世界生物學(xué)史之一：古代和中世紀(jì)的生物學(xué)

　　隨著人類為了自身生存的需要和對(duì)有機(jī)界奧秘探索興趣的增長(zhǎng)，有關(guān)動(dòng)植物的知識(shí)逐漸積累。早在文藝復(fù)興前，包括解剖學(xué)和生理學(xué)知識(shí)的醫(yī)學(xué)已在大學(xué)中占有重要地位。文藝復(fù)興后的17世紀(jì)，生理學(xué)繼解剖學(xué)而成為醫(yī)學(xué)的重要部分。實(shí)驗(yàn)方法也繼觀察、描述、比較和推測(cè)之后，開始在生物學(xué)中應(yīng)用。顯微鏡的發(fā)明，標(biāo)志著揭示微觀生物界的開始。18世紀(jì)動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)已經(jīng)進(jìn)入大學(xué)的講堂，集前人大成的動(dòng)植物分類學(xué)也為以后的系統(tǒng)的分類學(xué)奠定了基礎(chǔ)。19世紀(jì)作為生物學(xué)基礎(chǔ)的細(xì)胞學(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化理論先后建立，微生物學(xué)和胚胎學(xué)等學(xué)科均取得重大進(jìn)展，生物學(xué)呈現(xiàn)空前的繁榮。20世紀(jì)的生物學(xué)由于越來越多地受到化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)從原理到方法的巨大影響。在微觀方面向著生物大分子的水平發(fā)展，在宏觀方面生態(tài)學(xué)向著生態(tài)系統(tǒng)的水平發(fā)展。20世紀(jì)50年代分子生物學(xué)的興起，改變著生物學(xué)的面貌而被譽(yù)為“生物學(xué)的革命”，隨著這些發(fā)展，生物學(xué)跨入了精確科學(xué)的行列。同時(shí)，生物學(xué)對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以至于工業(yè)生產(chǎn)都顯示出強(qiáng)大的推進(jìn)作用。古代人在采集野果、從事漁獵和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，逐步積累了動(dòng)植物的知識(shí)；在抵御惡劣的環(huán)境條件，防治瘟疫疾病的過程中也積累了醫(yī)藥知識(shí)。約公元前5000 年古巴比倫人及亞述人就知道棗椰樹 (Phoenix dact-lifera) 有雌雄之分， 約公元前 2000年漢穆拉比王朝（Ham-murabi dynasty）時(shí)，第一次報(bào)道了人工授粉。古代埃及人制作了木乃伊(mummy),表明已了解草藥的防腐性能。在埃及找到的公元前2500年的醫(yī)生作手術(shù)的古雕塑，表明那時(shí)已經(jīng)有一些解剖學(xué)的知識(shí)。公元前1500年印度的醫(yī)學(xué)已較發(fā)達(dá)。在釋迦（公元前560～前480）時(shí)就有醫(yī)學(xué)學(xué)校，在梵文本的醫(yī)學(xué)內(nèi)記述了割治白內(nèi)障、疝氣等的手術(shù)知識(shí)以及 960余種藥草?！　?BR>　　中國(guó)在公元前4000年前就開始養(yǎng)蠶。在商代（約公元前1600～前1100）中期的甲骨文中有 500余條關(guān)于疾病的記載。到西周（約公元前 1100～前771）時(shí)期醫(yī)學(xué)又分為“食醫(yī)”、“疾醫(yī)”、“病醫(yī)”和“獸醫(yī)”。出現(xiàn)于戰(zhàn)國(guó)（公元前476～前222）晚期的《黃帝內(nèi)經(jīng)》論述了人體解剖、生理、病理、病因、診斷以及針灸、經(jīng)絡(luò)、衛(wèi)生保健等多方面的知識(shí)。由漢初學(xué)者綴輯周秦諸書、遞相增益而成的《爾雅》，把植物分為草、木兩大類。動(dòng)物分為蟲、魚、鳥、獸四大類。從戰(zhàn)國(guó)至漢初陸續(xù)寫成的《山海經(jīng)》中的《五藏山經(jīng)》記載動(dòng)物 270種,植物160種。秦漢時(shí)的《神農(nóng)本草經(jīng)》記載藥物365種，其中植物藥252種，動(dòng)物藥67種,礦物藥46種〔見生物學(xué)史（中國(guó)）〕?！　?BR>　　近代自然科學(xué)的萌芽起于希臘。當(dāng)時(shí)的生物學(xué)是自然哲學(xué)的一個(gè)主要組成部分。公元前 600年前后，希臘哲學(xué)家相信萬事必有原因，而且特定的原因產(chǎn)生特定的效果。這些哲學(xué)家還設(shè)想存在一種統(tǒng)治宇宙的“自然法則”，認(rèn)為這種自然法則通過人們的觀察與推論是可以理解的。這種因果關(guān)系和理性思想的概念對(duì)以后的科學(xué)研究有深刻的影響。希臘哲學(xué)家阿那克西曼德認(rèn)為世界萬物產(chǎn)生于一種沒有固定形態(tài)和性質(zhì)的物質(zhì)，稱為“無定限”(aperion)，由此產(chǎn)生熱與冷、形成水,再形成土、空氣和火。他提出生命是在泥土內(nèi)自然發(fā)生的，最初產(chǎn)生動(dòng)物和植物，以后產(chǎn)生人；最初的人象魚，生活在水中,以后脫去魚的外皮,到陸地上生活。恩培多克勒認(rèn)為物質(zhì)的“根源”或“元素”是土、水、氣和火。這 4種元素受吸引力與排斥力的影響，按不同比例結(jié)合，形成各種類型的物質(zhì)。他第一個(gè)描述了內(nèi)耳迷路，他把眼睛比作燈，認(rèn)為血液是智慧的所在地。希波克拉底等人代表一個(gè)講究實(shí)際的理性醫(yī)療學(xué)派，他們把病因與神鬼分開。詳細(xì)地觀察記錄病癥，并采用適當(dāng)?shù)闹委煼椒?，開辟了走向近代臨床醫(yī)學(xué)的道路。希波克拉底的女婿波利布斯在《人類的本性》一書中提出所有生物都由 4種體液即血液、黑膽汁、粘液與黃膽汁構(gòu)成，它們分別起源于心臟、脾臟、腦與肝臟，如果某種液體失調(diào)就會(huì)生病。亞里士多德是哲學(xué)家柏拉圖的學(xué)生。他創(chuàng)立了呂克昂學(xué)園，又稱逍遙學(xué)派。他是古代知識(shí)的集大成者，又是第一個(gè)系統(tǒng)掌握生物學(xué)知識(shí)的人。他在動(dòng)物分類、解剖、胚胎發(fā)育等方面做了大量工作，著有《動(dòng)物志》、《動(dòng)物的結(jié)構(gòu)》（包括“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)”與“動(dòng)物的行進(jìn)”二短篇）、《動(dòng)物的繁殖》和《論靈魂》等。在動(dòng)物分類方面，他所用的“屬”(Genus)和“種”(Species)是一種邏輯概念。在實(shí)際分類時(shí)，他一方面使用邏輯上的兩分法,如有血或無血,有毛或無毛，另一方面也注意根據(jù)動(dòng)物的外部形態(tài)、內(nèi)部器官、棲居地、生活習(xí)性、生活方式等許多特征。他把動(dòng)物分成有血?jiǎng)游锱c無血?jiǎng)游铮河醒獎(jiǎng)游锓譃棰儆忻ド淖泐悾ú溉轭悾?②鳥類,③鯨類，④魚類，⑤蛇類，⑥卵生四足類（大多數(shù)的爬行類與兩棲類）；無血?jiǎng)游锓譃棰佘涹w類；②甲殼類，③有殼類，④昆蟲類。他正確描述了哺乳類的特點(diǎn)，并能區(qū)分哺乳類的真胎生和哺乳類以外的卵胎生。他描述了500多種動(dòng)物,并對(duì)其中50多種做了解剖。他根據(jù)物質(zhì)的熱、冷、濕、燥 4種特性，他把熱、濕列于冷、燥之上，依此形成的生物階梯圖把溫暖、潮濕的人和哺乳類排在生物的頂端，把低等植物排在底層。在對(duì)動(dòng)物發(fā)育的觀察研究基礎(chǔ)上，他把動(dòng)物的繁殖分為有性、無性與自然發(fā)生3類。他提出靈魂是生命與非生命物質(zhì)的區(qū)別,而靈魂又有植物性、動(dòng)物性與理性 3個(gè)等級(jí)。亞里士多德的開創(chuàng)性研究使他被公認(rèn)為生物學(xué)的創(chuàng)始人。亞里士多德在植物學(xué)方面的著作沒有留存下來。他的學(xué)生泰奧弗拉斯托斯對(duì)植物分類、植物解剖和植物生理做了許多研究，著有《植物志》和《論植物的本源》等。他的著作中涉及500多種植物，把許多種類歸為現(xiàn)在的屬,把植物分為果實(shí)植物與無果實(shí)植物，顯花植物與隱花植物，常綠植物與落葉植物，他還記錄了顯花植物中雙子葉植物與單子葉植物的差異，這是一項(xiàng)重大進(jìn)展。他詳細(xì)描述了棗椰的人工授粉，還記錄了種子的萌發(fā)與發(fā)育過程。公元前4世紀(jì)末或3世紀(jì)初學(xué)術(shù)中心從雅典轉(zhuǎn)移到亞歷山大里亞。亞歷山大學(xué)派的希臘醫(yī)生、解剖學(xué)家希羅菲盧斯把人體結(jié)構(gòu)與大型哺乳類結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。他認(rèn)識(shí)到腦是神經(jīng)系統(tǒng)的中樞，智慧的所在，并把神經(jīng)區(qū)分為感覺神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)，把血管區(qū)分為動(dòng)脈與靜脈，認(rèn)為動(dòng)脈內(nèi)是空氣中的靈氣與血液的混合物，而靜脈內(nèi)只流過血液。稍后希臘生理學(xué)家、醫(yī)生克奧斯的埃拉西斯特拉圖斯精確地描述了心臟，把心臟看作一個(gè)水泵，把瓣膜看成是單向泵中的可動(dòng)閥門。他研究了動(dòng)脈與靜脈在人體內(nèi)的分布，猜測(cè)有毛細(xì)血管存在，并提出生命活動(dòng)過程依靠血液和靈氣的新理論。公元前 1世紀(jì)羅馬人的版圖不斷擴(kuò)大。由于他們比較重視實(shí)用，因此與農(nóng)、醫(yī)有關(guān)的生物學(xué)有一定的發(fā)展。如P.迪奧斯科里德斯隨羅馬遠(yuǎn)征軍到過許多國(guó)家，廣泛考察了植物。他的《醫(yī)藥資料》一書是西方最早的本草學(xué)著作。同時(shí)代的老普林尼著有《博物志》37卷，詳細(xì)記述了多種動(dòng)、植物的習(xí)性及其同人類生活的益害關(guān)系，對(duì)后世有較大影響。生于小亞細(xì)亞帕加馬、在羅馬行醫(yī)的加倫，在古代生物學(xué)中有光輝成就。他把希臘解剖知識(shí)和醫(yī)學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，并把一些醫(yī)學(xué)學(xué)派統(tǒng)一起來，是古代解剖學(xué)、醫(yī)學(xué)知識(shí)的集大成者。他用實(shí)驗(yàn)方法證明流動(dòng)于動(dòng)脈內(nèi)的是血液而不是空氣。他的生理學(xué)貫穿著“元?dú)狻钡乃枷?。他認(rèn)為“元?dú)狻痹诓煌瑘?chǎng)所分別為自然元?dú)狻⒒盍υ獨(dú)?、?dòng)物元?dú)?種。他同意埃拉西斯特拉塔的血液產(chǎn)生于肝臟的觀點(diǎn)，認(rèn)為血液是由食物的有用部分變成的“乳糜”從腸道經(jīng)門脈進(jìn)入肝臟,受元?dú)庾饔米兂砂瞪o脈血,元?dú)庖脖桓脑斐勺匀混`氣。血液帶著自然元?dú)庠陟o脈內(nèi)通過漲落分布到全身組織，其中一部分經(jīng)靜脈主干進(jìn)入內(nèi)臟的右邊。同時(shí)一部分血液內(nèi)的不純物質(zhì)通過動(dòng)脈樣靜脈（即肺動(dòng)脈）運(yùn)送到肺部蒸發(fā)到體外，另一部分通過心臟隔膜上的小孔，進(jìn)入心臟的左邊，靜脈血遇到田氣管和靜脈樣動(dòng)脈（即肺靜脈）帶來的元?dú)?，兩者混和產(chǎn)生顏色鮮艷的動(dòng)脈血和活力元?dú)?。兩者通過動(dòng)脈系統(tǒng)分布到身體各部分使器官發(fā)揮功能。一部分動(dòng)脈血流到大腦基部的稱“迷網(wǎng)”的血管網(wǎng)中，在這里活力元?dú)庾兂蓜?dòng)物靈氣。動(dòng)物元?dú)獠慌c血液混合,卻沿著神經(jīng)流動(dòng),分布到全身，成為運(yùn)動(dòng)與感覺等動(dòng)物性功能的原動(dòng)力。加倫在從事外科治療時(shí),雖有機(jī)會(huì)接觸到人體,但由于當(dāng)時(shí)不準(zhǔn)解剖尸體，他就對(duì)猴體做了很完整的解剖研究。著有《解剖綱要》16卷及《人體各部分的功能》等，但他以猴體代替人體，有不少結(jié)論是錯(cuò)誤的。加倫還做過切斷中樞神經(jīng)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)切斷第1、第2節(jié)脊椎骨之間的脊髓，引起動(dòng)物死亡；切斷第3、第4節(jié)間的，則動(dòng)物停止呼吸；切斷第6節(jié)以下，發(fā)生胸腔肌肉麻痹,但并不防礙膈肌運(yùn)動(dòng)，動(dòng)物仍可繼續(xù)呼吸。加倫的著作闡述清楚而有條理,但他用有神論的觀點(diǎn)解釋他的實(shí)驗(yàn)和觀察,帶有濃厚的宗教色彩。由于加倫在學(xué)術(shù)上的輝煌成就和教會(huì)的支持,使他的學(xué)說統(tǒng)治醫(yī)學(xué)界長(zhǎng)達(dá)1000多年之久,其錯(cuò)誤的觀點(diǎn)對(duì)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展也起著阻礙作用?！　?BR>　　中世紀(jì)(從476年西羅馬帝國(guó)滅亡到1453年君士坦丁堡陷落、東羅馬帝國(guó)滅亡)雖然長(zhǎng)約1000年,但生物學(xué)基本上沒有什么重大發(fā)展,特別是其中的“黑暗時(shí)代”[從476年起到教皇西爾威特二世（999～1003在位）]，從3世紀(jì)至11世紀(jì)初，生物學(xué)卻成了阿拉伯科學(xué)的一個(gè)組成部分。但在這期間阿拉伯人并不重視對(duì)實(shí)物的觀察研究，而把主要精力用于發(fā)現(xiàn)、翻譯、注釋和闡述亞里士多德、加倫等的著作，并把它們奉為“圣書”，這樣不可能使生物學(xué)得到較大發(fā)展。11世紀(jì)初，阿拉伯醫(yī)學(xué)家和哲學(xué)家伊本?西拿所著的《醫(yī)典》是古代和穆斯林全部醫(yī)學(xué)知識(shí)的匯合，是阿拉伯文化的最高成就之一，它作為歐洲大學(xué)醫(yī)學(xué)教科書一直沿用到17世紀(jì)。12世紀(jì)植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)開始從醫(yī)藥、獸醫(yī)方面獨(dú)立出來。13世紀(jì)科學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)移到了歐洲。在1200～1225年間，亞里士多德全集被譯成了拉丁文。德國(guó)學(xué)者大阿爾伯特的動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)著作雖仍以亞里士多德的學(xué)說為基礎(chǔ)，但已補(bǔ)充了許多新的觀察事實(shí)。隨后，意大利成為中世紀(jì)最活躍的科學(xué)中心。14世紀(jì)初，意大利解剖學(xué)家蒙迪諾?戴?柳奇親自解剖尸體，糾正了前人的一些錯(cuò)誤，于1316年出版了《解剖學(xué)》一書，在闡述人體結(jié)構(gòu)時(shí)也記述了器官的功能，使中世紀(jì)的解剖生理學(xué)達(dá)到了高峰。