书城童书科学知识大课堂——与科学家相约
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第30章 与生物学家相约(5)

吴其浚虽然做了大官,周游了许多地方,见过许多珍贵的植物,可是小时候吃过的那种不知名的水果,他却始终记忆犹新。二十多年以后,皇太后赐给他一筐水果,筐外面写着“蜜罗”两个大字。“蜜罗是个什么样的水果呢?”吴其浚一边心里想着,一边打开水果筐。没想到一打开,发现这里面的水果正好是他小时候吃过的那种不知名的水果。当时正是隆冬季节,吴其浚用温水浸泡那些已经冻成冰疙瘩的水果,化冻后,切开放在盘中,满屋飘香。吴其浚很是高兴:他终于知道了二十多年前,在家乡吃的一种不知名的水果名称了。可是他并不满足,因为还不知道蜜罗到底是产自哪里?他的生长有何特性?后来仔细打听,得知是福建的地方官给皇帝进贡的。以后,他被派往湖北做官,当地有人请客。在宴会上,他发现席上有蜜罗,又听说附近就有蜜罗树,立即让人带他去看个仔细,还叫人准备纸笔,认真画起图来。至于赴宴之事,早已忘到九霄云外了。

以后在江西、云南、贵州等地,吴其浚也见到了这种果树,并了解到蜜罗在云南被称为蜜筒,在贵州又被称为香橼,而实际上它们都是柑橘类水果的一种。这样,在吴其浚心里几十年的一个疑团终于被解开了。

吴其浚就这样一面为朝廷做事,一面进行自己的植物学研究。经过几十年辛勤的工作,他收集的资料装了满满几大箱。他开始准备着手系统地整理这些资料,并把它们编成一部大书。

他白天处理公事,晚上伏案写作。长期的辛苦工作,使他得了重病。当时他在山西太原作巡抚,为了能在有生之年完成这本书,他给皇帝上书,请求辞官,皇帝同意了他的要求。从此吴其浚更是一心一意、集中精力写作了。吴其浚要做的事太多了,有些植物,自己从未见到过实物,没有亲自观察过、闻过、摸过,只能从别的书里转绘下来。可是他的病却越来越严重,临终前,看着凝聚着自己一辈子心血,却没有时间写完的书稿,他满含热泪地对家人说:“这是我毕生的心血,一定要设法把它整理出来,这样我在九泉之下也就瞑目了……”这位具有严谨科学态度的杰出的植物学家,就这样充满遗憾地永远闭上了双眼,离开了他如此热爱的大自然,如此向往的五光十色的植物世界!这时他才58岁。

吴其浚辞世后,云南蒙自人陆应谷继任山西巡抚。对于吴其浚的才学和志向很是敬佩,他决心完成吴其浚的遗愿,承担起整理遗稿的重任。两年后,他终于实现了吴其浚的愿望,一部中国19世纪重要的植物学专著出版了。此书分为两部分,一部分名叫《植物名实图考长编》,共22卷,收集植物838种,分谷类、蔬菜、山草、石草、隰草、蔓草、芸草、水草、毒草、果类、木类等11类。主要编辑整理了经史子集四部中有关植物的文献,搜罗宏富,并引录了陆羽的《茶经》、欧阳修的《洛阳牡丹记》等文献资料八百多种,是我国古代历史文献中有关植物论述的摘要和汇总。

另一部分是《植物名实图考》,共38卷,所载植物的分布涉及中国的19个省。其中所载每种植物,大半根据吴其浚亲自观察和访问所得,附绘精图,并择要记载了植物的形色、性味、产地、用途等;对于植物的药用价值,以及同物异名或同名异物的考订特别详细,纠正了前人的不少错误。大部分植物图依据新鲜植物绘制,且图形精确逼真,能真实反映植物的特征,至今仍是研究我国植物种属及其固有名称的重要参考资料。现在许多植物定名也常常要参考它,比如八角枫、小二仙草、马甲子等植物名称,都源于这部书。《植物名实图考》是全书的核心和精华,是一部具有世界影响的植物学巨著。许多国家研究植物学和药物学的专家都十分重视这部书。德国一位植物学家曾评价它“刻绘尤极精审”。1919年,当再次重印这部书时,许多外国人争相购买和从事研究。这部书不仅让我们中国人,也让外国人看到了中华民族对世界植物学所做的重大贡献。

举止古怪的植物学家施莱登

施莱登(Matthias Jacob Schleiden,1804~1881)是19世纪德国著名的植物学家,细胞学说的奠基人之一。

施莱登于1804年4月5日出生于德国汉堡的一个医生家庭。中学毕业后,于1824~1827年在海德堡大学攻读法律学并获得博士学位。之后,他回到家乡汉堡从事法庭律师工作。他傲慢、暴躁、反复无常,工作使他感到厌倦、不顺心,精神长期处于忧郁状态,因而在1831年企图自杀,但没能成功。他决定放弃这个令他苦恼的律师职业。1833年进入哥廷根大学学习医学,而后又对植物学发生了浓厚的兴趣,从而又进入柏林大学学习植物学,开始了对自然科学的研究。那时,施莱登的叔父,一位著名的植物生理学家赫克尔(J·Horkel)和“布朗运动”的发现者罗伯特·布朗(R·Brown)正好都在柏林逗留,他们两人都很关心施莱登,希望他在植物胚胎学方面进行深入研究,这对施莱登一生的科学活动起了决定性影响。

1837年,施莱登完成了他的第一篇论文《论显花植物胚株的发育史》。他认为,只有对植物发育史进行研究才能获得对植物正确的认识,也只有这样才能揭示植物内在的规律性。施莱登猛烈抨击了林耐的信徒们的那些陈腐的系统植物学,反对他们只是单纯地从事植物的采集、分类、鉴定、命名,而忽视对植物结构、功能、受精、发育和生活史的考察与研究。他把植物学重新定义为是一种综合性的科学,其中应包括植物化学和植物生理学。

1838年,在布朗的影响下,施莱登从事植物细胞的形成和作用的研究,这是他对细胞学说进行的初步探索。同年,他发表了他的代表作《植物发生论》,在这个基础上,施莱登提出了植物细胞学说。

在《植物发生论》一文中,他引用了布朗关于细胞核是细胞的组成部分的观点。施莱登通过对早期花粉细胞、胚株和柱头组织的观察,发现这些胚胎细胞中都有细胞核。他进一步研究了细胞核在细胞发育中的作用,认识到细胞核对细胞的形成和发育起着重要作用。施莱登把注意力集中在细胞核的功能和作用上来,使他走上了正确的研究轨道。不久,他认为细胞核是植物细胞中普遍存在的基本结构。在此基础上,他进行了理论概括,提出了植物细胞学说。

施莱登的植物细胞学说认为:无论多么复杂的植物体都是由细胞构成,细胞是植物体的基本单位。最简单的植物是由一个细胞构成的,多数复杂的植物是由细胞和细胞的变态构成的。

施莱登认为,在复杂的植物体内,细胞的生命现象有两重性:一是独立性,即细胞具有独立维持自身生长和发育的重要特性;二是附属性,即细胞属于植物整体的一个组成部分,这是次要的特性。细胞生命现象的这种两重属性是自然界“成形力量”的表现。

1838年10月,在一次聚会上,施莱登把未公开发表的《植物发生论》中有关植物细胞结构的情况和细胞核在细胞发育中的重要作用的基本知识告诉了施旺,施旺很感兴趣并大受启发,为其最终创立细胞学说奠定了基础。这样,实际上施莱登已经把他的细胞学说的范围从植物界扩大到了动物界。

1840年,施莱登被任命为耶拿大学植物学副教授。1842年,他出版了植物学教科书《植物学概论》,从1845年第二版开始又加上了一个副标题《作为归纳科学的植物学》。在这本书中,他提出了一些新的生物学方法论。他主张植物学研究必须利用显微镜进行仔细观察并进行生理学实验,观察和实验是生物科学研究的工作基础,多利用归纳的方法和因果分析的方法,这样才能有效地揭示科学内在的规律性。施莱登的这本教科书在整体结构上基本上是全新的,他从植物中物质元素的研究写起,接着用很大篇幅介绍植物细胞学说,然后论述形态学和组织学。不少评论者认为,施莱登的这本教科书充满生气和富于新思想,是植物学进展的一个转折点。这本教材激发了人们的热情并吸引着年轻人投身于植物学研究。这是施莱登在植物学研究上的一个重要贡献。

1848年,施莱登写出了《植物及其生活》。这是一本科普性读物,内容简单、有趣,使更多的人获得了植物学知识。这本小册子广泛流传,是人们最喜欢的科普性读物之一,他也因此成为那个时代最成功的科普工作者之一。但耶拿大学负责人认为,撰写科普著作不应该是施莱登这样的学者所为,他应专心从事教学和科学研究。施莱登坚持自己的作法,因而与校方发生了分歧和争论,并于1862年愤然辞职。从此,他开始过着漂泊不定的生活。

施莱登是一位才思敏捷、能力过人、具有独创精神的科学家,他用新颖的学说和革新的技术推动着植物科学的复兴和改革。但他性格乖戾、孤僻、傲慢,在思想方法上主观武断,不愿意用批评的眼光看待自己的观点,这种性格使他有时陷入错误并顽固地坚持这些错误的境地。正是因为这样的性格,导致施莱登一直处于与当时许多著名科学家和思想家的辩论和争吵之中。施莱登做事不计后果,行为古怪。1877年,也就是在他企图自杀和脱离法律工作后45年,他还访问了海德堡大学,庆祝他获得法学博士50周年,这是一个很好的例证。

在人才历史上,像施莱登这样一个精神和感情上的“跛子”,居然能够成为一名杰出的科学家,这实在是不可思议。从各个方面来看,施莱登都是最稀奇古怪的科学名人之一。

生物进化论的奠基人达尔文

“教士头盖骨的隆起发达得足以敌得上十个牧师。”这是德国心理学会以达尔文的头部形状为题举行讨论会做出的结论。

查理斯·罗伯特·达尔文(Charles Robert Darwin,1809~1882)。年轻时的达尔文长得很英俊,浓重的眉毛、乌黑亮泽的头发。最与众不同的还是他高而突出的前额和有点儿翘起的鼻子。不到22岁时,他的脑袋就非常惹人注目了。所以德国心理学会写信给达尔文向他要了一张照片,于是有了前面所提的讨论和结论。

这个人的头脑适于做一个牧师。英国的骨相家也对达尔文的头像做出过这样的评语。

就是这样一个被德国、英国骨相学家一致认为适合做牧师的人却没有去做牧师。他不仅脑袋的形状“特别”,而且他脑袋里的思维活动更“特别”。他乐于观察,喜欢探索,善于独立思考,不断提出新的问题,敢于向既定的惯例或传统观念挑战。

酷爱大自然的童年在英国士鲁巴利镇的最高处,坐落着一幢红砖房。它的四周有果园、温室和花房,金合欢、山毛榉等许多绿树环抱在它的周围。这是一个富有的世代名医家庭的居住地。

1809年2月12日,整个庭院沉浸在欢乐之中,喜庆着又一个孩子——查理斯·达尔文的诞生。

达尔文的祖父是当地的名医,又是一个博物学家。他不仅医术高明,而且对生物学也很有研究,曾发表过一部名为《动物生理学》的著作,提倡生物进化的观念,是一个早期的生物进化论者。

达尔文的父亲罗伯特·瓦尔宁·达尔文继承了父业,从21岁起行医,也是当地著名的医生。

他喜爱花木,在花园里种植了许多观赏树和灌木,工作之余便以照顾小花园为乐事。

达尔文的母亲苏珊娜也喜欢栽培花卉和果树,她常教孩子们通过花瓣识别不同的花卉。

幼小的达尔文和兄弟姐妹们整天在万绿丛中玩耍,采花扑蝶。尤其是一株生得离奇古怪的西班牙栗树,更博得了幼年达尔文的喜爱。在这种有趣的小“花匠”活动中,他对各种各样的树木花卉产生了深厚的感情。

在树木葱绿,花朵绚丽,彩蝶飞舞的环境中,在家庭成员的影响下,幼年的达尔文和大自然结下了不解之缘。

少年的达尔文是一个天真活泼,对大自然抱有强烈的好奇心,充满了幻想的孩子。

他曾经把带色的液体浇在西洋樱草和报春花上,期望它们开出更加色彩斑斓的花朵。

他试着为植物定名,采集贝壳、矿物等各种各样的东西,还经常被大人们嫁接果树、变异花卉的工作所吸引。

10岁那年,在威尔士海滨,他第一次尝试了三个星期的独立生活。五颜六色的蛾类和昆虫在那里飞翔,人们都被广袤的海洋吸引住了,没有人注意这些虫子。但达尔文却翻来覆去想个没完:“怎么和我在城里看到的昆虫、飞蛾都不一样呢?”

有一次,达尔文借到了一本名为《世界奇观》的书,他读了一遍又一遍,爱不释手,幻想着有一天能到书里描绘的实地去进行考察。14岁的时候,他又骑马到威尔士边境旅行了一次。

少年时期对大自然的好奇、幻想,正是达尔文日后观察、思考、创新的源泉。

叛逆与执著的学生时代8岁的达尔文进了镇上的小学——凯斯牧师主持的一所小学校。第二年,他转入布特勒博士学校。入学的第一天,达尔文兴奋极了,盼望能学到更多的知识。可是不久他就失望了。布特勒博士学校是一所严格的旧式学校。教的是难懂的经文,枯燥无味地讲授古代的地理和历史,没有自然科学方面的课程。达尔文给这个学校的评语说:“最有害于我的思想发展的,无过于布特勒博士学校了”,“这个学校对于我的教育,简直是一个空洞的场所。”

于是,他把精力和感情都倾注在课外活动中,而考试成绩却越来越差。这种“不务正业”的行为,遭到了学校和家长的一致反对,校长布特勒博士把达尔文召去,公开地斥责他是一个“二流子”;父亲气愤地责骂他:“你除了打猎、养狗、捉老鼠外,什么都不操心,将来会丢你自己的脸,也会丢全家的脸。”

1825年,父亲将13岁的达尔文和他的哥哥一起,都送到了爱丁堡大学学医,希望他们成为和祖父一样的名医。然而,灌授式的课堂教学方法,很快使达尔文感到讨厌,他不想当医生,而对自然科学兴趣十足。

父亲对于儿子的“游手好闲”很担心,对于这个童年丧母的儿子既恼火,又心疼,见他无意学医,就想培养他成为一个“尊贵的牧师”。

1828年秋,达尔文被送进了剑桥大学学神学。开始,达尔文也有喜欢做一个乡村牧师的想法,并认真阅读了英国教会的教义和有关神学的书籍,一点也不怀疑圣经上的每一个字都是真理,“确信我们的教义一定是可以全部接受的”。在神学的考试中,他成绩优良,名列前茅。

但是,古典的课程,枯燥的神学,很快使达尔文感到厌烦。所以,课余时间达尔文又常常去找自然科学家,和他们一起谈心、散步、做实验,讨论他真正关心的科学问题。

达尔文对刻板的教学制度、陈腐的教学思想极为厌倦,也对它的束缚进行了坚决的反抗。他是旧传统的叛逆者。而他对自然科学的追求却是那样的执著,即使面对学校、家庭、同学的谴责和讥笑,都未曾动摇和放弃过。