哈维和血液循环的发现：为科学理论提供牢固科学事实

生理学作为生物学的一个重要分支，是研究生物体功能活动规律的科学。这门科学的种子自人类产生就已萌芽，但作为一门独立的实验科学却是近代的产物。1628年，英国医生威廉·哈维（William Harvey）经过长期的观察实验，终于在大量科学事实基础上发表了划时代的血液循环学说，为近代生理学的确立奠定了基础。正如恩格斯所说：“哈维由于发现了血液循环而把生理学（人体生理学和动物生理学）确立为科学。”

哈维1578年生于英国坎特的福尔兹顿市，早年留学意大利帕都瓦大学医学院，他的导师就是发现静脉瓣膜的著名解剖学家法布里夏斯。哈维学成回国后，为了揭示血液流动的奥秘，他先后观察解剖了80余种动物，以后又在人体上做了大量实验。

科学只尊重事实，科学不崇拜偶像。在血液循环研究中，哈维不拘泥于权威理论及其思想方法的框架，以科学实验为方法，以科学事实为依据，考察前人的科学成果。他肯定古罗马名医盖伦关于活体血管有血无气、动脉输热血而不生热的正确观点，但同时对盖伦的错误观点进行了批判。盖伦认为，左右心室间隔具有小孔，血液通过小孔由右心室流向左心室。哈维指出，盖伦的这个观点是没有事实根据的。他发现：“心脏间壁构造厚而且密，身体上除了骨与筋腱处，没有比它更厚更密的了。”“而且左右心室间同时收缩和舒张即使有小孔也不能流过。为什么不反过来设想左心室的血液经过中膈流向右心室呢？”哈维认为，心脏间壁小孔是无据之说，而且事实上也确实没有这样的小孔。

哈维对盖伦肺静脉能通气的说法也通过实验事实提出了有力反驳，他把一头活狗的气管割断，用风箱把肺脏鼓大，然后再扎紧气管，当把胸部剖开时，发现肺叶中饱含了空气，但是在肺静脉和左心室中并没有储气现象。哈维设想：“如果心脏确是从肺脏吸取空气的，那么在上述的实验中，为什么看不到有更多的空气呢？如果肺静脉确有输送空气的功能，为什么它的构造却和血管相似而没有气管中软骨环的类似结构呢？”因此，哈维认为，肺静脉通气的观点同样是没有科学根据的。这样，就用实验提供的事实驳倒了盖伦的血流途径。

在血液循环研究中，哈维解剖了大量的动物。在实验中哈维发现，心脏的运动是血液循环的原动力，因而把血液流动的原因归于心脏的运动。为了确定血液在动静脉内的运行方向，哈维设计了著名的绳子结扎实验：用绳子结扎动脉，结果发现结扎的上方，即靠近心脏的那段动脉膨大起来，而且每一次心跳就有一次脉搏。相反，在结扎的下方，即远离心脏的那段动脉瘪了下去，没有血液，也没有脉搏。这提示，动脉里的血是从心脏来的。哈维又用同样的方法来观察静脉，结果所发生的情况正好相反。实验表明，动脉血流出心脏，静脉血流进心脏，血液是在血管中一刻不停地朝着一个方向流动。

在血液循环实验中，哈维还创造性地将数学方法运用于生理学的研究，摆脱了前人对生理现象粗糙笼统的研究方法，将生理学研究提高到定量水平。他对人体的血液流量做了细致的测量计算，他发现，每一心室的容血量约57克，心脏每分钟大约跳动72次，一小时内经心脏排出的血液应该是57×72×60=246 240（克），差不多有246千克，相当于一个人体重的好几倍。如此大量的血液离开心脏后流到哪里去了呢？显然，任何器官都无法容纳它而不被胀破。这些血液又是来自何处呢？唯一合理的解释是，血液在作循环运动，流出心脏和流回心脏的是同一部分血液。通过进一步实验和推论，哈维终于发现了血液循环规律。他指出，心脏就像一个“泵”，当它收缩的时候，就把血液压出来进入动脉；它从左心室流出，经过主动脉遍布全身，再经过腔静脉流入右心房，又经过肺循环而流回左心房。

哈维在实验基础上初步确立血液循环的思想，又力图通过反复的活体实验来证明自己的见解。他对活蛇进行了解剖。如果血液循环的思想是正确的话，只要扎住与心脏连接的静脉，血液便不能流回心脏，心脏就会变空变小；如果扎住与心脏连接的动脉，心脏就会因排不出血而胀大。哈维剖开蛇身，用镊子时而夹住静脉，时而夹住动脉，仔细观察心脏、动脉、静脉的充血变化，结果与预想的情况完全吻合。这个实验再次证实了：血液是从心脏排出，进入动脉，又从动脉流进静脉，再由静脉流回心脏，环流不息。哈维还观察了其他有血动物血液的运行情况，不但证实了血液循环的正确性，而且说明了血液循环的普遍性。

1628年，哈维经过长期的努力研究，用无可辩驳的实验事实、严谨的逻辑推理，发表了享有不朽声誉的《心血运动论》，令人信服地证实了血液循环的必然规律。哈维在血液循环研究中的卓越成就不仅体现了科学论证和逻辑推理的力量，建立了生理学和医学的重要原则，而且以自己的科学实验演示了自然科学最有效的研究程序。

【点评】(www.xing528.com)

人们探索血液循环经历了漫长的过程。古罗马名气最响的医生盖伦认为，人的心脏只有左右两室，两室中间的隔膜上充满小孔，血液可以从右心室经过小孔流向左心室。在他看来，血液在血管里一会儿向这个方向流动，一会儿向那个方向流动，犹如潮汐，潮涨潮落，来回流动，最终消失在周围的组织之中。他还认为血液中含有3种灵气：肝脏产生的“自然灵气”、心脏产生的“活力灵气”和头脑产生的“动物灵气”，企图以灵气的运动来解释人体心血管的生理活动。由于盖伦的“三灵气说”正和基督教“三位一体”的口味，于是得到教会的极力支持，被视为不容置疑的金科玉律，大家照抄照搬、因循沿袭，谁也不敢触犯这尊“科学偶像”。虽然当时有人试用探针，甚至用纤细的鬃毛都不能通过心脏左右室中隔，因而看到了盖伦学说的漏洞，但慑于权威和宗教势力，还是对盖伦学说深信不疑。

在欧洲黑暗的中世纪，科学只是教会恭顺的婢女，它不得超越宗教信仰所规定的界线，生理学的研究也和其他学科一样举步维艰。然而，科学只尊重事实，科学不崇拜偶像。无论传统的权威，还是教会的迫害，最终挡不住科学的脚步。经过人们前赴后继的探索、研究和论争，积累了大量的科学事实，血液循环理论呼之欲出。最终通过严密的实验方法揭开血液循环奥秘的是英国医生哈维。

在血液循环研究中，哈维不拘泥于传统理论及其思想方法的框架，敢于挑战权威，尊重科学事实，通过科学实验为科学理论提供牢固的基础。在科学研究中，为了获取经验材料仅仅靠科学观察是远远不够的。观察仅仅是搜集自然现象所提供的东西，而实验则是从自然现象中索取人们所期望的东西。换句话说，观察结果一般仅仅局限于描述自然事物的现象层面，而科学实验则是在人为变革、控制或模拟研究对象的条件下获取科学事实的研究方法，作为对客体的真正意义上的变革，实验更有利于揭示自然事物的本质，同时体现了人类更高的自觉能动性。

哈维运用实验方法，解剖了大量动物，积累了丰富的事实材料。他在解剖实验中发现，心脏的运动是血液循环的原动力，因而把血液流动的原因归于心脏的运动。为了确定血液在动静脉内的运行方向，哈维设计了著名的绳子结扎实验。在初步确立血液循环运动的思想基础上，哈维力图通过“反复的活体解剖”来证明自己的见解。在血液循环实验中，哈维还创造性地将数学方法运用于生理学的研究，摆脱了前人对生理现象粗糙笼统的研究方法，将生理学研究提高到定量水平。

科学知识区别于其他知识之处就在于它是实证的，是有职业化的学者进行生产的。这些学者不断建构新的理论，不断检验着彼此的工作，剔除那些不可靠的东西，充实经过验证的结果，而这些结果都是建立在实验基础之上的。实验是科学发现和技术发明的最主要途径，也是科学技术进步的主要动力。正如意大利著名艺术家达·芬奇所说：“科学如果不是从实验中产生并以一种清晰实验结束，便是毫无用处的，因为实验乃确定性之母。”对于科技工作者而言，认真开展实验、尊重原始实验数据是科学研究的基本道德准则。

参考文献

［1］刘学礼.颠覆——重塑人类常识的20大科学实验［M］.上海：上海文化出版社，2005.

（刘学礼）