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第22章 工业革命时期领先的科技(2)

17世纪中叶,哲学家和数学家们的非正式聚会更频繁,包括笛卡尔、巴斯卡、费尔马等人,他们经常在墨森的寓所聚会,讨论当前的科学问题,提出新的数学和实验研究。后来,聚会改在大法官蒙莫尔和博学的塔夫诺的宅邸举行,也比较稳定了。法国科学家的聚会吸引了外国学者包括霍布斯、惠更斯等人,最后根据夏尔·佩罗的建议,科尔培尔向法国国王路易十四建议设立一个正规的学院,遭到王室的拒绝。1662年,由于蒙穆特的活动,法国学者很快与英国皇家学会联系上了,又得到宰相科培尔的支持。1666年,法国私人学会转变为“法国巴黎皇家科学院”,这是法兰西科学院的前身。

巴黎皇家科学院的院士中的优秀者,可以得到国王的津贴,院长由国王委派,院士也由国王审批。巴黎皇家科学院一度为国王和贵族把持,真正有才能的法国科学家往往被拒之门外。

法兰西科学院院士中不乏科技大师,如早期的马略特用冰取成制火镜。荷兰科学家惠更斯也担任过巴黎皇家科学院院士,为法国科学进步出过大力。

法兰西科学院进行了大量重要的科学探索,如金属的燃烧、动植物科研、纯数学研究、应用力学试验等等,令人目不暇接。法兰西科学院还组织了几次海外考察,影响显着。

1683年,科尔培尔逝世后,卢瓦担任皇家科学院的督导,科学院的活动归于沉寂,直到1699年比尼翁彻底改组并扩充了科学院,才有所好转。封建国王是不会允许科学院的运行超过他的王权范围的,巴黎皇家尽管对科学有所推动但作用毕竟是有限的。

1789年,法国大革命爆发了。法国的大多数科学家、工程师和人民一样投入了这场反封建的伟大斗争。在这一期间,巴黎皇家科学院解散,1793年8月8日,正式成立了法兰西科学院。

法兰西科学院诞生后,科学家们投入到保卫国家的斗争中去,他们造火器、制硝石、铸火炮……极大地支援了革命,扩大了社会影响,以至于到1797年,连拿破仑都曾被选为法兰西科学院院士。可能世人对作为政治家、军事家的拿破仑了解的更多一些,而对于他还是法兰西科学院的院士知之甚少了,但他却真是货真价实的院士。

法兰西科学院的院士可不像中国现在的两院院士这么逐年增加,而是有固定名额的,基本上死一个院士才能增补一个院士,所以有很多人虽然在科学上贡献很大,但却因为在世的时候不好,终其一生也不可能获得这样的荣誉,而拿破仑竟然碰到了一个候选院士的机会。

当然,与他竞争的都是真正的科学家,但他们面对这样一个声威日隆的军事天才实在是相形见绌,没听说拿破仑私下做过什么小动作,但他还是顺利当选了。虽然,后来的人发现当年的选举统计数据计算有误(累计票数之和远大于实际投票数),但拿破仑的当选却真正是符合程序规范的。

赫赫有名的拿破仑,是举世公认的一位军事家。然而,鲜为人知的是,拿破仑真正看重的却是科学家。作为法兰西科学院至高无上的145位院士其中的一员,他是一名货真价实的科学家。尽管他一生绝大多数时间是军事行动,但他更喜欢与科学为伍——在他的身边总是簇拥着数学家、化学家、天文学家,即使在行军作战时也兴致勃勃跟学者讨论科学问题,甚至出“难题”。“尊敬的院士们,”拿破仑说,“让我给你们出一道题,不用直尺,仅用圆规,你们能四等分一个圆吗?”正因为拿破仑在数学上的高深造诣,他与11位候选人竞争法兰西科学院院士,并最后当选成为数学部院士,跻身于科学家行列。拿破仑对这一尊号颇为得意,以后他在所有命令和文告上签名时都写上“科学院院士、东征方面军总司令”的头衔,军事天才拿破仑实际上又是一个数学天才,举世公认的科学家。

作为科学家,拿破仑更懂得科技的分量、价值,他充分运用掌握的权力不遗余力地鼓励发明,推广新技术,促进科学事业的进步和发展。如我们今天熟悉的罐头,就是拿破仑亲自悬赏的产物。1809年,工程师居古拉·阿佩尔为此还获得1.2万法郎的奖金。拿破仑还敢于打破科技的国界,为国外的科技成果而欢呼,当英国的报纸还在讨论“种牛痘会不会对人有害”时,拿破仑就号召法国人接种,并称发明牛痘的英国医生琴纳为传人。1807年12月,英国科学家戴维用电解法制取了金属钾和钠,拿破仑不顾当时英法正在交战而颁发了一道命令:“有鉴于英国科学家戴维在电学研究上的卓越功绩,特颁发勋章一枚,以示嘉奖。”

拿破仑又是科学家的挚友,在两军交战时,他总是让科学家处于安全地带,受到保护。他努力帮助处于逆境中的科学家,当他得知意大利物理学家伏特经济上很困难时,立即资助6000法郎。拿破仑说:“科学打开了这么多秘密,消除了这么多偏见,为了使科学给我们建立更大的功勋,让我们鼓励科学,热爱科学吧。”正因为科学、科学家在拿破仑心目中有特殊的地位,故当1814年反法联军兵临城下,法国兵员不济,有人提议技工学校的学生参加战斗时,拿破仑说:“我不愿取金蛋杀掉我的老母鸡。”这话今天还刻在该校的梯形大教室的天花板上。

法兰西科学院极大地推动了法国的科学发展,据统计,从1789~1800年,世界重大科研成果58项中,法国就有23项,占总数的40%。同期,英国则为13项,德国为6项。

法兰西科学院具有光荣的传统,拥有世界科技史上超一流的人才。没有法兰西科学院的科学家的事迹,近现代科技史肯定是残缺不全的。现代法兰西科学院也是欧洲科学技术构架中的重要一员。

(第四节) 微生物学之父巴斯德

路易·巴斯德(1822~1895年)是法国着名的微生物学家。巴斯德曾任里尔大学、巴黎师范大学教授和巴斯德研究所所长。在他的一生中,曾对同分异构现象、发酵、细菌培养和疫苗等研究取得重大成就,从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学,被后人誉为“微生物学之父”。像牛顿开辟出经典力学一样,巴斯德开辟了微生物领域,他也是一位科学巨人。

巴斯德一生进行了多项探索性的研究,取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题:(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展,这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快,“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。(2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展:由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌,巴斯德拯救了法国的丝绸工业。(3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的药苗。他意识到许多疾病均由微生物引起,于是建立起了细菌理论。

巴斯德是“进入科学王国的最完美无缺的人”,他不仅是个理论上的天才,还是个善于解决实际问题的人。他于1843年发表的两篇论文《双晶现象研究》和《结晶形态》,开创了对物质光学性质的研究。1856~1860年,他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论,1857年发表的《关于乳酸发酵的记录》是微生物学界公认的经典论文。1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。此外,巴斯德的工作还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。

巴斯德被认为是医学史上最重要的杰出人物之一。巴斯德的贡献涉及几个学科,但他的声誉则集中在保卫、支持病菌论及发展疫苗接种以防疾病方面。巴斯德并不是病菌的最早发现者,在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想,但是,巴斯德不仅热情勇敢地提出关于病菌的理论,而且通过大量实验,证明了他的理论的正确性,令科学界信服,这是他的主要贡献。

巴斯特50岁时将注意力集中到恶性痈疽上。那是一种危害牲畜及其他动物,包括人在内的传染病。巴斯德证明其病因在于一种特殊细菌,他使用减毒的恶性痈疽杆状菌为牲口注射。

1881年,巴斯德改进了减轻病原微生物毒力的方法,他观察到患过某种传染病并得到痊愈的动物,以后对该病有免疫力。据此用减毒的炭疽、鸡霍乱病原菌分别免疫绵羊和鸡,获得成功。这个方法大大激发了科学家的热情,人们从此知道利用这种方法可以免除许多传染病。

1882年,巴斯德被选为法兰西学院院士,同年开始研究狂犬病,证明病原体存在于患兽唾液及神经系统中,并制成狂犬病疫苗,成功地帮助人获得了该病的免疫力。按照巴斯德免疫法,医学科学家们创造了防止若干种危险病的疫苗,成功地免除了斑疹伤寒,小儿麻痹等疾病的威胁。

说到狂犬病,人们自然会想到巴斯德那段脍炙人口的故事。在细菌学说占统治地位的年代,巴斯德并不知道狂犬病是一种病毒病,但从科学实践中他知道有侵染性的物质经过反复传代和干燥,会减少其毒性。他将含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射给兔子后,再将这些减毒的液体注射狗,以后狗就能抵抗正常强度的狂犬病毒的侵染。1885年,人们把一个被疯狗咬得很厉害的9岁男孩送到巴斯德那里请求抢救,巴斯德犹豫了一会儿后,就给这个孩子注射了毒性减到很低的上述提取液,然后再逐渐用毒性较强的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潜伏期过去之前,使他产生抵抗力,结果巴斯德成功了,孩子得救了。在1886年,他还救活了另一位在抢救被疯狗袭击的同伴时被严重咬伤的15岁牧童朱皮叶,现在记述着少年的见义勇为和巴斯德丰功伟绩的雕塑就坐落的巴黎巴斯德研究所外。巴斯德在1889年发明了狂犬病疫苗。

人们经常将巴斯德同英国医生爱德华·琴纳比较。琴纳发展了一种抵御天花的疫苗,而巴斯德的方法可以并已经应用于防治很多种疾病。

1854年9月,法国教育部委任巴斯德为里尔工学院院长兼化学系主任,在那里,他对酒精工业发生了兴趣。制作酒精的一道重要工序就是发酵,巴斯德深入工厂考察,把各种甜菜根汁和发酵中的液体带回实验室观察。经过多次实验他发现,发酵液里有一种比酵母菌小得多的球状小体,它长大后就是酵母菌。过了没多久,在菌体上长出芽体,芽体长大后脱落,又形成了新的球状小体,在这循环不断的过程中,甜菜根汁就渐渐发酵了。巴斯德继续研究,弄清发酵时所产生的酒精和二氧化碳气体都是酵母使糖分解得来的,这个过程即使在没有氧的条件下也能发生,他认为发酵就是酵母的无氧呼吸并控制它们的生活条件,这是酿酒的关键环节。

巴斯德弄清了发酵的奥秘,从此开始,巴斯德成为了一位伟大的微生物学家、微生物学的奠基人。

经过反复多次的试验,他终于找到了一个简便有效的方法:只要把酒放在摄氏五六十度的环境里,保持半小时,就可杀死酒里的乳酸杆菌,这就是着名的“巴氏消毒法”,这个方法至今仍在使用,市场上出售的消毒牛奶就是用这种办法消毒的。

巴斯德一生发明很多,对生物科学和医学作出了杰出的贡献。一次偶然的机遇,使他找到了治疗鸡霍乱的灵丹妙药。

鸡霍乱是一种传播迅速的瘟疫,来势异常凶猛,家庭饲养的鸡一旦染上鸡霍乱就会成批死亡。1880年,法国农村流行着可怕的鸡霍乱,巴斯德决心征服这种瘟疫。为了弄清鸡霍乱的病因,巴斯德从培养纯粹的鸡霍乱细菌作为突破口,他试用了好多种培养液,他断定鸡肠是鸡霍乱病菌最适合的繁殖环境,传染的媒介则是鸡的粪便。他经过多次实验,但都失败了。茫然无序中,他只得放松一下,停下研究工作,休息了一段时间。

休息几天以后,巴斯德又开始了研究实验,这时,他又发现“新大陆”了。他用陈旧的培养液给鸡接种,鸡却未受感染,好像这种霍乱菌对鸡失去了作用。这是怎么回事呢?巴斯德顺藤摸瓜,终于发现,因空气中氧气的作用,霍乱菌的毒性便日渐减弱。于是,他把几天的、1个月的、2个月和3个月的菌液,分别注入健康的鸡体,做一组对比实验,鸡的死亡率分别是100%、80%、50%和10%。如果用更久的菌液注射,鸡虽然也得病,便却不会死亡。事情并未到此结束,他另用新鲜菌液给同一批鸡再次接种,使他惊奇的是,几乎所有接种过陈旧菌液的鸡都安然无恙,而未接种过陈旧菌液的鸡却死得净光。实践证明,凡是注射过低毒性的菌液的鸡,再给它注入毒性足以致死的鸡霍乱菌,它也具有抵抗力,病势轻微,甚至毫无影响。

预防鸡霍乱的方法找到了!巴斯德从这一偶然的发现中,导致了他对减弱病免疫法原理的确认,使他产生从事制造抗炭疽的疫苗的设想。虽然在他之前英国医生琴纳发明牛痘接种法,但有意识地培养制造成功免疫疫苗,并广泛应用于预防多种疾病,巴斯德堪称第一人。

“意志、工作、成功,是人生的三大要素。意志将为你打开事业的大门;工作是入室的路径。这条路径的尽头,有个成功来庆贺你努力的结果……只要有坚强的意志,努力的工作,必定有成功的那一天。”这是巴斯德关于成功的一段至理名言。

(第五节) 科幻小说鼻祖凡尔纳

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