0125科赫在实验室
0126科赫肖像
0127路易·巴斯德
0128巴斯德研究所
作者 高关中(德国汉堡) 2020/3/21
在抗击新冠肺炎的关键时刻,3月21日晚德法联营的电视台ARTE放映了一部纪录片《科赫和巴斯德》(Koch und Pasteur)。说是纪录片(Dokumentarfilm),很多场景还是由演员来演,这样更直观,更生动,效果很不错,给人的印象很深刻。这部纪录片介绍两位在细菌病毒研究领域的大科学家,一位是法国人巴斯德,另一位是德国人科赫,他们相互竞争,力争上游,都为微生物学、为抗击传染病做出了巨大的贡献,被誉为“微生物学的奠基人”。所以纪录片有个副题叫“微生物研究的决斗”(Duell im Reich der Mikroben)。如今法国有巴斯德研究所(Institut Pasteur),德国有罗伯特·科赫研究所(Robert Koch-Institute,简称RKI),都是所在国研究细菌病毒等微生物防治传染病的最高机构,德国科赫研究所的所长就是德国联邦政府的首席防疫顾问,在抗击新冠肺炎方面发挥着至关重要的参谋作用。本文通过电影内容,结合他们的传记,对两位大科学家的人生和功绩做一些介绍。
巴斯德由化学转攻微生物学
影片先介绍路易·巴斯德(Louis Pasteur),他1822年12月27日生于法国汝拉省的小镇多勒(Dole),是拿破仑军队一名职业士兵(后为皮鞋匠)的儿子。四岁那年,全家迁往不远的阿尔布瓦(Arbois)。说来奇怪,巴斯德在学校里并不是优秀生,但是,他确实具有在科学上取得成功所必需的两点品质——好奇心和耐性。他在十几岁时写道:“词典中最重要的词是决心、工作和成功”。他考进了巴黎师范学院,25岁获博士学位。1848年起相继担任第戎中学、斯特拉斯堡和里尔大学等高校的化学教授,45岁转任法国最高学府巴黎大学(索邦)教授。
巴斯德是一位著名的化学家和微生物学家。他有一句名言:“在观察领域里,机遇总是偏爱那些有准备的人”。他的科学发现正是如此。1854年他在里尔大学任教授,把兴趣放在研究发酵方面。他听到一位酒厂老板说,葡萄酒和啤酒存放时间长了,酒质就会变酸,造成数百万法郎的损失。巴斯德就用显微镜进行观察,找原因。他把未变质的葡萄酒的沉淀物和变酸葡萄酒的沉淀物进行了比较,从而发现了存在一种使葡萄酒变酸的特殊酵母。他做了新的实验,取了几瓶葡萄酒,将其中一些加热,另一些不加热,三个月后打开酒瓶一看,加过热的酒质量很好,而没有加过热的酒却发酸了。这一实验,解决了酒变酸的问题。现在牛奶低温杀菌,正是采用了用缓慢加热(60-65摄氏度)杀死微生物的“巴氏消毒法”。通过研究酒变酸的实验,巴斯德得出结论:发酵和腐烂都是微生物的作用。
1860年代,法国南部闹蚕病,每年造成生丝产业一亿法郎的损失。巴斯德迎战这个棘手的问题,他在显微镜中观察到桑叶上有一种寄生虫。他忠告养蚕人要抛弃有病的桑叶,去除病卵,使用健康的蚕和桑叶,蚕病就不会发生了。果然,这个办法挽救了法国的养蚕业。
巴斯德的研究成果对医学界也产生了影响。这些重要的发现,为近代消毒、防腐提供了科学根据。英国外科医生、手术消毒创始人利斯特就是根据巴氏消毒法用石炭酸对伤口进行消毒,首创“无菌手术”。手术后死亡率下降了2/3。
巴斯德的成就为他带来了世界性的学术声誉,1862年被选为法兰西科学院院士,后来还当选为英国皇家学会会员。1871爆发了普法战争(又叫德法战争),法国一败涂地,皇帝拿破仑三世投降,被德国人俘虏。最后法国割让了阿尔萨斯等大片土地。巴斯德的儿子也在战争中丧生。国事家事使巴斯德忧心忡忡,再加上疾病缠身,遂萌生退意,50多岁的他申请提前退休。正在这时传来了一个消息,使巴斯德顿时退意全消,精神抖擞,进入新的研究领域。
科赫:乡村医生首战炭疽告捷
新的消息来自德国的一位乡村医生,叫罗伯特·科赫(Robert Koch),比巴斯德年轻21岁。科赫1843年12月11日生于汉诺威附近的克劳斯塔尔。父亲当过矿工,热爱大自然。科赫幼年喜欢收集植物、矿物标本。就读哥廷根大学后,先学了一年半自然科学,然后转而学医,23岁获博士学位。就在那年,他在汉堡当见习医生,亲眼看到了传染病霍乱造成的危害。在普法战争时期,他曾到野战医院作军医。1872年29岁的科赫来到普鲁士沃尔施泰因(Wollstein,今波兰波兹南以西75公里的沃尔什滕)乡村医院工作。
科赫始终对科学研究充满强烈兴趣,即使到乡间工作也不改初衷。他在诊室专门隔出一间小实验室,还倾其所有,买了一台显微镜。一边行医,一边研究细菌学。科赫在研究工作中表现出非凡的天才,他像巴斯德一样,对调查研究工作的兴趣也是在遇到困难时激发出来的。当时炭疽热(Milzbrand或Anthrax)在他工作的普鲁士部分地区蔓延,牛羊大批死亡,而且反复发生。炭疽热是一种出现在牛羊身上的传染病,可通过感染动物的皮或肉传染给人类,因此炭疽对人类也有很大的危害。科赫于是深入研究,并成功地在病羊血液中发现了该病菌。他对该病原微生物进行培养。观察其生命周期,而且弄清楚了关于炭疽热发作及持续的有关问题。1876年,科赫分离出炭疽热的杆菌,证明它是炭疽热的元凶。他发现炭疽杆菌能形成休眠的孢子,干燥孢子在外界可保持多年活力,在适当条件下再发育成杆状菌而致病。因此他建议农民要及时处理因炭疽致死的病畜,以免炭疽反复发生。这年科赫应邀在布雷斯劳大学宣布并图示了炭疽菌的生活周期,奠基细菌学的双雄——科赫与巴斯德
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