巧摆化装宴,细察致病菌

一百年前,在德国的一个乡村里,发生了一种流行病,致使许多无辜者染病而亡。有一个叫科赫的乡村医生,为不能挽救病人的生命而深感不安。他下决心一定要把这种病菌找出来。

用什么办法才能找到使人死亡的细菌呢?他听说法国科学家巴斯德用显微镜找到了使啤酒变质的细菌和使蚕生病的细菌,也想用显微镜去寻找致病菌。可是,作为一名普通的乡村医生,科赫买不起这种昂贵的仪器。他的妻子爱玛看出了丈夫的心思,就变卖了自己的首饰,选购了一台显微镜,送给了科赫。

科赫十分高兴,他以为有了显微镜就可以把细菌找出来。他取来病人的唾液和排泄物,放在显微镜下仔细观察起来。可是,他左找右察,却没有查出什么结果。

可见,仅仅观察病人所能给予的这些自然而然的东西,是不能观察到病菌的。要想看到病菌,就必须使它抛头露面,显现在我们眼前。

科赫首先置办了味道鲜美的牛肉汤,引诱细菌前来赴宴。在牛肉汤里, 细菌肯定会边吃边繁殖,数量就会越来越多。过了不久,科赫把牛肉汤涂到玻璃片上,放在显微镜下观察。他果然看到了大量的细菌。他想,这里面一定有病菌,可是,到底哪是病菌呢?看着争相抢食、混乱不堪的细菌阵营, 科赫感到不知所措。尽管通过干预,致使病菌露了面,但却又出现了鱼目混珠的局面。如何控制住局势,从而使“客人们”各就其位,以便与它们一一“面视”呢?这成了科赫的一个很棘手的问题。

有一天,科赫发现在一块半生不熟的土豆上,长满了各种颜色的斑点。他想,每个斑点是不是由相同的细菌组成的呢?他逐一对这些斑点进行了镜检,结果发现每个斑点里生长着同一种菌。科赫由此受到了很大的启发。与肉汤里的情况不同,在土豆上细菌不能到处游动,所以它们就各自安营扎寨, 各占一块地盘。因此,如果用土豆繁殖细菌,就可以把它们分开。为此,科赫把土豆煮成半熟,又为细菌设了一次“土豆宴”。可是由于细菌“客人们” 的口味不同,真正喜欢土豆的不多,所以,只有少数细菌能在土豆上繁殖。这一次,科赫又没有达到预期的目的。

看来,不考虑细菌的习性爱好,也是不能控制它们的。牛肉汤很适合细菌的口味,但却不能阻止细菌游动,使每种细菌分开。土豆能使细菌阵营泾

渭分明,但却得不到大多数细菌的垂青。科赫想,能不能把这两种食物的优点结合起来,创造既适合细菌口味,又能把它们安顿下来的条件呢?

在妻子的帮助下,经过多次尝试,他终于达到了目的。他把洋菜加在肉汤里一起熬,肉汤冷却后就成了胶冻。科赫把长满各种细菌的肉汁用蒸馏水冲淡后,再用无菌的钩丝蘸了一点,在胶冻平面上按一定距离划出道道浅纹, 这样,细菌就在这些纹路上落了座。在这种条件下,细菌不能游荡,饭又可口,就各自在自己的席位上繁殖起来,一个细菌很快就能生出一大家族,成为肉眼看得见的斑点状菌落。科赫从每个菌落上取得纯种细菌,放在显微镜下进行了观察。科赫由此创造了用来分离细菌的“固体培养基”。

科赫在观察细菌的时候,还遇到了一个困难。他发现细菌一般是透明的, 很难看清它们的模样。怎样才能改变细菌的状态,使它们更容易辨认呢?

他找来各种染料给细菌染色,可是染了几百次,也没有成功。最后,他终于用苯胺染料,给细菌着了色。经研究发现,有的细菌喜欢酸性染料,有的喜欢碱性或中性染料。这就好像它们有的喜欢穿蓝色衣服、有的喜欢穿红色衣服一样。由于各种细菌染上了不同的颜色,在显微镜下就能很容易地看清它们的形状。这种方法叫“细菌染色法”。

科赫用固体培养法和细菌染色法,人为地创造了使细菌露面的条件,通过显微镜终于查出了在乡村里使人生病的细菌——结核杆菌和霍乱弧菌。科赫也由此成为著名的细菌学家。

科赫查找病菌所使用的方法叫做实验方法。所谓实验方法,是指人们按照研究目的,人为地干预或模拟自然现象,促使主要因素暴露出来,然后再进行观察和研究,从而获取大自然信息的一种重要的科学方法。

科赫正是想方设法地改变了细菌的生活条件和自身形态,才使病菌从混乱的细菌群体中呈现出来,通过观察发现了它们。如果不使细菌群体变得井然有序和染上不同的颜色,只是在自然条件下进行观察,那么,要想找到病菌,就好比大海捞针一样困难。实验就好像采矿一样,只有把矿藏的覆盖物挖去,才能将地下的矿藏暴露出来。实验又好像建造大厦前的挖掘工作,只有打开地面,才能将地下的情况暴露出来,从而为进一步勘查提供了条件。观察只能在自然发生的条件下进行,观察的现象仅仅是自然界提供给我

们的,实验不同于观察的地方,就在于它可以通过干预自然人为地促使某种现象出现,这就为我们进行观察创造了条件。巴甫洛夫说:“观察是搜集自然现象所提供的东西,而实验则是从自然现象中提取它所愿望的东西。”因此,实验比观察更有利于发挥人的能动性去揭示隐藏在大自然中的无穷奥 秘。

实验方法在古代就已萌芽。公元前 3 世纪古希腊的斯特拉顿在研究真空

问题时,对大气和液体进行了关于虹吸等现象的实验。公元前 2 世纪西汉魏伯阳的《周易参同契》这部世界上现存的最早的炼丹术著作中,就记载了汞和硫的化合以及铅丹被炭还原为铅的实验。当然,这都是一些比较原始的实

验。近代唯物主义的始祖弗兰西斯·培根和同时代的其他哲学家认为实验是认识的基本方法。他们号召人们应该从古代的权威和中世纪烦琐的经院哲学中解放出来,直接与大自然对话。他们主张把实验放在一切思辨及艺术之上, 称颂智慧是实验的女儿。为了实践自己的哲学主张。培根还亲自进行了实验。有一次,他为了调查冷冻家禽的效果,受了风寒,不久就病死了。

真正建立科学实验方法的是伽利略,他创造性地用定量实验方法推翻了一千多年来一直被奉为圭臬的亚里士多德力学,奠定了近代力学的基础,成为近代实验科学的开路先锋。

随着生产的发展和科学技术的进步,科学实验无论从深度上、还是从规模上都发生了深刻的变化。今天,实验方法已经成为人们认识自然和改造自然的一种重要方法,在一定程度上可以说:没有实验,就没有现代的科学技术。