科学家的故事 血液循环的发现
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血液循环的发现
疑难问题:生物学家对生命活动的研究,通常采用两种基本方法,即观察与实验。
哈维首次把实验方法用于生物学,于1628年发现了血液循环,成为现代生理学和实验生物学的
奠基人。
那么血液循环是怎么发现的?
1.血管内是空气
古希腊哲学家亚里士多德的观点:①食物在心脏内转变成血液;②心脏给血液加热;③动脉里充满了空气;④心脏产生“元气”;⑤静脉和动脉血都有涨有落,有时向心脏流入,有时从心脏流出。
这种错误观点延续了几百年。
2.血液运动理论
1800年前,古罗马神医盖仑否定亚里士多德的观点,指出人血管里流的是血。
这一观点比亚里士多德前进了一大步。
盖仑的理论认为,血液在人体内像潮水一样流动之后,便消失在人体四周。
盖伦曾亲自做过大量的解剖,也对心脏和血管做过细心的研究,但是却从未想到血液会循环流动。
盖仑创立了一种血液运动理论,他认为,肝脏将人体吸收的食物转化为血液。
血液由腔静脉进入右心,一部分通过纵中隔的小孔由右心室进入左心室。
心脏舒张时,通过肺静脉将空气从肺吸入左心室,与血液混合,再经过心脏中由上帝赐给的热的作用,使左心室的血液充满着生命精气。
这种血液沿着动脉涌向身体各部分,使各部分执行生命机能,然后又退回左心室,如同涨潮和退潮一样往复运动。
右心室中的血液则经过静脉涌到身体各部分提供营养物质,再退回右心室,也像潮水一样运动。
3.心肺循环理论
16世纪,比利时医生维萨里认为盖仑的理论是错误的。
不久,西班牙医生塞尔维特便提出了血液在心肺之间进行小循环的看法,这两位巴黎大学里的同学,相继向权威盖仑进行挑战。
但是他们都付出了惊人的代价,维萨里受到宗教裁判所的迫害,被判处死刑。
塞尔维特由于出版了《基督教的复兴》触
犯了西班牙教会,与1553年10月,在日内瓦被当作“异教徒”,活活烧死。
这两位医生为了研究人的血液循环,向权威挑战,献出了宝贵的生命。
4.血液循环理论
半个世纪之后,哈维医生决心弄清人体血液的奥秘。
他系统地分析了前人的研究情况,他决心像伽利略一样,通过实验,去揭开人体血液循环的神秘面纱。
哈维曾对40余种动物进行了活体心脏解剖、结扎、灌注等实验,同时还做了大量的人的尸体解剖。
哈维深入地研究了心脏的结构和功能,他发现心脏的左右两边各分为两个腔,上下腔之间有一个瓣膜相隔,它只允许上腔的血液流到下腔,而不允许倒流。
哈维接着研究静脉与动脉的区别,他发现动脉壁较厚,具有收缩和扩张的功能;而静脉壁较薄,里面的瓣膜使得血液只能单向流向心脏。
结合心脏的结构,这意味着生物体内的血液是单向流动的。
为了证实这一点,哈维做了一个活体结扎实验。
当他用绷带扎紧人手臂上的静脉时,心脏变得又空又小;而当扎紧手臂上的动脉时,心脏明显胀大。
这表明静脉里的血确实是心脏血液的来源,而动脉则是心脏向外供血的通道。
体内血液的单向流动实验,证明了盖仑学说的静脉系统双向潮汐运动的观点是错误的。
哈维的另一个定量实验更否定了盖仑的理论。
他进行心脏解剖时,以每分钟心脏搏动72次计算,每小时由左心室注人
主动脉的血液流量相当于普通人体重的4倍。
这么大量的血不可能马上由摄人体内的食物供给,肝脏在这样短的时间内也决不可能造出这么多的血液来。
惟一的解释就是体内血液是循环流动的。
哈维在不同的动物解剖中发现了上述同样的结果,他终于得出了这样一个结论:血液由心脏这个“泵”压出来,从动脉血管流出来,流向身体各处,然后,再从静脉血管中流回去,回到心脏,这样完成了血液循环。
他把这一发现写成了《动物心脏和血液运动》一书,正式提出了关于血液循环的理论。
为了证明人的血液循环也与动物一样,他还在人身上反复地实验。
他把那些人手臂上的大静脉血管用绷带扎紧,结果发现靠近心脏的一段血管瘪下去,而另一端鼓了起来。
他又扎住了动脉血管,发现远离心脏的那一端动脉不再跳动,而另一端,很快鼓了起来。
证明完全与动物的血液循环是一样的。
他在书上告诫人们:“无论是教解剖学或学解剖学的,都应当以实验为依据,而不应当以书籍为依据;都应当以自然为老师,而不应当以哲学为老师。
”他通过发现血液循环把实验方法引人生物学。
所以,恩格斯评价说:“哈维由于发现了血液循环而把生理学确立为科学。
”
哈维他一生中写过大量的科学论著,但是只发表了《心血运动论》和《论动物的生殖》两书以及几封为《心血运动论》辩护的公开信。
其中1628年,发表的划时代著作《Heart and
movement of blood》(中译名《心血运动论》),这是第一本基于实验的生理学著作,标志着近代生理学的诞生,同时也奠定了哈维在科学发展史上的重要地位。
哈维在书中明确指出,动脉把血液从心脏输出而同时静脉把血液输入心脏。
由于没有显微镜,哈维无法看到毛细血管——血液从最小的动脉输入静脉的微小血管,但是他却正确地推断出了它们的存在(哈维去世几年以后意大利生物学家发现了毛细血管)。
直到哈维1657年逝世以后的第四年,伽利略发明的望远镜,被意大利马尔比基教授改制为显微镜用于医学上,观察到毛细血管的存在,才真正证实了哈维理论的正确性。
哈维的血液循环理论的被确认,标志着当时的科技在医学领域中的显著成就。
哈维的贡献是划时代的,他的工作标志着新的生命科学的开始,属于发端于16世纪的科学革命的一个重要组成部分。
哈维因为他的出色的心血系统的研究(以及他的动物生殖的研究),使得他成为与哥白尼、伽利略、牛顿等人齐名的科学革命的巨匠。
他的《心血运动论》一书也像《天体运行论》、《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》、《自然哲学之数学原理》等著作一样,成为科学革命时期以及整个科学史上极为重要的文献。