面按顺时针扭转,另一种溶液使用偏振平面向逆时针方向扭转(使用前

几年发明的尼科耳棱镜很容易测出这种扭转)。

这是具有革命性的发现,发表它需要勇气,因为几年前,著名的化学家米切利希曾研究过同样的酒石酸盐晶体,并宣称它们完全相同。而巴斯德当时只不过是一个二十六岁的无名小将。然而,他还是发表了自己的发现,并当着比奥的面,在这位高龄权威的密切注视下,重复自己分开结晶的工作。比奥被说服了,巴斯德因而获得了英国家学会颁发的朗福德奖章。十年以后,巴斯德指出,一种植物霉菌在外消旋酸的结晶中成长时,总是消耗其中一种异构体,未被消耗的结晶就呈现出使偏振

光旋转的性质了。这就第一次证明,在两种光异构体中时,有生命的组织只消耗其中的一种。

这样,巴斯德就给偏振光学增加了重要内容,即测定偏振平面的扭转以确定有机物质的结构,并跟踪不同的化学反应等。巴斯德把“光学活性”和结晶体的不对称性联系起来。但溶液中没有结晶的存在,在那里物质分离为单个分子,但也呈现光学活性。对此,最令人信服的结论应是不对称性存在于分子本身之中。

巴斯德活到了高龄,他看到了范托夫和勒贝尔提出的碳价键的三维结构。这种结构一经提出,便容易证明一些分子确实是不对称的,并且象酒石酸结晶那样存在着镜像的形式。用范托夫 – 勒贝尔理论所推断出应具有旋光性的物质,确实就真具有旋光性,这是支持这一理论的最有力的证据。

后来人们发现,巴斯德在采取制备结晶的方法时是走运的。要得到分离的两种结晶(不是那些让米切利希上过当的对称结合体),必须用一种特殊的方法,而巴斯德完全出于偶然使用了这种方法,在他之后也很少有人能象他那样制出大的不对称结晶来。不过,这正如巴斯德后来说过的那样“机会只照顾有准备的头脑”。

巴斯德的成就使他出了名,他接到许多教授聘任书,并成为荣誉勋位团的成员。可是他在化学方面所取得的伟大成就,如果和他在生物学和医学方面的成就相比,就显得是小巫见大巫了。

1854年,巴斯德还刚刚三十岁出头,这个往昔平庸的学生竟成了里尔大学科学学部的主任。在那里他对法国重要的酿酒工业发生了兴趣。陈年的葡萄酒和啤酒,常常会变酸,结果几百万法郎就这样损失掉了。能不能加进一种化学药品来阻止这种现象呢？1856年,一个里尔的工业家向这个著名的青年化学家请教,向他提出这个问题。

巴斯德答应研究这个问题。在显微镜下,他很快便发现,未变质的陈年葡萄酒和啤酒,其液体中有一种圆球状的酵母细胞。当葡萄酒或啤酒发酸后,酵母的形状就成为长的了。很清楚,这里有两种酵母,一种产生酒精(好的),另一种产生乳酸(坏的),巴斯德第一个确定地发酵不需要氧,但需要活的有机体；必须提供适当的有机体,才能进行适当类型的发酵。巴斯德和利比希就这个问题进行了长期论战,并获得了胜利。利比希曾坚持认为发酵纯属于化学现象,不需要活的有机体。

巴斯德指出,绝对不能让乳酸酵母留在发酵的酒中,十九世纪六十年代初,他搞出一个防范的办法。一旦葡萄酒或啤酒酿成之后,应该在120度F的温度下缓缓加热。这样可以杀死留下来的酵母,包括那些使陈年葡萄酒在变酸的酵母。经过加热之后,再将葡萄酒密封起来,就不会变酸了,

从此以后,用温热杀灭不需要的微生物,就被称为巴斯德灭菌法。我们最熟知的是把巴斯德灭菌法用于牛奶的灭菌处理。

巴斯德对小小的酵母细胞发生了兴趣,这促使他去研究微生物的生命是怎样产生的。这实在是一个很棘手的问题,以致上了年纪的比奥曾告诫巴斯德不要陷进

去,白则里相信生命自生说。到了1858年,还有人再次提出这样的实验报告,试图证明生命是从死的物质自发产生的,这与一世纪前斯帕兰札尼的实验正好是对立的。主张生命力学说的人,例如黑克尔,支持斯帕兰札尼,认为在他的实验中所用的肉汤上面的空气由于被加热,其中一些生命力的要素已被破坏。

巴斯德是一个宗教信仰很深的人,驳倒自生说,会有一定的宗教上的价值,因为这样一来便说明,只有上帝的手才能创造生命。巴斯德便在敦促下设计一个实验,在这个实验中,空气没有被中热过,而生命还是没有从无生物中产生(巴斯德的宗教信仰还使他反对达尔文的进化论)。

巴斯德也象廷德尔一样,指出空气中的尘埃含有活的有机孢子。将尘埃引入有营养的肉汤之中,能使肉汤长满有机体。因此,也有必要证明,如尘埃被除去,肉汤就不会产生有机体。1860年,巴斯德将肉汤煮沸,并使之通过一只向下弯再向上弯的细长的玻璃瓶颈暴露在空气中。显然,没有加热的空气能自由地钻进玻璃瓶中,但任何尘埃的微粒,都会沉在曲颈的底部而不会进入玻璃瓶中。结果肉汤没有变坏,没有产生有机体。因此,被加热的空气啦,破坏生命力要素的问题啦,就统统不存在了。1864年4月9日,巴斯德在巴黎大学举行的一个有巴黎的社会领导和文学界的名流参加的庆祝会上,宣布了他的研究结果,可惜比奥没能活着看到这个胜利。包括巴斯德的老师杜马在内的一个由科学家组成的委员会,研究了巴斯德的实验,发现它们是正确的,它们指出了培养基的灭菌方法,这对萌牙时期的细菌学研究有很大的帮助。

巴斯德就这样一举驳到了自生论学说,这种情况在整个十九世纪一直是被信奉的,但到了二十世纪,这个问题却以更复杂的形式再度出现了。

那时,巴斯德已成为法国奇迹般的人物。当一种病疫造成蚕的大量死亡,使南方的丝绸工业遭到可怕的打击时,人们就又向巴斯德—当然只能向巴斯德—求援。巴斯德的老师杜马也鼓励他承担这项任务。

“但是我从来没有和丝蚕打过交道啊!”巴斯德这样说。杜马的回答则是：“这岂不更妙吗!”于是,1865年,巴斯德就带着他的显微镜来到南方。他发现一种很小的寄生生物,是它感染了丝蚕以及饲养丝蚕的桑叶。巴斯德的解决方案是激烈的但又是有道理的：所有被传染的蚕以及传染了的食物必须毁掉,必须用健康的丝蚕从头做起,这样疫病就可以被扫除。人们依照他的劝告去做,果然奏效了。这便挽救了当时的丝绸工业。

这件事使巴斯德的兴趣转向传染病,他出席了贝纳尔举斩的讲座。他开始认为,传染病一开始便是有传染性的(这是一些古希腊医生所不愿接受的),而疫病之所以能传染,乃是由微小的有机体引起的,它可以从某些个体传播到其它个体。传染必然是由于身体的实际接触,或是由于散布开的喷嚏粘液,或是有传染性的排泄物等造成的。

巴斯德的这一疾病的细菌学说,可以说是超越时代的、伟大的、独一无二的医学发现。因为只有弄明白传染病的本质和传染的方式,才能使传染病得到控制。在巴斯德以前的时代,汉勒等人曾经有同样的概念,但没有必要的观察和实验作根