科学发展是曲折的,除了广为所知的著名科学家,还有许多伟大的科学家也为科学发展贡献了毕生的精力,而我们大众竟然慢慢忘了他们,这也是人类的一大悲哀。
大家好,伟岗今天跟大家聊聊胡克和弗莱明。可能大多数人都不知道这两位科学家干了什么,其实在科学发展的历史上,特别是遗传学发展的历史上,这两位科学家做出了巨大的贡献。
胡克最多的故事就是他跟牛顿的纷争。
胡克比孟德尔(1822-1884)早差不多两百年,跟牛顿(1643-1727)是同一时代的人(比牛顿稍早一点),那时的英国的研究环境还是相当不错的。
从历史上看,牛顿所处的时代仅仅是英国黄金时代的开始,还远远没有到达鼎盛时期,牛顿要不是当时的安娜女王对他倍加看护,也许一个巨星就坠落了,那可是世界科学史上的大损失!
话说当时欧洲特别流行炼金术(当时化学还没有发展到认识元素的阶段),出现了很多骗子,造成很多人间悲剧。很多人被骗子忽悠得倾家荡产,当时的英国政府不得不颁布法令,明令严禁炼金,违者是要杀头的。而偏偏奇怪,牛顿就是相信通过别的材料可以炼出黄金来!有时天才在他不擅长的领域也可能是白痴,他私下里还做实验!任何时代都少不了朝阳区群众,告密信已经交到了安娜女王手上。
这要在我们中国明朝或清朝,不灭你九族已经够仁慈了,所以中国很难出科学家,因为科学家都会犯错,一犯错你就被物质毁灭了,就连翻身辩解的机会都没有。但安娜女王没有处理牛顿,反倒把牛顿提拔为造币厂厂长!你不是想炼金,那你就专业炼金吧!英国领导人(虽然从某种角度说也是独裁者)的领导智慧真不是中国皇帝可比的!为什么到了今天,英国人民还是比较尊重英国皇室?我想英国皇室在历史上没干过什么坏事(至少没干什么大坏事)肯定是一大原因,人在做,天在看!朱元璋的后代甚至留不到下一个朝代就被全部毁灭,这一点也映证了这一切。
我们要讲的罗伯特.胡克是当时挑战牛顿的人物。他提出牛顿的万有引力定律是抄他,因为他在牛顿发表万有引力定律之前,给牛顿写过信,阐述过这个定律的平方反比关系,他声称他是第一发明人。
在那个年代,争夺发明人的故事很多。一方面说明当时欧洲人对发明相当看重,另一方面也说明,当时的知识产权保护还做得很差(现在好吗?)。
不过后来世人公认的结果是牛顿发现了万有引力定律,因为牛顿有很详尽的推理加上运用当时的天文数据进行验证,远比胡克早。牛顿作为科学史上第一伟大的人物,一直都没有动摇过。也许爱因斯坦可以挑战他的第一的地位,但这也是仁者见仁智者见智,得不到公认。
当然牛顿也不是完人。由于他的地位(当时应该是英国皇家协会的主席,相当于现在的科学院院长)加上影响力,他对胡克大肆打压,据说胡克去世后,以胡克命名的图书馆和实验室都被解散,胡克写的书籍文章和实验室用品等突然就消失了,这使得后世一张胡克的照片都没有留下。这肯定是报复胡克对他的挑战。牛顿的粉丝(那是非常多的)也加入行动,把胡克描写成一个丑陋,有很强妒忌心的卑鄙小人,使得胡克很多年在英国科学史上都名声不太好,只是后来,胡克粉丝的深入研究,才还原了胡克贡献的真相。所以说盲目崇拜是非常危险的,世界上是不会有完人的,金无足赤人无完人,这才是真理。
胡克对遗传学乃至生物学的贡献是他大大改善了显微镜,使得显微镜真正能用在细胞的观察。胡克还实实在在用他的显微镜观察了很多生物,写了一本有名的书叫:Micrographia(显微图片),这本书发表于1665年,是第一本记录显微镜下观测到的生物的形态,包括昆虫,植物等。事实上,胡克在这本书里第一次引进了细胞的英文词汇(cell),为后续生物结构的研究打下了基础。
遗传学发展为什么要要介绍胡克呢?因为经过孟德尔,贝特森,庞特尼等的工作,生物的遗传性已经被人们广泛接受,但下一步的研究没有停止,生物有了遗传性,人们肯定要问,那生物是什么结构或物质来实现遗传性的?也就是说生物遗传性的物理实现是什么?这就要用到胡克发明的细胞概念和他的显微镜了。
其实科研虽然在研究过程中要经历很多困难,但你如果多问几个为什么,课题自然就来了。再把中医当做例子吧,中医经常说,你上火了,吃点降火的药。为什么就没有中医专家问,什么是中医所说的火,它有没有物理体现?那些降火药的原理是什么?也许很多专家在心里都有这样的疑问,但目前至少我没看到这方面的权威说法,或者说,大家都解决不了,那你就来个千年疑案有奖征集答案啊!也许没有人能回答这些问题,但至少会引起人们的重视,说不定会那个天才出现(类似李时珍),解决了一些中医的疑难问题,这样中医不是向科学化进了一大步?可惜,除了李时珍,我再看不到任何有关中医研究科学家的名字出现,这是不是中医的大悲哀?
我们还是来看看遗传学的发展。在孟德尔同时代,很多有关遗传学的研究在平行发展,虽然看似互不关联,但殊途同归,涓涓细流归于大海,当后人把前人的研究串联起来时,一个整体学科就形成了。
遗传学就是这样,其实生物遗传性的物理实现在孟德尔发表生物有遗传性之前,就有很多科学家就已经在深入研究了,最著名的就是跟孟德尔同时代的德国生物学家瓦尔特-弗莱明(Walther Flemming,1843-1915)。
我们现在都知道,生物的遗传性是由生物体内的染色体实现的,而这个染色体的发现者就是弗莱明。
弗莱明是细胞遗传学的创始人,他也是科班出生加体制内专业人士。在欧洲那个年代,社会资源极大的向科研倾斜,得到的回报也是非常丰厚的。我们目前享用的现代科技,几乎都是源于欧洲那个年代体制内科学家的工作。只是到了现代,企业的利润大大增加,一些研发工作才有一部分源于企业,不过体制内的大学和研究院还是研发和科学进步的主力军。
弗莱明的父亲是一个有名的精神病学医生,后来还开了私人诊所,所以弗莱明的生活应该是无忧,算一个小小的富二代。不过那时候欧洲人的理念还是比较正能量的,有钱就给子女良好的教育。医生的后代,肯定学医比较多,弗莱明先是在德国的罗斯托克大学学医。毕业后,在普法战争中当了两年军医(1870-1871),后来的职业生涯全部就是在大学里当教授了(先是在布拉格大学做了3年教师,然后就是在德国的基尔大学做教授和主任到去世,我想这两个大学都会以他为荣)。
千万不要小看这个弗莱明,他的染色体和有丝分裂的发现被评为100个对人类发展最有影响的科技发现之一,并被认为是生物学的十大发现之一,地位甚至在孟德尔之上,可见其重要性。
你如果不是生物学的专业人士,或者甚至就连生物学的爱好者都不是,你可能根本意识不到染色体的重要性。我先问一个问题,目前最热门的遗传学概念是什么?很多人脱口就会说:DNA啊!而DNA是哪里来的?它就是来源于染色体。可以说没有染色体发现,人类就不可能知道DNA!
弗莱明怎么发现染色体的,史料没有详细的记载。估计没有像X射线或青霉素的发现那么有戏曲化。记载只是说在1879年,弗莱明在观察细胞的时候用从煤焦油中提炼出来的染料去污染细胞(通俗讲就是把细胞染红),在显微镜下,他发现细胞内部有丝状的物体,随着细胞的分裂,这些丝状物体也分裂,并分别存在于每一个分裂后的细胞中。他就把这些丝状物命名为染色体,整个分裂过程,他写了一篇论文,于1882年发表。那为什么叫染色体呢?从原文上讲,染色体学名叫:chromosome,意思就是有颜色的物体(事实上这个词来源于希腊文,chromo在希腊文中是颜色的意思,some是希腊文物体的意思),来源自然是因为染色体在细胞被染红后,会变色,非常容易观察。
弗莱明发现染色体是1879年,那时候孟德尔的工作还没有得到世人的认可,所以弗莱明完全不知道孟德尔的工作是可以理解的。这样弗莱明没有把染色体跟生物的遗传性联系起来也是必然的。不过他在论文中详细描述了生物的有丝分裂,这个生物遗传的主要过程。这也是人类第一次观测到生物是如何一代传一代的(通过细胞分裂)。当然弗莱明没有提生物的遗传性。只是到了20多年之后,孟德尔的理论得到广泛认同,人们才意识到弗莱明发现的重要性,并把它们跟生物的遗传性联系在一起。而最终验证染色体是基因(也就是DNA)的载体,要等到1928年著名的摩尔根果蝇杂交试验,摩尔根还因此得了诺贝尔奖。
20世纪最大的生物学发现:DNA双螺旋结构的分子模型的确定当然也离不开弗莱明前期的探索工作,科学又是一代一代的传承。
弗莱明还是一个非常善良的人。他把他的20%收入捐给了无家可归者,并每周给无家可归的人送食品。同时他还给太穷而无法上学的儿童上课,教他们数学和科学。这在科学家中还不多。
你心里可能还有一丝疑问,那就是,从表面看弗莱明的染色体发现试验很简单啊,为什么别人都没有早于弗莱明得到同样的结论呢?这里有两个障碍,一个是很多人都认为,你怎么想到把染料注入细胞?你把染料注入了细胞,那你看到的还是原来的细胞吗?也就是说染色体会不会是你注入的染料?第二个障碍是,弗莱明观测的细胞都是从生物体中取出来的,取出来后生物体不是死亡了吗?或者说细胞离开生物体不是死亡了吗?死亡的细胞怎么还可能观测到跟生物活着时同样的分裂过程呢?
所以说,你不要轻视任何人类科学研究上的重大突破,虽然突破是必然的,当其中的辛酸努力旁观者是无法理解的,你要突破世俗的偏见,思维的限制有时还要突破制度的压制,任何一方你没有应付好,也许是一个小小的失误,你的努力就付之东流了。
今天就跟大家聊到这,谢谢各位对伟岗的关注和鼓励。