施旺的细胞学说：1839年完善并阐述

始创细胞学说[德国]施旺(1810～1882)

180多年前的一天，莱茵河畔一所小学的一间教室里，老师喜形于色地问他的学生们：同学们，全校数学竞赛揭晓了，第一名是我们班的同学，你们猜猜他是谁?正当孩子们议论纷纷时，老师的目光转向了一个沉默不语的学生，然后接着道：是小波比。这个小波比，就是施旺。

弃神从医

西奥多阿姆布鲁斯-胡伯特施旺(TheodorAmbroseHubertSchwann)是德国动物学家和生理学家。1810年12月7日他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w．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，施量不仅聆听了著名科学家J．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。他发表的一篇题为论大气空气对鸟卵孵化的必要性的论文，颇受弥勒好评。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弥勒的实验研究中去。他在弥勒的指导下，对较多的学术领域发生兴趣，他曾研究过组织学、生理学、微生物学，并作出了不少贡献。例如，他发现了神经纤维周围的纤维细鞘，后被称为施旺神经鞘；他曾研究过动物的消化过程，并于1836年发现了称为胃蛋A酶的酶；他研究鸡的胚胎发育，发现鸡胚的呼吸需要氧气这一事实；他还研究过发酵的过程，认为糖溶液的发酵是由于群母引起的，从而否定了当时盛行的自然发生说。

在柏林，施旺有幸结识了施莱登。虽然施莱登作为天主教徒，在世界观上同具有自由思想的施旺有着完全不同的立场和看法。然丽，在专业科学兴趣方面，在拒绝德国哲学家谢林的自然哲学和活力论假说(即在生命中有一种发生作用的、无形体的生命力)方面，两火还是有完全一致的见解的。1838年，当施莱登在对有花植物胚囊韵研究基础上提出他的细胞学说时，施旺则开始研究蛙类幼体脊索的胚组织方面和胚的软骨组织方面的细胞学说。他在这些方面同样发现了含有核的细胞之后，继续研究其他不同类型的细胞组织，这些研究都得到了相同的结果。与此同时，他尽力通过胚阶段来探索细胞的发育。1839年，施旺发表了题为关于动植物的结构和生长一致性的显微研究的论文，从而奠定并完善了由他和施莱登共同创建的细胞学说。

细胞学说

由于显微镜的使用，人们发现了一个新的世界，也发现了细胞的存在。随着英国物理学家胡克等人对细胞观察的深入，特别是施莱登细胞思想的提出，这个新世界引起了施旺的关注。

1838年，施莱登提出细胞是一切植物结构基本的活的单位和一切植物赖以发展的基本实体。他认为细胞是具有生命的独立自主的单位，植物的发育是靠新的细胞不断形成实现的。1838年10月的一次聚会上，施莱登还把未公开发表的《植物发生论》中关于植物细胞的结构情况，以及细胞核在细胞发育中的重要作用等方面的基本认识，告诉了同在弥勒实验室工作的好朋友施旺，引起施旺的强烈的兴趣。因为施旺在研究蝌蚪的神经时，在脊索细胞里，以及鸡的胚层和猪的胚胎组织细胞里，同样看到类似施莱登在植物细胞中观察到的情况。由于施旺的不懈努力，人类对于细胞的认识由植物界扩大到动物界。他认为细胞也是一切动物结构的基本的活的单位和一切动物赖以发展的基本实体。他指出，细胞是包括植物和动物在内的一切有机体的生命活动的基础。他和施莱登一样，假定动物受精卵的新细胞也同植物一样，是在老的细胞内发展起来的，则一切有机体就都是以单一细胞开始自己的生命活动的。由此出发，施旺认为，每个细胞都有自己的结构和生命，并对细胞进行了分类：1．独立、分离的细胞，如血液细胞；2．独立、紧挨着的细胞，如皮肤细胞；3．发育得很好，且有坚固壁的细胞，如骨和牙的细胞；4．可以拉成长纤维的细胞，如韧带和腱的细胞；5．壁与腔都连接起来的细胞，如神经和肌肉的细胞。

1839年，施旺在《显微研究》一书中系统地阐述了他的细胞学说。这一理论主张每种有生命的物体(动植物)的共同起源是细胞他把细胞解释为：细胞本身分化的核外的一层，即以膜的形式如以包围，然后在一种较坚硬的物质沉积的地方渐渐变空，像一只涌泡，或者本身同其他细胞的层融合。为了对细胞理论做详细的解释，在书中施旺把它分为三部分加以说明：第一部分致力于对蛙的幼体背部神经索的显微研究。施旺在憝蝌蚪脊索结构研究时，发现它的细胞壁的里外层都有一个如同植物细胞结构一样的多面细胞，并在母体细胞内部形成新的细胞。同时他还发现了动物的软骨结构同植物组织一样。因此，他确信动物乘植物一样，细胞结构都是由同类细胞衍生出来的。(www.xing528.com)

第二部分介绍了基本部分相同的概念及其证明。施旺发现了动物各种不同组织的基本部分，如它们的上皮、蹄、羽毛、晶状体、软骨、骨、齿、肌肉、脂肪和神经等组织，都是由细胞分化生成的产物。第三部分他总结了自己的研究工作，对细胞学说做了明确能阐述。他以这样一句话概括了他的细胞学说：有机体的基本部分不管怎样不同，它们总有一个普遍的发育原则，这个原则便是细胞的形成。施旺认为发育是一切有机体的普遍法则，发育过程就是细胞形成过程。他还认为细胞具有两种力：新陈代谢力与吸引力。所以细胞现象也有两类：造型观察与代谢现象。新陈代谢力的作用就在于把外界的物质变成构成细胞的原料，而吸引力的作用就是通过浓缩与沉淀使原料集中、凝聚、成形。

总之，施旺试图用物理的方法取代神学对生命现象的解释。他认为，生命现象并不是由某种依赖某一意识起作用的力产生的，而是由于正如物理现象中的那些既具偶然性又具必然性的力的作用所致。当施旺用细胞理论对生命现象进行研究时，实质上他已证实了动物和植物生长的本质的一致性。

施旺细胞理论的建立，揭示了有机体产生、生长和构造的共同规律，恩格斯对此给予高度的评价。他在《自然辩证法》中写道：施旺和施莱登发现有机细胞，发现它是这样一种单位：一切机体，除最低级以外，都是从它的繁殖和分化中产生和成长起来的。有了这个发现，有机体的、有生命的自然产物的研究比较解剖学、生理学和胚胎学才获得了巩固的基础。机体产生、成长和构造的秘密被揭开了；从前不可理解的奇迹，现在已经表现为一个过程，这个过程是依据一切多细胞的有机体本质上所共同的规律进行的。

在生理学领域中，尽管施旺是一个天主教徒，但他潜心于生理实验工作并获得了巨大成就。1835年至1839年期间，施旺一方面在弥勒实验室里出色地工作着，另一方面施旺根据自己在生理实验方面大量的工作及其成果，极大地丰富了弥勒的名著《人体生理学手册》的内容。在书中，施旺不仅提出了许多新的概念、新的观点，甚至写出了自己整段的阐述，提出了新的研究方法，充分显示了施旺的创造性。他在实验的手册上这样记载着：1835年4月16日，我分析了器官组织的生理特征及其在物理测量上的关系，并探讨腺体的允泌作用。我还对在不同负载下的肌肉给予同样的刺激，然后测量其在收缩时的长度，从而得出肌肉在收缩时的程度。这次简单的实验对生理学方面的影响是深远的。

在进行上述量肌实验的同时，施旺还从事胃蛋白酶的探索与研究。1835年，从法国化学家盖吕萨克的观察资料中，人们接受了这样一个概念：氧是发酵和腐烂的原因。这一资料使得关于自然起源及其发展的理论再次回到原有观点上，即加热作用使微生物在空气中失去生存的必要条件氧。但是，施旺观察到在煮过的肉汤中纤毛虫和腐臭味并未出现，然而在未煮过的肉汤中则发现纤毛虫并有恶臭。他认为，这是因为在煮过的肉汤中微生物的死亡，阻止了纤毛虫和霉菌的产生，也就是说阻止了肉汤的腐烂变质。后来，他试图加以反证，即在加热空气的条件下，却并不阻止氧化反应的进行，也不阻止细菌的产生。此外，他还论证了蛙在缺氧情况下，亦即在加热后的空气中能正常的呼吸。观察了酒精发酵的全过程，并从中惊异地发现，当加热的气体注入煮过的甜溶液的酵母悬浮液后，竞阻止了发酵。在1836年2月16日的实验记录中，施旺详细地描述了酵母细胞的繁殖，第一次公开宣布酒的发酵是生物体作用的结果，同酵母生活周期之间有着密切的关系。并把生物体的腐烂作用和有关新。陈代谢的概念与酒的发酵同酵母的新陈代谢的关系做了比较论证。；这是一种新的思想，它有力地批判了当时流行的生机论，即认为一切有机体都是有一种难以捉摸的、无法测量的激活生命因素在维持着。

从1839年到1848年，施旺又发表了利用胆汁瘘研究胆汁在消化系统中的吸收作用，并推断出胆汁分泌不足将有碍于健康的观点。1844年到1845年，施旺发表了关于胆汁瘘的论文。这是他最后的几篇生理学论著之一。

默默奉献的一生

B1848年，施旺到了比利时的列日大学任解剖学教授，其间发表了著作《人体解剖学》。他到达繁荣的工业地区列日以后，先是以一名发明家而出现，他研制出了许多用于采矿及工艺的设备，包括煤井抽水用的泵和救生用的一套呼吸器械。这套器械即后来成为测试人体新陈代谢的装置和潜水员用的装备的雏形。而后，施旺又花费大部分时间，认真地思考了自己的整个学说和对宗教的研究。从定义开始，扩展为细胞学说，再到各种有机体的一般系统(包括心理学和匿宗教)，其中包括上述提到的《显微研究》中的三大部分和尚未出版的霹～些内容：第四部分关于感应性和关于脑功能；第五部分则是关于万景物产生的理论。第四、五两部分完全是宗教和哲学方面的。施旺在弥留之际曾几次表示，他为未能发表自己的整个学说而深感遗憾。从1858年起，施旺又担任列日大学的生理学教授。在那段日子匿里，施旺由于把教学工作放在主要位置上，并且必须花费很大的精力譬改用法语进行讲课，使他的科研工作不得不退居次要地位。期间，德匿国的8所著名大学，如慕尼黑大学、维尔茨堡大学和基森大学等，相继以优惠待遇邀请他回国工作，均被他一一回绝。这主要是由于他比较胆怯、内向和过于虔诚，他是如此的温文尔雅，以至于不能接受在德国大学的教授职务，更不能忍受来自德国科学机构最高层的尖刻的批评，他甘心情愿地在异国他乡教授解剖学，以此度过自己的余生。1882年1月11日施旺因中风在德国逝世。

施旺的一生是平凡而伟大的一生。说其平凡，是因为他始终保持着一种内向、谦虚的治学精神，沉浸于追逐真理的激流当中。说其伟大，则是因为他所提出和完善的细胞学说，在人类历史上的意蕴是深远而广泛的。正是细胞学说，使人类的认识获得了前所未有的延伸，从而使其对生命本质的认识更加科学而有效。而这，在科学史和唯物主义思想发展史上都是具有决定作用的。