科學(xué)大爭(zhēng)論

人類很早就知道，生物靠繁殖產(chǎn)生下一代。但是在古代，幾乎所有的文化中都流傳著某些生物，特別是低等的、齷齪的生物，在一定的條件下能夠自發(fā)產(chǎn)生的說(shuō)法。人們普遍相信腐爛的肉會(huì)變出蒼蠅和蛆，朽木會(huì)自己長(zhǎng)出蛀蟲，汗會(huì)生出虱子，海底的爛泥會(huì)生出魚，地里的爛泥會(huì)生出青蛙和老鼠……中國(guó)古代除了有“肉腐出蟲，魚枯生蠹”這種比較普通的說(shuō)法外，還有“腐草為螢”的浪漫傳說(shuō)，甚至李時(shí)珍在編寫《本草綱目》時(shí)，還一本正經(jīng)地把螢火蟲是從腐草化生的當(dāng)成事實(shí)來(lái)講。

的確，這些動(dòng)物經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)從腐爛的東西中突然長(zhǎng)出來(lái)，而它們的卵又小得難以看到，人們就會(huì)想當(dāng)然地認(rèn)為它們是自發(fā)產(chǎn)生的。不僅一般人這么認(rèn)為，哲學(xué)家、博物學(xué)家也普遍相信生命能從無(wú)生命物質(zhì)中自發(fā)產(chǎn)生。中國(guó)古代學(xué)者對(duì)此只有零星的敘述，古希臘哲學(xué)家卻將它作為一個(gè)學(xué)說(shuō)提出來(lái)，其基本觀點(diǎn)是：在陽(yáng)光產(chǎn)生的熱量的作用下，黏土能夠自發(fā)地產(chǎn)生生物。這些說(shuō)法被亞里士多德綜合了起來(lái)，構(gòu)成了一個(gè)精致的體系。此前，古希臘哲學(xué)家提出自發(fā)發(fā)生說(shuō)主要是為了說(shuō)明生物最初是怎么產(chǎn)生的，但是亞里士多德不相信宇宙有開端，他只是把自發(fā)產(chǎn)生作為當(dāng)今生物的繁衍方式之一。

自發(fā)發(fā)生說(shuō)是亞里士多德動(dòng)物學(xué)體系的一個(gè)重要組成部分，他用他的自然哲學(xué)對(duì)此做出了似乎很合情合理的解釋。亞里士多德認(rèn)為，地球上的所有東西都是由土、水、氣、火四種元素組成的，不同的元素又是由冷、熱、干、濕這四種兩兩互相對(duì)立的原始性質(zhì)按不同比例組合而成的。這些元素和原始性質(zhì)在生物體各部位的混合就決定了生物的性質(zhì)。當(dāng)然，生物之所以是活的，是因?yàn)樗鼈冇小霸獨(dú)狻薄Ｔ獨(dú)鈱?shí)際上是兩種元素—?dú)夂突稹幕旌希虼朔巧镔|(zhì)中也有，無(wú)處不在。為什么黏土中會(huì)自發(fā)產(chǎn)生生命呢?因?yàn)轲ね林泻兴泻袣猓械臍舛己性獨(dú)猓坏夂驮獨(dú)獗话饋?lái)，在熱的作用下就會(huì)快速形成生命。至于形成什么樣的生命，則取決于四種元素和原始性質(zhì)的比例。

這位古代最偉大的博物學(xué)家把自發(fā)產(chǎn)生當(dāng)成了低等生物的主要產(chǎn)生方式。例如，他認(rèn)為所有的貝殼類動(dòng)物都是從泥土中自發(fā)產(chǎn)生的，不同的材料生出了不同的貝殼：黏土長(zhǎng)出了牡蠣，泥沙長(zhǎng)出了蛤蜊和扇貝，巖石的空隙長(zhǎng)出了藤壺和帽貝等等。許多昆蟲也是自發(fā)產(chǎn)生的，樹葉上的露珠、腐爛的泥土或糞便、樹干、動(dòng)物的毛發(fā)、肉、排泄物等等都能生出各種各樣的昆蟲。這些結(jié)論顯然是根據(jù)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^察得出的。

亞里士多德的自發(fā)發(fā)生說(shuō)看上去似乎與基督教關(guān)于上帝創(chuàng)造生物的教義相矛盾，但是在基督教在西方世界占據(jù)統(tǒng)治地位后，卻沒有被當(dāng)成異端。基督教神學(xué)家從《圣經(jīng)》中找到了一句“神說(shuō)，水要多多滋生有生命的物”，認(rèn)為這指的就是自發(fā)產(chǎn)生生命，從而采納了亞里士多德的觀點(diǎn)。從此，亞里士多德的自發(fā)發(fā)生說(shuō)被后來(lái)的西方學(xué)者不加懷疑地普遍接受達(dá)2000年之久。直到17世紀(jì)，佛蘭德斯醫(yī)生和化學(xué)家范-赫爾蒙特還這樣指導(dǎo)人們?nèi)绾卧斐隼鲜螅喊驯缓節(jié)裢噶说膬?nèi)衣和麥子一起放入罐中，不加蓋放三七二十一天，等汗發(fā)酵了，惡臭滲透進(jìn)了麥子，麥子就會(huì)變成老鼠!而如果把一種叫羅勒的植物夾在兩塊磚頭之間，放在陽(yáng)光下曬，就會(huì)生出蝎子。

最早想到用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自發(fā)發(fā)生說(shuō)的是意大利醫(yī)生雷第。當(dāng)然，他不可能對(duì)有關(guān)自發(fā)產(chǎn)生的種種千奇百怪的說(shuō)法都一一去驗(yàn)證，所以他選擇了流傳最廣、被所有人一致接受的一個(gè)說(shuō)法：腐肉生蛆。他在1668年報(bào)告了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他的實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，但卻算得上是歷史上第一個(gè)嚴(yán)格的生物實(shí)驗(yàn)，他甚至設(shè)了對(duì)照組。他在四個(gè)廣口瓶中放進(jìn)死蛇、魚和牛肉，然后蓋上蓋子。作為對(duì)照，他在另外四個(gè)廣口瓶中一一放上同樣的東西，但是讓瓶口開著。他注意到蒼蠅在開口的瓶子里進(jìn)進(jìn)出出，幾天后，腐爛的肉長(zhǎng)出了蛆。但是在蓋了蓋子的瓶中，雖然肉也腐爛、發(fā)臭，卻沒有蛆。他改用紗布封住瓶口，雖然空氣能進(jìn)瓶子，但是蒼蠅進(jìn)不去，腐肉同樣不會(huì)長(zhǎng)蛆。他抓了蛆來(lái)養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)它們最后變成了蒼蠅。把死蒼蠅或死蛆放進(jìn)裝了肉的封口瓶中，腐肉不會(huì)長(zhǎng)蛆。但是如果放的是活的蒼蠅，就會(huì)長(zhǎng)蛆。

這樣，雷第就證明了腐肉中的蛆不是自發(fā)產(chǎn)生的，而是蒼蠅產(chǎn)的卵變來(lái)的。雷第沒有再用其他的昆蟲做實(shí)驗(yàn)，他覺得從這個(gè)腐肉生蛆的實(shí)驗(yàn)已可以推斷其他昆蟲也不會(huì)是自發(fā)產(chǎn)生的。不過(guò)，雷第仍然相信自發(fā)產(chǎn)生在某些條件下是可能的，例如，他相信植物組織中的癭蟲和動(dòng)物體內(nèi)的寄生蟲都是自發(fā)產(chǎn)生的。1700年，有人發(fā)現(xiàn)癭蜂在植物中產(chǎn)卵才生出癭蟲，而對(duì)寄生蟲生活史的發(fā)現(xiàn)，則是19世紀(jì)的事了。

不管怎樣，雷第的實(shí)驗(yàn)極大地動(dòng)搖了人們對(duì)自發(fā)發(fā)生說(shuō)的信心。恰好在此時(shí)，荷蘭人列文虎克在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)了微生物。于是人們又想，雖然蛆之類的動(dòng)物看來(lái)是不能自發(fā)產(chǎn)生的，微生物這種簡(jiǎn)單的生物總還是可以從非生物變來(lái)吧?不然它們?cè)趺催@么多，到處都是?列文虎克本人倒是相信微生物也是繁殖而來(lái)的，但是其他博物學(xué)家卻不相信微生物這么簡(jiǎn)單的東西能夠自我繁殖。有關(guān)自發(fā)產(chǎn)生的爭(zhēng)論從動(dòng)物世界轉(zhuǎn)移到了微生物世界。

1718年，法國(guó)顯微鏡學(xué)家約伯洛特模仿雷第的方法，試圖解決有關(guān)微生物能否自發(fā)產(chǎn)生的爭(zhēng)端。他把干草浸液煮沸后分成兩部分，一部分放在密閉的瓶中，一部分放在開口的瓶中。開口瓶中的浸液長(zhǎng)滿了微生物，密閉的瓶中則沒有。為了證明密閉瓶中的干草浸液也能滋生微生物，他把封口去掉，不久里面也長(zhǎng)出了微生物。

法國(guó)大博物學(xué)家布封不相信約伯洛特的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他去英國(guó)旅行時(shí)見到英國(guó)顯微鏡學(xué)家、天主教神甫尼達(dá)姆。尼達(dá)姆也相信自發(fā)發(fā)生說(shuō)，甚至相信泡在水中的麥芽能自發(fā)產(chǎn)生小蠕蟲。在布封的鼓勵(lì)下，尼達(dá)姆用肉湯當(dāng)材料重復(fù)了約伯洛特的實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)不管肉湯有沒有煮過(guò)，瓶子是否封閉，幾天后肉湯中都長(zhǎng)出了微生物。他得出結(jié)論說(shuō)，在任何物質(zhì)中都存在一種活力，能夠自發(fā)長(zhǎng)出新生命。尼達(dá)姆在1748年發(fā)表了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

意大利修道士斯巴蘭扎尼認(rèn)為尼達(dá)姆的實(shí)驗(yàn)方法有問(wèn)題。尼達(dá)姆是先煮沸肉湯再封口，此時(shí)已有空氣帶著微生物跑進(jìn)瓶子中了。斯巴蘭扎尼改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法，先把瓶口封好，再加熱煮沸。斯巴蘭扎尼比較了不同煮沸時(shí)間的結(jié)果。他在1767年發(fā)表報(bào)告說(shuō)，煮沸時(shí)間比較短的肉湯中還能長(zhǎng)出微生物，但是煮沸時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30分鐘～45分鐘后，只要瓶子保持密閉，肉湯中就再也不會(huì)有微生物。尼達(dá)姆反駁說(shuō)，經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的煮沸，肉湯已無(wú)法滋生生命。于是斯巴蘭扎尼打斷瓶頸，不久微生物就在肉湯中長(zhǎng)出來(lái)了。

但是，斯巴蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)并沒有結(jié)束爭(zhēng)論。其他人重復(fù)了斯巴蘭扎尼的實(shí)驗(yàn)，有的得出了和斯巴蘭扎尼一樣的結(jié)果，有的卻相反，發(fā)現(xiàn)再怎么消毒、密封也會(huì)長(zhǎng)出微生物來(lái)。還有的人說(shuō)，要從肉湯里長(zhǎng)出微生物需要新鮮的空氣“刺激”，斯巴蘭扎尼煮肉湯的時(shí)候，把瓶子里面的空氣煮得失去了刺激能力，外面新鮮的空氣又進(jìn)不去，所以才長(zhǎng)不出微生物來(lái)。

不管理論上怎么爭(zhēng)，斯巴蘭扎尼已經(jīng)證明了只要恰當(dāng)?shù)叵尽⒚芊猓澄锞筒粫?huì)腐爛變質(zhì)。法國(guó)廚師阿培爾受到啟發(fā)，發(fā)明了罐頭技術(shù)，把食物放進(jìn)干凈的玻璃瓶中，塞上軟木塞，煮沸之后再用蠟封口，就可以長(zhǎng)久保存。1800年，拿破侖懸賞12 000法郎，征求能為軍隊(duì)提供補(bǔ)給食品的保藏技術(shù)。阿培爾在1810年提交了其技術(shù)，獲得了獎(jiǎng)金。(待續(xù))

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腐草能化為螢火蟲是傳統(tǒng)說(shuō)法。螢火蟲在夏季多產(chǎn)卵在水邊的草根上，幼蟲入土化蛹，次年春天草蛹化為成蟲。這就是螢火蟲。古人誤以為螢火蟲是由腐草本身變化而成。《格物論》說(shuō)： “螢是從腐草和爛竹根而化生。”《禮記·月夸》：“季夏之月……腐草為螢。”崔豹《古今注》：“螢火，腐草為之。”這就是“腐草為螢”的由來(lái)。