坚毅打开事业大门
2009-05-11张铭
张 铭
求学时代
1822年12月27日,巴斯德生于法国的多尔。父亲是一位制革工人,母亲也没受过什么教育,但他们深知知识的重要性,所以不惜借债支持巴斯德上学。巴斯德幼年在学校时,最初成绩并不好,但他懂得求学不易,下决心努力学习。在学习中,他对每个问题,都要彻底弄明白才肯罢休。中学校长罗马奈先生观察到巴斯德的这一特点,他认为:“路易·巴斯德的考试成绩不怎么好,可是他有良好的心态和习惯,非常热心且思虑深入。如能诱导他发挥这一长处的话,他必能成为杰出人物。”
有一次分析磷元素的化学实验,同学们匆忙做完一次就算了,可巴斯德为了学深学透,课外还买了许多猪、牛的骨头,把它们烧成灰,进行处理,把发生的变化仔细地记录下来,同时把所提取的纯磷盛在瓶中,作为实验的化学药品。每次实验,他都从中学到许多科学知识。中学毕业时,他终于成为班上的优等生。
1843年,巴斯德考入巴黎高等师范。在大学里,他被法国著名的化学家杜马教授的新思想深深地吸引住,从此坚定了从事化学研究的信念,学习更加刻苦,在实验室做实验,搞科研,被同学称作“实验室蛀虫”。功夫不负有心人,巴斯德在25岁时取得了博士学位。
他毕业后从事的第一项研究是关于有机化学的结构研究。此前人们已发现平面偏振光在通过有机化合物溶液时会发生偏振面的偏转,即出现旋光性。19世纪40年代,人们发现酒石(酿制葡萄酒过程中出现的一种沉淀物)在盐酸中形成的酒石酸有右旋光性,但具有同样化学成分的另一种酒石酸却没有旋光性,因而被称为外消旋酒石酸。1848年,巴斯德开始研究酒石酸,以弄明白没有旋光性的外消旋酒石酸是怎么一回事。经过研究,他发现酒石酸与外消旋酒石酸的化学成分及结构相同,但原子的空间排列不同,故旋光性及生物的特性也不同。从而,他提出了分子不对称理论。由于巴斯德提出了分子不对称理论,而揭开了酒石酸旋光性之谜,加深了人们对物质结构的认识,成为化学史上研究光学活动性的一个新起点。为此,法国政府特授予他骑士勋章。
发酵之谜
1854年9月,巴斯德被任命为法国北部里尔理学院教授兼教务长。
1856年的夏天,制酒商M·比尔找到巴斯德,说他的甜菜糖发酵酒精出了毛病,糖液变酸了,请巴斯德帮他找出事故的原因。巴斯德当时并不懂得发酵,但他还是同意帮助比尔查找问题的原因。
巴斯德认为,发酵应该是活的酵母引起的,他把一些酵母液过滤,在过滤液里加些糖和白灰,然后把试管放在烘炉里保温。经过上百次试验,最后,酵母液发浑了,变成了灰色。巴斯德小心翼翼地取出一滴发浑的酵母液,放在显徽镜下面一看,一些小小的长圆形的小东西正在活动,它们是活的小生物!
巴斯德把从工厂里取回的变酸和未变酸的样品,分别放在显微镜下检查。他发现在没有酸的样品中,可以看到成簇的酵母菌,它们是小圆球形的。在变酸的样品中,看到的却是小得多的长圆条形的小生物。它们呈单独或不规则排列的群体。巴斯德把这种拉长了的球状物叫做乳酸酵母,也叫做酵素。现在我们知道这种拉长了的球状物叫做乳酸链球菌。
1857年,巴斯德调往巴黎的母校——高等师范学校,担任行政副校长兼理科主任,继续从事酒精发酵的研究。在培养酵母的实验中,有一次,巴斯德在培养基中偶然没有加入酵母浸出物,却加了酒石酸铵。接种酵母菌后,酵母菌生长繁殖了。巴斯德对发酵液中的酒石酸铵进行测定,发现铵盐减少了,也就是被酵母菌利用了。经过进一步地试验证明,酵母菌在没有糖和氮源的条件下能生长;在只有糖的培养基中,酵母可以发酵,但不能繁殖;在加有糖和氮源(酵母浸出物或铵盐)的培养基中,酵母菌可以发酵,也能够进行繁殖。
巴斯德的这一发现,促进了法国发酵工业的发展。
细菌致病学说
当时的法国工业遇到一个大难题,那就是葡萄酒和啤酒变酸。1856年,里尔城里一家有着50年酿酒历史的酒厂也因此濒临倒闭,厂长找到巴斯德。请求他帮助解决酒变酸的问题。
巴斯德把好酒和酸酒分别放在显微镜下观察,惊奇地发现:好酒里面,可以看到一种小球状的微生物;而在变酸的酒里,小球状体消失了,却含有一种杆状细菌。巴斯德领悟到,一定是杆状细菌使酒变酸了。之后,他又发现,把酒加热到50℃~60℃,就可以杀死酒里的杆状细菌,再把酒密封保存,就不会变酸了。
由于巴斯德的研究结果,葡萄酒可以顺利酿造,源源输出,为法国带来了巨大的利益。
对于这项发明,巴斯德没有申请专利,而是公开了方法,任何人都可采用。许多食品生产部门都应用这种方法,既能保证食品的香郁味道,又不会变质,至今在全世界各地仍广泛地应用这种防腐方法。为了纪念巴斯德提出的这种方法,人们把它叫做“巴斯德氏消毒法”。
既然微生物可以使酒变酸,加热灭菌后又可使酒经久不坏,那么许许多多人患病或手术后发生溃烂,是否也是由微生物引起的呢?如果能杀灭这些微生物,是不是可以治好人的疾病呢?
带着这些问题,巴斯德认真研究了危害人畜的各种疾病,如伤寒、痢疾、鼠疫、羊炭疽、禽霍乱等,果真找到了引起这些疾病的相应的微生物——细菌。这说明,微生物确实是产生各种传染病的原因。至此,细菌致病学说诞生了。
揭示免疫奥秘
巴斯德发现各种传染病都是由微生物引起的这一事实后,下一个目标就是如何制服这些微生物,以保护人畜的健康。他的这项研究是从防治鸡霍乱开始的。
巴斯德想,为什么得过霍乱的鸡就不再得此病了呢?是不是这些鸡受到霍乱弧菌感染之后,在体内产生了一种对霍乱的抵抗力?如果真是这样,那么只要制备一种毒力较弱的霍乱弧菌,再注射到鸡身上,使鸡既不至于得病死亡,又可产生免疫力,鸡霍乱不就可以预防了吗?按照这个设想,巴斯德开始制备这种弱毒弧菌。
巴斯德从患霍乱而死的鸡身上得到霍乱弧菌,把它培养在装有培养液的玻璃瓶子里。24小时后,从瓶中取出一滴培养液放在第二只玻璃瓶里。再过24小时,又从第二瓶里取出一滴装在第三只瓶里。依此类推,他一直接种到几十瓶。他想用这种方法得到减弱毒性的霍乱弧菌。当他从最后一只瓶里取出一滴培养液接种到鸡身上时,鸡很快就死了。这说明,最后一瓶与第一瓶的毒力是一样的,第一次试验就这样失败了。
此时正逢放暑假,巴斯德把那些用过的瓶瓶罐罐放进实验室的橱子里,到乡下度假去了。暑假结束后,他来到实验室,看到橱子里的瓶瓶罐罐,心想,为何不把放置了几十天的霍乱弧菌注射到鸡身上去试试看呢?当他把菌液注射到鸡身上时,奇迹发生了:这些被试的鸡,除了有一阵轻微的不舒服之外,全都健康如常。几星期后,巴斯德又把毒力很强的霍乱弧菌注射到这些鸡身上,这些鸡依旧安然无恙。说明这些鸡产生了对霍乱弧菌的抵抗力。原来,玻璃瓶里的弧菌液在放置了几十天之后,在空气中氧气的作用下,毒力大大减弱了!
巴斯德取得了巨大的成功:弱毒免疫的设想是切实可行的,只要制备出预防各种疾病的疫苗,传染病就完全可以控制了。
征服禽霍乱后,巴斯德根据同样方式,制成了预防牛羊炭疽病的疫苗。从此,弱毒免疫学说传遍了全世界。
巴斯德的免疫方法,给全世界带来了巨大的经济利益,仅在法国,在畜牧业方面就增加了50亿法郎的收入。这笔钱,足以抵偿1870年法国付给德国的战争赔款。
巴斯德取得了战胜传染病的划时代成就——创立了免疫学!1882年,巴斯德被选为法国研究院院士,被选为
研究院院士是学者的最高荣誊。
战胜狂犬病
巴斯德应用免疫方法预防畜禽疾病获得成功之后,他马上把这种方法应用到防治人类传染病上来。他首先进行的是防治人类狂犬病研究。
1880年12月,一个5岁的小孩一个月前被疯狗咬伤,痛苦地死在医院里。巴斯德收集了小孩的唾液,将它与水混合接种兔子,不到36小时,兔子就死了。把兔子的唾液再接种另一只兔子,这只兔也很快地死了。用显徽镜检查死兔的血液,发现了一种微生物,用牛肉汁培养这种微生物,将菌液再次注射兔子和狗,毒力再度表现出来。巴斯德起初认为狂犬病起因于一种细菌,但是在显微镜下,却看不到这种细菌,因此他无法将之分离出来加以培养(现在我们知道,引起狂犬病的是比细菌更小的病毒)。经过多次试验,巴斯德创造性地发明了活体培养法制取疫苗。他将狂犬的毒液接种到兔子的脑膜下,兔子死后将其脊髓提取出,再接种到另一些兔子的脑膜下,这样经过数次培养,终于在1885年制成了毒性极微弱的狂犬疫苗。这种疫苗对预防和治疗狂犬病效验十分显著,但未曾在人身上使用过。
正在这时,一位被狂犬咬伤的名叫梅斯特的9岁男孩,在母亲的陪同下,来到巴斯德实验室,恳求巴斯德给予治疗。经过再三考虑,巴斯德决定给小孩注射疫苗。注射疫苗之后,巴斯德一直守护在小梅斯特身边,仔细观察病情的变化。一个月过去了,梅斯特非常健康、活泼可爱,不久就痊愈出院了,治疗非常成功!
这是一个里程碑事件,标志着人类已跨进了免疫时代。一大批来自国内外的狂犬病人,都慕名请求巴斯德给予治疗。这一年他治好了1726人,被人们尊称为“人类健康的保护神”。
以后,在巴斯德免疫理论的指导下,各种各样的疫苗都制造出来了。各种凶恶的传染病,如肺结核、白喉、天花、脑膜炎、小儿麻痹症都有了相应的疫苗进行预防。自19世纪中叶以来,由于传染病得到有效控制,世界人口的寿命延长了一倍,人类真正获得了第二次生命。
1895年,巴斯德在巴黎与世长辞。“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……”,巴斯德关于成功的这段至理名言至今影响着后人。