登陆注册
5525700000001

第1章 动物学家的故事(1)

动物学之父亚里士多德

动物学历史悠久,与人类生产活动关系密切。在以渔猎为主要生产方式的原始社会,人类就逐步认识了一些与人类关系密切的动物的生活习性及身体结构,继而尝试饲养驯化有益的动物,防治有害的动物,积累了一些动物知识。在4700年以前我国殷商的甲骨文中,已经可以辨认出许多兽、鸟、鱼、虫等字。2000多年后,古希腊伟大的科学家亚里士多德在他的著作中系统描述了几百种动物,他也因此被誉为“动物学之父”。

公元前384年,亚里士多德出生在古希腊斯塔吉拉城。他的父亲是马其顿国王腓力二世的御医,亚里士多德从孩提时代起,就被父亲诱导去观察许多复杂的生命现象。17岁时,亚里士多德进入了当时最著名的哲学家柏拉图主持的雅典学园,在此后将近二十年的时间里,他一直在雅典柏拉图的学园里勤奋攻读,成为了古代希腊哲学三大权威之一。这以后,亚里士多德自己创立了一个新的哲学学派。由于他和他的学生经常是在雅典幽静的吕克昂花园里散步时边观察边学习,因此他的学派被人们戏称为“逍遥学派”。

亚里士多德特别喜欢亲自动手去做实验,并善于进行深入的分析研究。一次,他把同一天下的20个鸡蛋放到母鸡身下去孵化。每天,他从孵蛋的母鸡身下拿出一个鸡蛋,把它敲开,记录下观察到的情况。这样,一天天加起来,他就有了一套从鸡蛋到雏鸡的发展变化的完整记录。

公元前343—前340年,德高望重且学识渊博的亚里士多德担任了马其顿国王亚历山大大帝的老师。在此期间,亚历山大大帝曾通令全国,凡是猎手和渔夫抓到稀奇古怪的动物,都要送到亚里士多德那里,由他带领学生进行解剖,开展生物学研究。亚里士多德至少解剖过50种不同类型的动物,从而弄清了它们各不相同的外部形态和内部结构。在这个过程中,亚里士多德发现一条规律:动物进化越是高级,它的生理机构也就越是复杂。

亚里士多德在很多方面都有着很高的成就,但他最有价值的科学贡献是在动物学和解剖学方面。作为一位当之无愧的伟大生物学家,亚里士多德对奇妙的生物世界进行了大量调查,为后人留下了《动物志》、《论动物的结构》、《论动物的发生》、《论动物的活动》和《论动物的迁移》5部著作。在《动物志》一书中,亚里士多德认为动物学应该分为三部分:一是关于动物的记录,讨论动物生命的一般现象,这应该称为“动物自然史”;二是论述动物各个部分的器官和机能,属于“解剖学”和“普通生理学”;三是论述动物的生殖,属于“胚胎学”。此外,亚里士多德还把540多种动物,按照它们的不同形态和结构特征,划分为11大类写入了《动物志》中,从而开创了人类首次对动物进行详细分类的先导。在对动物的分类过程中,亚里士多德发现了有血动物和无血动物的区别。因而他把动物分成了两个大类:有血动物——哺乳类、鸟类、爬行类、鲸和鱼类;无血动物——软体类、甲壳类、斧足类和昆虫类。

亚里士多德生物学方面的著作随着年代的推移越来越显示出其价值。书中有的记载直到近几百年才被重新发现和证实。例如,关于鲸鱼是胎生的哺乳动物的论述,关于软骨鱼和有骨鱼的区分都是极为精彩的内容。他还从哲学的角度,断言“没有一个动物同时长有长牙和长有角的。”因为“自然不会做那些多余的事”。他认为反刍动物所以有一个复杂的胃是因为它们的牙齿很差劲。另外,亚里士多德还曾注意到这样的一个有趣的遗传现象:“有一个白种人的女子嫁给一个黑种人,他们的子女是白色的,但到了孙儿那一代之中,却又有黑色的了。那么,他们白色的子女中,如何藏着黑色的血统呢?”这个问题一直到2000多年后,人们才在孟德尔所创立的遗传基本规律中找到了答案。

20世纪80年代,德国数十位教授和博士共同编著了《世界著名生物学家传记》一书,概述了世界上57位著名生物学家的生平和贡献,书中第一位介绍的就是亚里士多德。

亚里士多德对世界的贡献是多方面的,他能取得这样的成就,主要原因就是他喜欢“刨根问底”。他并不满足于仅仅提出“怎样”的问题,而且还提出“为什么”的问题。他认为应该通过实验和逻辑分析,得出自己的结论。这在当时是个大胆的主张,对后来人也具有重要的启示作用。

卡文迪许与“电鱼”

植物和动物都是生物。生物体内的生命活动,有些会产生电场和电流,叫做生物电。不过生物电的电压很低、电流很弱,要用精密仪器才能测量到,因此生物电直到1786年才由英国科学家卡文迪许首先发现。

要说生物电的发现,首先要提到两千多年前古罗马帝国流行的一种奇怪的治病方法:当时,当一个人痛风发作时,医生会把病人带到海边潮湿沙滩上,在病人脚底放一条黑色大鱼,此时病人就会感到脚底发麻,一直麻到膝盖为止,如此反复进行,可以治愈疾病。据说此法曾治好许多达官贵人的病。长期以来,谁也没有去深究这里头到底有什么奥秘。岁月静静地流逝,这种奇特的治病方法渐渐地被人们遗忘了,直到1000多年后才引起了英国大科学家卡文迪许的注意。

卡文迪许的父亲是英国公爵的后裔,由于他的母亲喜欢法国的气候,所以搬到法国来居住。1731年,卡文迪许生于法国的尼斯。1753年,年轻的卡文迪许去巴黎留学,主要研究物理学和数学;回国后,在伦敦的一家私人实验室里从事科学研究。1787年卡文迪许父亲去世后,他得到了一大笔财产。不久他的一位姑母逝世,又留给他一大笔遗产。所以卡文迪许非常富有,是英国屈指可数的富翁。但他醉心于科学研究,不好交际,不善言谈,终生未婚,一生都在实验室和图书馆中度过的。

卡文迪许酷爱图书,他把自己收藏的大量图书,分门别类地编上号,管理得井井有条。1758年的一天,忙了一整天的卡文迪许独自待在书房里,拿起一本书翻阅起来。说来也巧,他正好看到关于古罗马时代科学文化的书中,记载了2000多年前风行一时的用大黑鱼治病的方法。善于思考的卡文迪许马上想到:奇怪,为什么当病人的腿触到大黑鱼时,会有发麻的感觉呢?

在18世纪初期,随着电动机和电池的发明,人们已经知道了“电”。卡文迪许清楚,当人体碰到电时,就会产生发麻的感觉。这时,他心里闪过一个念头:难道这大黑鱼身上带电?想到这里,卡文迪许兴奋起来。可是,他转念一想,要是大黑鱼本身带电,那它自己受得了吗?再说,还从未听说动物会带电呀!

卡文迪许设法弄到了这种大黑鱼,把它埋在潮湿的沙滩里。然后,他在这条鱼上面接上一个莱顿瓶。果然,莱顿瓶冒出了火花!“大黑鱼身上的确带电”,卡文迪许大为惊讶,他给大黑鱼取名为“电鲼”。就这样,卡文迪许第一个用科学的方法证明了生物电的存在。

后来的科学家又进一步解剖电鳗、电鳐等电鱼,发现所有能放电的鱼类的头部两侧的皮肤里均有一个由纤维组织所构成并与神经组织相连接的蜂窝状“发电器”。可别小看这种发电器,它的放电本领可不小。在世界上目前已知的500多种电鱼中,放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,非洲电鳐产生的电压高达200伏;非洲电鲶能产生350伏的电压,电鳗能产生500伏的电压。有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上是电击冠军。现在,电鱼已经引起了科学家的注意,如果能成功地模仿它们的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的努力。卡文迪许为了进行科学研究,不仅把客厅改成了实验室,并且在卧室的床边都安装了许多实验仪器。人们就是通过卡文迪许留下的大量的实验记录了解了他在电学、化学等方面的精辟见解,这大大促进了同代人和后代人在这些方向上取得重大的突破。

伽伐尼的蛙腿实验

1786年,英国科学家卡文迪许在“电鱼”身上发现了生物电,但是他并没有继续研究下去。真正对生物电进行研究,并为之命名的是与卡文迪许同时期的意大利科学家伽伐尼。

伽伐尼1737年生于意大利的波洛尼亚。他从小接受正规教育,1756年进入波洛尼亚大学学习医学和哲学。1759年从医,开展解剖学研究,还在大学开设医学讲座。1766年,伽伐尼任大学解剖学陈列室示教教师。此后,他开始了蛙腿肌肉运动的解剖学研究。

1786年的一天,伽伐尼指导学生解剖。有一位调皮的学生没有认真地做实验,反倒对旁边的起电机发生了兴趣,他趁教授不注意的时候摇起了起电机,突然啪的一声起电机和盛蛙腿的铜盘打出一个大火花,把这个学生吓了一跳。伽伐尼和同学们都转过身来,但是此时一个更奇怪的现象引起了大家的注意,摆在金属盘里的蛙腿随着电击抽动了一下,教授的眼睛瞪大了,他顾不上批评这位淘气的学生,而让他重新摇动起电机,全体同学都注视着那个蛙腿,啪的一声铜盘上又打出一个大火花,蛙腿随着电击又抽动了一下。

为了掌握青蛙抽搐的规律,伽伐尼安排了一系列实验。起先他只用刀尖触青蛙神经,然后只让起电机打电火花,都不能使蛙腿抽搐。接着,伽伐尼把青蛙用铜钩子挂在花园的铁栏杆上,结果发现在闪电来临时,青蛙也会抽搐。伽伐尼又把青蛙放在铁桌上,用铜钩子碰青蛙腿,只要铜钩子另一端触及桌面,即使没有任何其他带电体在场,蛙腿也会抽搐。这是为什么呢?伽伐尼百思而不得其解。

几乎与伽伐尼进行蛙腿实验同时,英国科学家卡文迪许发现了可以放电的电鱼。几年后,一艘英国船从南美把几条电鳗带到了伦敦,放养在了水族馆里。这种带电的鱼引起了市民们的极大兴趣,有人去摸鱼的头部,尝到了攻击的滋味,这种滋味与莱顿瓶放电时给人的电击是一样的。后来,有位科学家让电鳗给莱顿瓶充了电,从此大家都相信了电鳗的攻击是一种动物放电现象。消息传到意大利,伽伐尼顿觉眼前一亮,他立刻意识到:蛙腿颤动的原因并不是起电机放电,也不是大气放电,而是在于青蛙体内本身就储藏着电。

1791年,伽伐尼发表了题为《肌肉运动中的电力》,正式提出了在当时轰动一时的“生物电”论断:在动物体内存在着某种电,如果使神经和肌肉与两种不同的金属接触,再使这两种金属相接触,这种电就会被激发出来,所以这很可能是从神经传到肌肉的特殊的电流质引起的“动物电”。每根肌纤维就是一个小电容器,放电时便产生收缩。

伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的关注,有人推崇说这是科技史上一件有意义的大发现。然而,一位名叫伏打的意大利物理学家并不认同伽伐尼的观点,在用青蛙体进行了几个月的实验、观察之后,伏打提出了一种新的论断。他认为蛙腿本身不放电,而是外来电使蛙腿神经兴奋产生抽搐,蛙腿只是起了个电流计的作用而已,电的真正来源是铜和铁两种金属的接触。

为了证实自己的观点,伏打只用一种金属来替换伽伐尼实验中的铜钩和铁杆,结果蛙腿一点儿也不会颤动。于是伏打认为伽伐尼在实验里发现的电流不应该叫“动物电”,而应该叫“金属电”或者“接触电”。伏打的观点得到了电学家们的支持,而伽伐尼的学说得到了生理学家们的赞同,这两种学说之间的争论一直在进行着。后来伏打进一步实验,他把若干银圆片、锌圆片和用电解液浸湿的布圆片依次叠加在一起,组成一个电堆,由于两种不同金属和布片中的电解液发生化学作用产生了连续的电流。这个电堆就是现代电池的原形。从此,更多的人对“动物电”的说法产生了怀疑。

伽伐尼在晚年因拒绝效忠拿破仑支持的傀儡政权,被革去教职和其他职务。1798年12月4日,61岁的伽伐尼在贫病交加中去世。81年后,医学家第一次用仪器描记出了心电图,证明心脏是人体内最强的发电机,从那以后人们再不怀疑生物电的存在,而且确认任何生物体中都有生物电。至此,伽伐尼的学说才再次显示出真理的光辉。

兴趣是学习的动力和灵感的源泉。伽伐尼的一次偶然发现,激发了他对生物电的研究兴趣以及更多人的关注,人类从此打开了一扇崭新的科学研究领域的大门。随着研究的深入,今天,生物电已经成为一项专门的科学并在很多方面造福人类了。

施旺发现动物细胞

细胞学说是19世纪自然科学三大发现之一,它的创立者是两位德国科学家——施莱登和施旺,其中,施旺是世界上第一个发现动物细胞的人。

施旺1810年12月7日生于莱茵河畔的诺伊斯。父亲是当地的一个金匠。施旺在少年时代具有良好的品行,勤奋而谦虚。由于对外部世界缺乏兴趣,又由于性格内向而缺乏自信,施旺醉心于学习,并对宗教具有强烈的兴趣。他的各门功课的成绩名列前茅,尤其在数学和物理方面更显示出天才。

1826年,施旺告别故乡,进入了科隆著名的耶稣教会学院。在那里,施旺受一位卓越的宗教老师斯麦特的影响,培养了接受新事物的能力。斯麦特关于人与自然的奇特现象的描述和论说,使施旺认识到人类发展的规律正是通过自身完美的过程来体现的。为了论证这一规律,他后来便放弃了神学,转而从事医学方面的研究。1829年,施旺在科隆毕业后,违背父母要他学习神学的愿望,执意去学医。这一年,他进入波恩大学学习。1831年,他获得了医学士学位。就在这段时间里,施旺不仅聆听了著名科学家弥勒的生理学课程,而且有幸在弥勒实验室暂当助手。

1831年秋,施旺到了维尔茨堡,学习了三个学期的医学临床课。1833年4月,他离开了维尔茨堡回到了柏林,专门听弥勒讲授解剖生理学。1834年5月31日,施旺荣获医学博士学位,并在同年7月26日通过国家级考试,正式成为弥勒的助手。从此,施旺把他所有的时间和精力都投入到了弥勒的实验研究中。他在弥勒的指导下,对较多的学术领域发生了兴趣,他曾研究过组织学、生理学、微生物学,并作出了不少贡献。

同类推荐
  • 脑筋急转弯

    脑筋急转弯

    懂得欣赏幽默的孩子,一定如天使般快乐;能够运用幽默的人,一定是大智慧之生灵。“脑筋急转弯”是具有卓越思维和幽默风格的一种益智形式,是人们需要打破常规思考模式、发挥超常思维才能找到幽默答案的一种思维游戏,它集启智与娱乐为一体,极具趣味性,所以深受儿童的喜爱。
  • 中华传统美德百字经·省:善于自省

    中华传统美德百字经·省:善于自省

    《中华传统美德百字经:省·善于自省》在每一篇故事后面给出了“故事感悟”,旨在令故事更加结合现代社会,结合我们自身的道德发展,以帮助读者获得更加全面的道德认知,并因此引发读者进一步的思考。同时,为丰富读者的知识面,我们还在故事后面设置了“史海撷英”、“文苑拾萃”等板块,让读者在深受美德教育、提升道德品质的同时,汲取更多的历史文化知识。
  • 求知文库-新材料技术的应用

    求知文库-新材料技术的应用

    本书主要介绍了当今世界上各种新材料的概况和主要的应用,内容为大放异彩的超导材料、看不见的高速公路、如梦如幻的功能晶体等。
  • 爸爸给女儿讲的365夜经典故事

    爸爸给女儿讲的365夜经典故事

    《爸爸给女儿讲的365夜经典故事》内容丰富,系枕边书“父母给孩子讲的365夜经典故事丛书”之一。全世界的孩子都在用不同的文字,阅读着书里这些流传百年的经典故事。
  • 世界需要什么样的女孩

    世界需要什么样的女孩

    本书在女性有着辉煌成就的今天,世界的进步将会见证,地球上的女性将在很大程度上唤醒未来,促进世界繁荣。而尼克松·沃特曼则在《世界需要什么样的女孩》中引用了许多名人箴言和作者所敬仰的女性事例,目的是不断地指导一个女孩如何成长为优雅的、高尚的、完美的女性,并为她们提供这样一本行为指南。使她们对如此美好的未来倍加珍惜,尽其所能使未来变得更加光明美丽。
热门推荐
  • 中国历史名人传记——中国历史名人之十

    中国历史名人传记——中国历史名人之十

    本文主要讲述了林则徐、关天培、魏源、曾国藩、左宗棠、洪秀全、李鸿章等名人之事。
  • 我能召唤千军

    我能召唤千军

    有人说钱多可以为所欲为,我顺手召唤千万大军,笑话,人多才真的可以为所欲为。【书友群:515155233】
  • 珠城学院狂想曲

    珠城学院狂想曲

    一所二流的大学,几个莫名奇妙的学生,因缘际会之下几人聚在一起,又会搅起怎样的风云。聊天打屁,翘课开黑,芸芸众生千篇一律的高校生活,不一样的也许就是,偶尔温一壶酒,谈笑间生杀予夺......
  • 澳大利亚学生文学读本(第2册)

    澳大利亚学生文学读本(第2册)

    从最简单入门的英语句式、拼写与发音开始,并且附有大量插图,通过趣味而有教育意义的故事,引发孩子们学习语言的兴趣;并向规范、美丽的文学作品过渡,让孩子们掌握语言的艺术,感受本国的人文历史。是中国学生学习英语、全面了解西方社会的很好途径。
  • 穿越火线之挑战指令

    穿越火线之挑战指令

    在另一平行宇宙,地球遭受到来自异空间生物的侵袭,因它们体能较弱,所以其只能依靠制造生化武器、研究生化病毒进行侵略,因此——人类所面临的生化危机即将来袭!接到特殊挑战指令的精英们矫勇奋血,终于抑制住了侵袭。这是一个刀光剑影的世界观,将带你体会游戏穿越火线挑战之风范。
  • 冰下十一度

    冰下十一度

    由真人真事改编,主角就是一二货般的存在,真实而做作。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 天决记

    天决记

    玄幻修仙悬疑布阵鬼魅魍魉何以言类类别区分区之类别分而视之君之所愿大成之作言情言义道法道理见人见鬼劝君静心评文咬字细分逻辑真知灼见
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!