观测天文学大师第谷
1543年，哥白尼出版了巨著《天体运行论》，提出了日心宇宙体系。教会势力将它视为异端邪说，对这一学说的支持者横加迫害，热情宣传这一体系的意大利思想家布鲁诺被罗马教廷活活烧死。许多受地心宇宙体系传统观念束缚的人也对这一体系冷嘲热讽，说哥白尼痴人梦语，竟把我们栖身的“纹丝不动”的地球说成是绕太阳转动的一颗行星。因此，这一体系提出后其证实和发展历尽艰辛曲折。在这过程中，有一位著名天文学家曾用二十多年的精确的观测资料为开普勒的行星运动三定律的发现提供了条件，从而对哥白尼日心说的确立和发展起了十分重要的作用，而有趣的是他本人却并不赞成这一宇宙体系。这位著名天文学家就是观测天文学大师第谷。
过继风波
第谷实际上姓布拉赫，全名为第谷布拉赫，但当他成名之后，人们习惯于直接用他的名第谷称呼他。1546年12月14日，第谷和他的孪生哥哥降生于北欧古城斯科讷的一个丹麦贵族家庭中，斯科讷今属瑞典，但当时却属于丹麦。第谷的父亲奥托布拉赫是丹麦的枢密顾问官，他后来成了十个儿女（五男五女）的父亲，降生后不久便夭折的第谷的孪生哥哥还不包括在内。奥托布拉赫的弟弟约尔根布拉赫也是一位贵族，而且十分富有，但遗憾的是没有孩子。襁褓中的第谷十分逗人喜爱，约尔根夫妇常来看望他，抱他和逗他玩。有一天，约尔根向他哥哥奥托提出，能否把第谷过继给他作养子，奥托碍于兄弟情面不好直言回绝，便敷衍说，等他有了下一个孩子时再把第谷过继给他。这句话也许奥托根本没有想到需要兑现，而约尔却认为这是哥哥对他的明确的承诺。几年后，奥托太太又分娩了，为奥托生下了又一个孩子。约尔根就要求哥哥履行自己的诺言，但奥托却找出一些理由来推托，例如说第谷的孪生哥哥不幸夭折，他们正蒙受失子之痛，因此不能再失去第谷等等，总之奥托并不愿意把第谷过继给约尔根作养子。约尔根对哥哥的食言很生气，有一天，他又一次来哥哥家，抱着第谷说是带他上街玩，然而竟一去不返。奥托赶到弟弟家中寻找儿子，约尔根家中的仆人告诉他，主人夫妇已外出旅行。在这之后的一年时间里，约尔根夫妇多次托人捎信给哥哥，要求他履行诺言，把第谷过继给他，他还保证一定像疼爱亲生儿子一样疼爱第谷，并将给第谷提供全丹麦最好的教育。一年多以后，奥托只得应允弟弟，把第谷过继给他作养子。
矢志不移
约尔根是个讲信用的人，为使第谷得到良好的教育，在第谷七岁时，他就雇了家庭教师为第谷单独授课，第谷先跟着家庭教师学习拉丁文，此后又陆续学习了当时丹麦小学生应学的所有课程。约尔根期望养子将来成为政治家，第谷十三岁时，他送第谷去哥本哈根大学学习哲学。那时候，接受初等教育后便进大学的情况并不罕见，因那时大学课程之深度远较当今为低。刚进校时，第谷学的是中世纪学校中的所谓三学科，即文法、逻辑和修辞。接着他又学习了希腊文、拉丁文以及亚里士多德的辩证法以及中世纪学校中的所谓四学科——算术、几何、天文和音乐。
1560年8月21日，进哥本哈根大学才一年的少年第谷首次接触到天文学。根据天文学家的预报，他观测了这天发生的日食。这次日食在葡萄牙等地可以见到日全食，但在丹麦哥本哈根只能看到日偏食。第谷不仅对日食观测本身感兴趣，而且对天文学家事先的准确预报深感惊叹，他曾对人说道：“人们能够如此精确地知道天体的运动，能够提前很长时间预告天体的方位和各天体之间的相对位置，真是神奇无比。”于是，他下决心钻研神秘的天文学。他买了一部托勒密的《天文学大成》，一有空闲就孜孜不倦地钻研它，并与哥本哈根一些爱好天文学的朋友们展开了热烈的讨论。
为了使第谷摆脱哥本哈根那些爱好天文学的朋友们的影响，同时也是遵照贵族子弟必须熟悉法律的要求，在第谷16岁时，约尔根将他送往德国的莱比锡大学学习法律。约尔根还派一位名叫维德尔的家庭教师与他一同前往。维德尔只比第谷大四岁，他不仅需要照顾第谷的生活，而且负有看管和辅导第谷学习的责任。这位家庭教师还在该校旁听历史课程，后来成为著名的丹麦皇家史官。在莱比锡大学，维德尔为了尽到自己看管第谷使之专注于法律学习的职责，煞费苦心，但这丝毫阻挡不了第谷对天文学的浓厚兴趣，尽管第谷在白天也常去听听该校的法律课程，但这只是为了应付维德尔的督查，夜晚，当维德尔外出或入睡时，他便偷偷地钻研天文学，用自制的仪器观测星空。
1563年8月，发生土星与木星相合的天象，年方十七岁的第谷通过观测发现，由《阿方索天文表》推算的这一天象发生的日期竟与实际情况相差一个月之久，而用当时最精确的《普鲁士天文表》推算的这一天象发生的日期也与实际情况相差数天。这事给第谷以很深的印象，使他认识到进行天文学实测工作的重要性。
1565年春，丹麦和瑞典爆发了战争，第谷奉养父之命离开莱比锡大学回到家中。同年初夏，丹麦国王腓特烈二世在返回哥本哈根城堡途中不慎落水，当时任海军中将的约尔根布拉赫奋力救驾，但自己却因此受凉得了感冒，不久便去世了。第谷对养父的去世十分悲痛，但对此后再也不会有人干涉自己钻研天文学又深感欣慰。从此以后，他再也不必偷偷摸摸地钻研天文学，而完全可以光明正大地从事此项研究了。
削鼻轶事
1566年秋，第谷进位于波罗的海之滨的罗斯托克大学攻读占星术、炼金术和医学。这年年底，年少气盛的第谷刚刚度过他的20周岁生日，与该校一个脾气也很刚烈的贵族青年发生了冲突，他们两人都自认为自己是比对方更高明的数学家，争执中彼此恶语相加，双方都感到受到对方极大的污辱，最后相约用决斗来解决这场纠纷。夜色中两人来到一个广场上持剑恶斗，剑光闪闪，剑与剑的碰击声响彻了寂静的广场。第谷的剑术比对方略逊一筹，渐渐只有招架之功，却无还手之力。突然间，对方一剑往脸部刺来，第谷已来不及用剑抵挡，只好将头往后躲闪，他感到脸上一阵剧痛，原来自己的鼻子尖已被对方的剑削去。他只得认输，向对方要求停止决斗。20岁的青年就失去了半个鼻子，当然是很不雅观的，这与贵族子弟的身份更不相称。于是，第谷用金、银、铜的合金做了一个人造鼻尖，用油膏将它固定在自己的塌鼻上。这个假鼻居然使人真假难辨，它首次显示了第谷高超的技艺。这件轶事在300多年后得到了有力的证实：1901年6月24日，后人打开他的墓冢，发现在他的头骨的鼻穴顶端处有一滩鲜绿的斑迹，研究表明它正是金、银、铜合金的人造鼻尖的遗迹。
第谷新星
1568年5月，丹麦国王腓特烈二世将西兰岛上罗斯基勒大教堂中一个极为清闲的圣职赐于第谷，此圣职几乎没有什么必须做的事，但却有可观的薪俸。同年夏，第谷考入巴塞尔大学，翌年在该校毕业后，周游欧洲许多国家，遍访师友，热诚请教天文学问题。1570年，奥托布拉赫的健康情况恶化，第谷返回家乡探望生父。翌年奥托去世，他继承了部分遗产，但他并不喜欢家乡的生活，于是住到家乡附近黑里兹瓦德修道院任圣职的舅父家中，并在那里搞炼金实验。
1572年11月11日黄昏，第谷和其仆人一起从炼金场回家，他忽然发现在群星熠熠的夜空中有一极明亮的星在仙后座中闪耀。这颗星是过去从未见到过的。他感到十分惊异，乃手指该星问其仆人，是否在此方向上看到一颗亮星，仆人点头称是。他才相信这不是幻觉，而是一颗确实存在的明亮星体。第谷知道，这样的星在古希腊的依巴谷时代就已经出现过，它被称为新星。从发现这一新星之日起，一遇睛夜他就坚持对它进行观测，发现它最亮时竟与金星相当，当年12月它像木星一样明亮，翌年2月成为一颗1等星，4月成为一颗2等星，6月降为3等星，直到1574年初才无法看到它。在记录其亮度变化的同时，他还用仪器仔细测量它与仙后座诸星之间的角距离。如果它比这些恒星近得多，当天穹旋转时，它与这些恒星的角距离必然会有变化，这就像我们坐船航行时，两岸的景物相对于远处的群山会有位移一样。但他未观测到该新星与仙后座诸星之间有任何位置变化，这说明它既不在月地之间的区域，也不在“游荡之星”（指行星）的轨道之间，而是属于更为遥远的恒星一类的天体。1573年，他出版了《论新星》一书，公布了他对这颗新星的观测和研究的结果。此星现在被称为“第谷新星”。根据现代天文学的研究，第谷观测到的这颗新星实际上是银河系中一颗十分罕见的超新星。早先，人们还不能区别新星和超新星，往往把突然变得十分明亮的星统称为新星。直到20世纪30年代以后，人们才开始把新星和超新星区分开来，弄清新星爆发时只抛出星体本身不足百万分之一的质量，亮度约比原先增加上万倍，而超新星则是星体本身的一种粉碎性爆炸，其亮度比原先增加数千万倍。第谷对该星所作的宝贵观测数据为人们研究超新星提供了可贵的历史资料。
国王垂青
对1572年新星的观测和《论新星》一书的出版使第谷在欧洲天文学界崭露头角。他筹划着移居国外，到一个有较好天文观测条件的地方去施展自己的才能。但是，当时他的计划最终落空了，因为他正热恋着一位名叫克丽斯廷娜的姑娘，并在《论新星》一书出版的当年与她同居。俩人似乎始终没有去教堂举行婚礼，据说这是由于克丽斯廷娜出身寒门，第谷家族坚决反对这门亲事的缘故。但第谷始终和她伉俪情深，他们终身相伴，生了三子五女。
1574年9月～1575年初，第谷在哥本哈根大学作了有关星占学的一系列演讲。在当时，天文学家兼为星占家的情况相当普遍，第谷也被同时代的人看成是一位出色的星占家。在演讲中，他宣称：“星占家并未用星辰来限制、束缚人的愿望，相反却承认人身上有比星辰更崇高的东西。只要人像真正的人、像超人那样生活，他就能依靠这种东西去克服那些带来不幸的星辰影响。”换言之，人的命运虽然可以通过研究星辰运行来揭示，但也可以通过自己不屈不挠的奋斗使之加以改变。这种星占学观点的确与他同时代的星占家的见解颇为不同。
1575年春，第谷到达卡塞尔，访问了黑森的威廉四世伯爵。在这位酷爱天文学的伯爵的城堡中，拥有许多天文仪器。第谷与伯爵共同进行了一个多星期的天文观测。伯爵对第谷的才能留下了极深的印象。此后半年多的时间里，第谷在德国、意大利等欧洲许多国家漫游，到处拜访著名天文学家并观看他们的天文仪器。1575年底，第谷返回家中。
1575年底～1576年初，威廉四世伯爵写信给丹麦国王腓特烈二世，建议国王给第谷提供必要的设备和条件，让第谷潜心研究天文学。伯爵认为，此举不仅会促进科学的发展，而且也会给国王和国家带来声誉。腓特烈二世本来就以科学事业的捐助人著称，他对威廉四世伯爵的建议深表赞成，决定为第谷的天文学研究提供强有力的支持。他立即派一贵族青年为专使，日夜兼程，前往通知第谷前来接受国王的召见。1576年2月11日第谷接到王令后立即动身去哥本哈根朝拜国王。国王慷慨地将汶岛赐给第谷，岛上所有土地都归他所有，所有佃户都归他管辖，应向他缴纳地租。国王拨给他足够在岛上建天文台的经费，还答应每年提供可观的津贴。腓特烈二世对第谷的垂青，造就了一位卓越不凡的天文学家，也成了因统治者大力支持而导致科学事业蓬勃发展的一个典型范例。
汶岛生涯
汶岛是位于赫尔辛格（丹麦西兰岛北部名城）和哥本哈根之间的一座小岛，风景如画。陡崖狭谷可挡住好奇人的窥视，岛的东南方海岸处是一片平地，适于建造一个码头，汶岛的居民住在靠近北海岸的一个村庄里，都从事农业生产。岛的中央地势稍高，第谷在那里建造了宏伟的建筑物天堡，该建筑物的主楼具有斯堪的纳维亚古建筑的典型特色，它准确地屹立在一个每边长约75米的正方形围墙的中央，围墙东边和西边的拐角处各有一扇大门，北边的拐角处是一座专供仆人使用的小楼，南边拐角处也有一座小楼则作为印刷所。围墙内有四条准确指向东、西、南、北方位的道路，从中央主楼通往东西两扇大门和南北两幢小楼，构成正方形图案中的对角线。在围墙内还辟有菜园和花圃，并种了数百棵树木，同建筑物相映成趣。几年后，第谷又在天堡南侧约30米处建了一座新的建筑物星堡，天堡和星堡都是当时首屈一指的天文台。
在天堡和星堡中，第谷装备了十多种古代天文仪器，如方位仪、纪限仪、三角仪、象限仪、墙式象限仪、赤道浑仪、大浑仪、天球仪等。这些仪器都是由第谷亲自设计，由工匠们就地制造的。第谷的仪器制造和安装的精度很高，其尺度也往往较大，其中尺度最大的是巨型墙式象限仪和大浑仪。巨型墙式象限仪依附在正南北取向的墙上，故称墙式象限仪，它的主体是一个半径1.8米的刻度精细的铜圆弧，圆弧上装有一个观测天体的瞄准器。南侧一堵东西方向的墙的上端有一观测孔，瞄准器正是透过这一观测孔观测天体的。铜圆弧的内侧是一幅巨大的绘有第谷像的壁画，壁画中第谷的手正指向观测孔。铜圆弧的前方几位观测者正在进行观测和记录。墙式象限仪可以用来测定天体的地平高度以及天体过子午圈的时刻。大浑仪的结构十分独特。它是在北高南低的两基座之上安装了一根与地球自转轴相平行的极轴，直径约3米的大赤经圈装在该极轴上并能绕极轴旋转。从赤经圈中心向外对称地装有两个可沿赤经圈移动的瞄准器。先用其中之一瞄准天体，从赤经圈上读得天体的赤纬值，然后把赤经圈反转180°再瞄准同一天体，也读得其赤纬值，取两次观测的平均值作为天体赤纬观测的最后结果。这种方法可消除许多测量误差，大大提高测量精度。在大赤经圈的下侧有一个半圆弧状的环圈，大赤经圈上的瞄准器对准所观测的天体时，也可同时读出大赤经圈相对于此环圈的坐标位置，用它可以推算出天体的赤经值。
为提高仪器的观测精度，他还十分注意度盘刻度的划分，提出了著名的横断点分弧法，他将度盘中的1°分为6等分，每等分又在横向斜刻了10个点，这样1°内就有60个点，从而使刻度精确到1′。
第谷有一批训练有素的助手，最多时达到40人，其中著名的有朗格蒙太努、威蒂等。朗格蒙太努是一位穷苦农民的儿子，他不愿像父亲一样一辈子种地，15岁进一所中等学校读书，16世纪80年代初考入哥本哈根大学，很可能由于经济上原因，只读了一年便辍学到天堡当助手，此后一直和第谷在一起，直到1597年两人都离开了汶岛。威蒂在1580年前后在汶岛当第谷的助手，1584年到达卡塞尔在威廉四世伯爵处当助手，他曾向这位伯爵详细描绘过第谷的仪器，并介绍了第谷的“横断点分弧法”。伯爵听了非常心动，以致于他专门聘请了一位仪器制造匠，按照威蒂所描绘的图样来改进自己的仪器。第谷对自己的所有助手要求都十分严格，要求他们一丝不苟地进行天文观测，准确地记下每个观测数据。
由于拥有举世无双的仪器以及具有高超的观测技术，因此第谷和他的助手们的观测精度在望远镜问世以前是首屈一指的，所测天体位置的误差已小于2′，几乎已达到肉眼观测所能获的精度极限。
第谷到达汶岛一年多后，就碰上了一次罕见天象——1577年大彗星。第谷首次见到它是在这年11月13日傍晚，从这日起直到翌年1月26日，他一直对它进行了认真、仔细的观测。那时，天堡中几架大型仪器还未建成，他用当时已建成的几架尺寸较小的仪器进行了观测，测定它的坐标位置，研究是否随着天穹的旋转而存在视差位移，他得出结论，该彗星离地球的距离至少为月亮与地球距离的三倍。公元前4世纪，古希腊著名哲学家亚里士多德曾提出，彗星是地球大气中的产物，这种见解直到第谷时代还有很多信奉者。第谷对彗星距离的测定有力地否定了这种错误见解。亚里士多德还提出了一种多重天球层的宇宙理论，这些天球层是一系列以地球为中心的同心球，它们以不同的速度绕地球旋转，由于它们像水晶一样透明，所以不为人们所见，太阳、月亮以及诸行星分别位于这一系列天球层的某几层上，它们的视运动正是这一系列天球层组合运动的产物。第谷发现1577年大彗星实际上在离地球好多倍月地距离处绕着太阳运转，它在运动过程中轻易地穿越了亚里士多德的一个个天球层而未受到任何阻碍，这表明亚里士多德所提出的这种天球层根本不存在。第谷指出，亚里士多德的许多见解来自于思辩，而不是来自于实际的天文观测。
在汶岛，第谷后来还观测了1580年、1582年、1585年和1590年出现的几颗肉眼可见的彗星，但1577年大彗星无疑是他观测最深入、获得成果最多的一颗彗星，甚至十一年之后，在他1588年出版的拉丁文著作《最新天象一览》中，还对该彗星作了专门论述。
第谷精确测定了大量恒星的位置，编制出版了一部列有777颗恒星坐标的星表。该星表的精度远高于古希腊的依巴谷星表和中世纪阿拉伯世界的乌鲁伯格星表，已达到了望远镜问世前凭借古代天文仪器观测所能达到的精度极限。
第谷在汶岛最宝贵的天文观测资料是有关行星方面的，他和他的助手们坚持年复一年地测定各颗行星的视位置和它们在天球上的视运动，积累了大量行星运动的宝贵观测资料，正是这些资料为开普勒建立行星运动三定律准备了条件。
第谷不仅精于天文观测，而且也在考虑宇宙体系这个大问题。他对哥白尼的日心宇宙体系有清晰的了解，曾钦佩地写道：“哥白尼把我们从过去数学家所陷入的矛盾里解放出来，而且他的理论与实际天象更相吻合。”但他又惋惜这一体系无法与上帝创世、人类中心的宗教观念相调和。他还试图去实测恒星的视差位移——如果地球真的在绕着太阳公转，在半年中它从绕太阳公转轨道的一端走到另一端，恒星就应该出现视差位移。但他经过仔细测量，却没有测到任何一颗恒星存在着这样的视差位移。于是他认为哥白尼主张的地球绕太阳转动的理论与实际天文观测并不符合。最后他提出了一个介于哥白尼日心体系和托勒玫地心体系之间的折衷体系——第谷宇宙体系。这一体系认为五大行星绕太阳运行，太阳带着它们绕在宇宙中心静止不动的地球转动，最外层的恒星天每天绕地球转动一周。这一体系完成于1582年，起初第谷只是把它画在星堡顶楼的天花板上。1588年，在他出版的拉丁文著作《最新天象一览》中正式公布了这一体系。在该书中，第谷还认为彗星也像行星一样，它也在围绕太阳的近圆轨道上运转。
第谷在汶岛生活得十分快乐，周围是他的亲人、助手和心爱的仪器。晴夜，几乎每一架重要仪器都有人值班观测，第谷不时巡查，偶尔给他的助手们一些指导，各种天文观测资料日积月累，不断增加。白天，一批批达官贵人不时前去访问，其中有公爵、伯爵、大臣甚至王后。第谷为他们举行豪华的宴会，组织游猎和竞赛。在宴会上，第谷的腿上常常坐着一个据说具有心灵感应奇异功能的侏儒，只要第谷稍加暗示，他就为客人们作即兴表演，供来访的贵宾们取乐消遣。
1588年，丹麦国王腓特烈二世驾崩，枢密院选出四位摄政大臣掌握国家大权，辅佐登基的年方11岁的幼君克里斯琴。摄政大臣中有第谷的好友，因此第谷仍能继续领取优厚的津贴，继续过着令人羡慕的生活。
然而，这种舒心的生活暗暗潜伏着危机。居住在汶岛上的农民都是第谷的佃户，他们每星期得为第谷白干两天体力活，违抗者往往会被第谷关进天堡的地下室忍饥挨饿，直到第谷的妻子偷偷把他们放走为止。在新国王即将成年之际，有一次第谷和他的一个佃户发生了矛盾，第谷甚至给这个佃户带上镣铐。事情闹到丹麦最高法院，尽管最高法院出面干预，但第谷却继续折磨这个可怜的人。设在汶岛的一座教堂归第谷所有，第谷一直享用教堂的收益但却不顾别人的提醒忽视对教堂的维修。第谷每年从王室领取的巨额津贴也遭到其他贵族的妒嫉，于是他们常常将上面这类事情添油加醋地禀告新国王。这位新国王也许不像他父亲那样支持科学事业，他可能认为给汶岛的巨额津贴是不必要的浪费，也许他对第谷折磨佃户的事件深感恼火，认为这是对标榜爱护所有国民的他的一种挑战，因此他要想使第谷知道谁是汶岛的真正主人。总之，当1597年国王20岁、摄政时期宣告结束时，开始独掌大权的新国王便立即大大削减每年给第谷的津贴，使汶岛天文台的经费处于入不敷出的境地。第谷对此满腹愤恨，他遣散了助手，结束了他在汶岛持续21年之久的天文观测，离开汶岛远走他乡。
慧眼识人
第谷在哥本哈根小住一段时间后，离开丹麦来到德国的罗斯托克，他在那里给丹麦国王克里斯琴写了一封信。信上说如果给汶岛天文台的津贴能够恢复，对他的工作能有正确的评价，他依然可以回到汶岛继续他的工作。当这封信送抵丹麦国王手中时，这位国王正在为第谷的突然出走深感愤怒，读了这封信更认为第谷是在对他进行要挟，于是给第谷回复了一封充满谴辞的信。信中说第谷首先应该回国，然后才有可能考虑恢复部分津贴的问题。第谷深感与丹麦皇廷的关系已经搞僵，以往在汶岛的那种黄金岁月再也不会重现了，于是决定不再回丹麦。他又到了德国汉堡附近的万茨贝克，在那里作了一些天文观测，撰写了《天文仪器的结构》一书，并在1598年出版。该书中描述了他自己的各种仪器及使用方法，并附有自传和自己所作的天文发现。他把此书寄给许多人，其中一本送到了波希米亚和匈牙利的国王鲁道夫二世手中。鲁道夫二世以科学事业的捐助人著称，他对第谷出色的天文工作早有所闻，读了这本书更加深了印象，再加上第谷的一些贵族朋友向他游说，于是他决定资助第谷。
1599年6月，第谷应鲁道夫二世之请来到布拉格，鲁道夫皇帝聘他任御前天文学家，年薪3000弗罗林，这是一笔相当可观的巨款。第谷后来给自己的密友、少年时代的家庭教师维德尔的信中说，他的年薪比宫廷中任何一位大臣都高。鲁道夫二世还让第谷在布拉格近郊挑选一个城堡，以便开展天文观测和研究。第谷选择了布拉格以北约30公里的贝纳特基城堡，他带家眷来到那里，一些随身带的仪器立即安装了起来，并立即派人用船搬运汶岛天文台的某些其他仪器，这些仪器于翌年到达贝纳特基城堡。
第谷初步安顿下来以后，就给原先的一些助手发信，请他们前来工作，但只有朗格蒙太努等很少几人接受了这一邀请。正当第谷感到缺乏助手的时候，他收到了在格拉茨的青年数学家开普勒的一封来信，问是否可以前往查阅第谷的观测资料。第谷虽然并不认识开普勒，但几年前曾收到过后者敬赠的著作《宇宙的神秘》。在开普勒这部处女作中，提出了一种构思奇特的理论，认为太阳位于宇宙中心，包括地球在内的六大行星则位于太阳为中心的各个天球上，在这些行星天球之间，分别存在着五种正多面体（正四面体、正立方体、正八面体、正十二面体和正二十面体），而且每一正多面体与其内的那个行星的所在天球相切，而与其外的那个行星的所在天球相接，这样六大行星之间正好被五种正多面体所填满。十分有趣的是，经开普勒精心排列自内向外的五种正多面体的次序之后，由该图像所给出的各行星到太阳的距离之比，竟与哥白尼所给出的诸行星到太阳的距离之比相当吻合。即使在现在，不少人也会将此图像评价为一种高超的数学游戏。当时第谷读了这本书后，虽然不赞成这一图像，但却对开普勒的数学才华十分钦佩。因此，当他得知开普勒即将来拜访自己时，感到十分高兴。他赶紧给开普勒回复了一封热情洋溢的信：“来吧，不是作为一个陌生人，而是作为一个深受欢迎的朋友，像我和我的亲密的同事一样，来共享我的仪器所获得的观测资料吧。”1600年2月3日，开普勒来到贝纳特基城堡拜见第谷。
这以后，开普勒在第谷处工作了四个月之久。应第谷的要求，开普勒应用第谷的观测资料研究火星的运动。第谷与开普勒两人除了都热爱他们毕生的事业之外，在所有的事情上都正好对立：第谷已届中年，正处在事业的顶峰，拥有财富、名誉，并且是个贵族；开普勒初出茅庐，年轻、贫穷、鲜为人知，而且是个平民。于是两人间产生了许多摩擦。由于鲁道夫二世不愿意再雇用一位数学家，所以开普勒无法从皇廷获得工资收入，他的生活费用只能由第谷提供，这种经济上的依附关系，再加地位、名望、年龄上的悬殊，使他只能处于第谷的助手的地位，深知自己才华的开普勒对此深感不快。开普勒一度对第谷产生了误会，但心情暴躁的第谷慧眼识人，认识到开普勒是一位运用观测资料进行理论分析的最佳人选，因此，表现出了惊人的克制，他把开普勒对他的误会看成是耍小孩子脾气，宽容地进行了解释，这使开普勒颇感惭愧。
1600年初夏，开普勒离开第谷返回格拉茨，由于宗教信仰问题，他受尽迫害，陷入困境。当第谷得知这一情况后，再次诚恳地邀请开普勒前来工作，而且宽厚地答应开普勒的条件：开普勒为第谷进行理论研究，而第谷则供养开普勒全家的生活。
1600年10月19日，开普勒携全家来到第谷处，继续他们之间的合作。当时，第谷的一位主要助手朗格蒙太努在完成对月球的研究之后已离开第谷，返回丹麦当上了哥本哈根大学教授。第谷更感到开普勒在他身边工作的重要性。他对开普勒一家关怀备至，在开普勒面前也大大收敛了昔日的傲慢。
1601年初秋，第谷的健康已经不佳，但他却支撑着前去罗森贝格拜访一位男爵，在一次晚宴时突然发病，回家后病情加重，连续几天处于昏迷状态，不幸于这年10月24日逝世。临终前第谷把开普勒叫到床前，把自己长期积累的行星运动资料交给开普勒，嘱咐他一定要尊重观测事实，同时要他运用自己的宇宙体系来进行行星运动的理论研究。还对开普勒说，为了感谢鲁道夫皇帝的知遇之恩，自己本打算编一部以“鲁道夫”命名的高精度星表，但现在只能托付给他了。开普勒一一含泪答应。后来开普勒真的不负第谷的期望，他应用第谷的观测资料发现了著名的行星运动三定律，还编出了高精度的《鲁道夫星表》。
功高千秋
第谷在弥留之际，一再喃喃地说：但愿此生并未虚度。答案是肯定的，他的工作和声望已永载天文学的史册。
第谷出身在一个贵族家庭，但他没有沉醉在贵族的富有物质生活中，而是坚定不移地把毕生精力献身科学事业，这确实是难能可贵的。更难能可贵的是，当时的欧洲经院哲学相当泛滥，这种哲学反对进行实际考察，强调神的启示和繁琐推理，而第谷却能反其道而行之，他始终把天文实测工作放在第一位，在汶岛使用自己研制的第一流的古代天文仪器进行了长达21年的天文观测，从而获得了大量高精度的观测资料。他还谆谆嘱咐开普勒要尊重观测事实。这种持之以恒的信念使他取得了成功，也给后来开普勒的研究点燃了一盏永不熄灭的航标灯。最后，第谷的成功还在于他慧眼识人，发现了开普勒并委托他来完成自己的未竟事业。他与开普勒的合作是科学史上实测工作与理论工作紧密配合取得辉煌成果的范例。也正因为这一成功的合作，第谷在天文学史上的地位更有所提高，使他成为功高千秋的人物。
化学原子学说的创立
许多人都会这样想：科学家必定都是上过大学的人。然而，事实并非如此。英国著名化学家、化学原子学说创立者道尔顿，就只是念过几年小学而自学成才的人。他在化学和物理学方面，都做出了重大贡献。一个只上过小学的人，是怎样勤奋自学成就大业的呢！
家境贫寒的少年
1766年9月的一天，约翰道尔顿诞生在英国农村一个贫苦的家庭里。父亲是个手工纺织工，靠微薄的收入来养活6个孩子，生活十分困难。年幼的道尔顿，只在当地教会办的小学里读了几年书，就被迫辍学了。老师们对道尔顿的辍学都很惋惜，因为他那好学深思的优点深得老师们的称赞。他的数学老师弗莱彻先生说：“在教会的孩子们当中，思想最成熟的就是约翰。”正是由于这位老师的推荐，年仅12岁的道尔顿，便当上了乡村小学的教师。
那时的道尔顿，边教书，边干农活，边学习各种知识。当地一位有学问的教徒鲁滨逊，经常利用业余时间，教他数学、物理等知识，还送他一个自制的气压计。从此，他对自然科学便产生了浓厚的兴趣。
但是，家庭的贫困使道尔顿难以安心工作和学习。他的父母从早到晚不停地在织布机前干活，挣来的钱还是维持不了这个八口之家的温饱。他做教师的收入也很少，没能给父母减轻多少负担。可怜的妹妹和弟弟，由于体弱多病，相续死去。看到这情景，他决定外出谋生，找个挣钱多一些的工作，以减轻父母的沉重负担。
1781年，15岁的道尔顿便来到他表兄办的一所城市学校，做了初级中学的教员。收入增加了，家庭困境也有所好转。在这里，他安下心来自学了拉丁文、希腊文、法文和高等数学、自然哲学、文学等大学课程，还有幸结识了一位盲人学者约翰豪夫。
豪夫是因幼年患天花而双目失明的。他有过人的毅力和才智，掌握多种外语，精通天文学、数学、化学和医学，还具有令人惊奇的触觉和嗅觉，能靠嗅觉将远处的植物分辨出来。
道尔顿十分敬佩这位盲人学者，经常去拜访、求教。豪夫不仅教他掌握了许多新的科学知识，还教会他如何做实验，如何搜集动植物标本，如何做气象观测记录等许多实际本领。正是在这位学识渊博而又待人热情的盲人学者的指导下，道尔顿才迈出了对自然界进行科学研究的第一步。
气象学家
在科学研究上，道尔顿最初感兴趣的不是化学，也不是动植物，而是气象。从1787年起，他就每天观测气象，并认真做观测记录。当时他所用的仪器，主要是自己制造的，还有家乡的鲁滨逊先生赠送的气压计。他常常背起这些仪器外出观测，收集有关大气的压力、湿度、温度以及风力、降水量等多方面的数据资料。他还在自己校园里安装了雨量计。
而对自己苦心收集的气象资料，他认真进行研究、分析并从中探索气候变化的原因和规律。1793年，他的第一部学术著作《气象观测论文集》发表了。在这本书里，他总结了几年来自己观测的结果；介绍了气压计、温度计、湿度计及其他一些仪器的装置；对于云的形成、水的蒸发、降水量的分布等，也进行了科学的分析。在当时气象学还很薄弱的情况下，这部专著的发表，受到科学界的极大重视。由此，27岁的中学教师道尔顿，成了知名人士。当年，就受到曼彻斯特一个学院的聘请，担任了数学和自然科学的讲师。
道尔顿告别了工作12年的中学和导师豪夫，来到了曼彻斯特这个文化发达的城市。这里有藏书丰富的图书馆，可以看到许多新书刊，学到许多新知识；这里有各种学会和学术社团，可以进行学术交流，发表学术讲演；这里还住着许多著名科学家和学者，可以登门拜访、求教和讨论问题。这里对从事科学研究的人来说，的确是一个大有作为的广阔天地。
道尔顿在学院的教学工作负担很重，但他依然坚持自学、坚持气象观测、坚持科学研究。他每天起得很早，睡得很晚。正像他给朋友的一封信中写的那样，为了科学总是“黎明即起，午夜方眠”。
在科学领域中，任何一项成果的取得，都必须付出巨大的努力。这不仅要有足够的时间和精力，要有刻苦钻研的精神，要有知识的积累和不断更新，还必须具备搞自然科学研究的实验条件。但是，道尔顿所在的学院，实验条件缺乏，教学又占用了他过多的时间，对他开展科学研究工作，十分不利。他感到这样继续下去，虽也能多少搞一点研究，但要取得像样的成果，是不大可能的。摆在道尔顿面前的这个难题如何解决呢？倘若辞去学院的工作，专搞科学研究，那么，生活和研究的费用从哪里来？如果辞职后，大部分时间搞研究，而用少量时间做私人教师以保证起码的经济收入，问题不就可以解决了吗！他只能这样抉择了。
1799年，道尔顿辞去了学院的工作，做了私人授课教师。他向一位牧师租了几间房，布置了实验室和居室。每天他仅用两个小时去授课，其余时间几乎都是在实验室里度过的。在这里，他过着简朴的生活，坚持科学研究达25年之久。他一生中最重要的一些成就，都是在这里取得的。
分压定律
道尔顿在辞去学院工作两年后，就发表了有关大气的组成和性质的论文。他论证了大气都是由氧气、氮气、二氧化碳和水蒸气4种主要物质所组成，并阐明了气体受热膨胀等方面的性质。继而他又研究了混合气形成的原因，发表了《弹性流体彼此相互扩散的趋势》的论文，指出气体混合物的形成，是由于气体都具有均匀扩散的性质。
道尔顿对于气体的这些研究成果，虽不属于气象学的范围，但跟他的气象观测密切相关。这正如他自己说的：“由于长期做气象记录，就注意思考大气的组成和性质。使我感到奇怪的是，为什么由多种气体混合而成的大气或其他混合气，竟能在外观上形成一种均匀体呢？”正是基于这种思考，道尔顿才由研究气象开始，进而对气体的性质做了多方面的研究。
随着对气体性质的研究逐步深入，他对气体的压力认真思考起来。他认为，要说明气体的特性，还有一个很重要的方面，就是它的压力。混合气体是由多种气体混合而成的，混合气体中各种不同气体的压力如何呢？它跟混合气的总压力又有什么关系呢？要弄清这样的问题，就必须进行实验。
道尔顿选择了两种互不发生化学反应的气体。在两个体积相同的容器中，分别盛有这两种不同的气体。先测出它们各自的压力。再将一个容器里的气体，引入另一个容器中，使两种气体在同一容器中混合。这时测得混合气的总压力，恰好就等于这两种气体单独占有该容器时的压力之和。如果把混合气中每一种气体的压力称做分压，那么，道尔顿根据实验结果得出的结论就是：混合气体的总压力，就等于组成该混合气的各种组分气体的分压之和。这就是1801年道尔顿发现的一个重要定律，即著名的“道尔顿分压定律”。这一定律的发现，对于物理学的发展是一项突出的贡献。
一个伟大的科学家，是从来不会满足于自己已经取得的成就，而总是在事业上不断地探索和追求的。道尔顿认为，自己在气体研究上的成果以及分压定律的发现，仅仅是总结出客观存在的规律，但还没有揭示出产生这些规律的原因是什么。他又陷入了沉思中：混合气体的总压，恰好就等于各组分气体的分压之和，这究竟是为什么？怎样进行科学的解释呢？
原子学说
根据道尔顿分压定律，混合气体中某种气体的分压，跟这种气体单独占有该体积时的压力是相等的。这就清楚地表明，某种气体在容器里的存在状态，跟容器里其他气体的存在没有关系。由此，道尔顿想到的就是气体必定具有微粒结构。这就是说，气体都是由极小的微粒构成的，不同的气体具有不同的微粒。当两种气体混合时，一种气体的微粒，均匀地分布在另一种气体的微粒之间。因此，这种气体的微粒所表现出来的性质，跟另一种气体的微粒无关。
物质具有微粒结构的观点，并非道尔顿的发明。早在两千多年以前，古希腊的哲学家德谟克里特（公元前460～前370年），就提出物质都是由一些坚硬的、不可再分割的微粒构成的，并把这种微粒称做“原子”（希腊文的原意就是“不可再分割”的意思）。这种古代原子论，是靠观察推测而得出的结论。在当时，并未被科学实验所证实，只是一种哲学观点。后来，到了17世纪后期，也有些科学家提出过物质具有微粒结构的说法，但都不能科学地解释化学现象而未得到公认。
道尔顿也把物质的微粒称做原子，但他的原子学说，跟以往的原子论是不同的。正如他自己所说：“在我之前的各种关于微粒的学说，其共同点在于都认为，构成物质的微粒（即原子）是一些大小相同、一模一样的小球。而我认为，同一元素的原子是相同的，不同元素的原子则是不同的”。
1803年10月的一天，道尔顿在曼彻斯特文学哲学学会上，宣读了自己的论文。他的化学原子学说的要点就是：一切物质都是由原子这种不可再分的微粒构成的；单质由简单原子所构成，化合物由“复杂原子”（即现在说的分子）所构成；不同元素的原子其性质、大小特别是重量即原子量，是不同的。在这里他第一个提出了原子量的概念，并把它看做是区分不同原子的最重要的特征。
在今天看来，道尔顿的原子学说，确有一些不完善之处。他没能把原子和分子这两种不同的微粒加以区分，他说原子是不可再分的，也是不正确的。但是，在当时这一学说的建立，结束了多年来人们对原子认识的混乱状态，在化学发展史上，是又一个重要的里程碑。恩格斯评价说：化学的新时代，就开始于道尔顿的原子学说。
道尔顿原子学说的提出和原子量概念的建立，就像一把钥匙，打开了研究化学定量关系的大门。论文一发表，就立刻震动了英国科学界。许多地方都纷纷邀请他去做学术讲演，但他没有一一答应。他只接受了伦敦皇家学会的邀请，在那里做了“关于原子的相对重量”的讲演。这一课题，引起了化学家们的极大兴趣。人们不再认为原子都是一模一样的小球了，不同原子具有不同的原子量，这就需要一一测定出来。于是，测定原子量，便做为当时一项热门工作，在世界化学界迅速展开了。
世界上最早的原子量表
在测定原子量的工作中，走在最前面的，不是别人，正是道尔顿自己。他在1803年宣读的论文中，就附有一张原子量表。这是世界上最早的原子量表。在这张表里，他列出了6种“简单原子”和15种“复杂原子”的原子量。如果你仔细看看这6种“简单原子”的原子量的话，就会发现，跟现代化学课本上的原子量相比，除氢以外其他原子量都是错误的。也许你会感到奇怪，创立原子量概念的人怎么不能准确测出原子量呢？这除了跟当时的测定技术条件有关外，还跟道尔顿原子学说本身的缺点有关。
大家知道，原子是一种极小的微粒。如果把一亿个氢原子一个接一个地排成队，也只有一厘米那么长。6023000000000000亿个氢原子的质量也只有一克。原子如此之小，如此之轻，不用说是在道尔顿的时代，即使是在科技发达的今天，也无法称量。所谓原子量，并非某个原子的实际质量，而是将某种原子的质量定为一个整数并当作基准，然后，将其他原子的质量与之相比，而得出的相对质量。如果把甲原子的质量定为1，乙原子的质量若为甲原子的2倍，那么，乙原子的质量就是2.道尔顿当时就是选定最轻的氢原子质量为1作基准的。
在选定氢原子量为1作基准后，其他原子的质量是氢原子的多少倍怎样确定呢？这也是个难题。道尔顿解决这个难题的办法是什么呢？他想到当时许多物质的重量组成，已被化学家们测定出来。例如，由氢原子和氧原子组成的水，其中氢与氧的重量比，拉瓦锡已经测定出来。如果知道了水和氢与氧的重量比，再知道它们的原子个数比，那么，氧的原子量就可确定了。
但是，道尔顿所确定的氧原子量是不正确的。其错误来自两个方面。客观方面是当时测定技术落后，拉瓦锡测出的水中氢与氧的重量比是1：5.5（应是1：8）。主观方面是道尔顿又武断地假设了水中氢原子与氧原子的个数比是1：1（应是2：1）。这样，因为氢原子量已规定为1，那么，氧原子量就是5.5了。按照类似方法，又定出了其他一些“简单原子”和“复杂原子”的原子量。这就是世界上第一张原子量表的由来。
为了减少因测定技术造成的误差，1807年道尔顿又亲自进行实验测定物质的重量组成，纠正了一些测定的错误。但是，他对自己的有关原子个数比的假设，却没有重新考虑。因而他在1808年发表的原子量表，仍然充满了错误。
道尔顿原子量出现错误的根本原因，就在于他在缺少实验事实为根据的情况下，错误地确定了“复杂原子”（如水）中的原子个数比。这个错误不久便被人发现并提出了纠正意见。
对道尔顿的原子个数比给予纠正的是年轻的意大利物理学家和化学家阿佛加德罗（Amldlo Avogadro，1776年～1856年）。他是从盖吕萨克的气体反应体积定律中得到启发，而提出自己的观点的。
1805年，盖吕萨克就做了这样的实验：用100体积的氧气，跟氢气充分反应生成水蒸气时，所消耗的氢气为199.89体积，即约200体积。这说明，化合成水的氢气与氧气的体积比约为2：1.他认为，在相同温度、相同压力的条件下，相同体积中所包含的原子数目应该相同。既然氢气和氧气化合成水的体积比是2：1，那么，水中氢原子与氧原子的个数比也应是2：1.
这样看来，原子个数比的难题，不就完全解决了吗？事情并不这么简单。因为，按照道尔顿的原子学说，物质都是由原子所组成。单质是由单个原子所组成，化合物是由不同原子形成的“复杂原子”所组成。如果水中氢与氧的原子个数比是2：1的话，那么，就是2个氢原子与1个氧原子化合生成1个水原子（“复杂原子”）。这个过程如果用现代元素符号（H代表氢，O代表氧）表示的话，就是：
2H+OH2O
原子个数比：211
根据盖吕萨克提出的规律，原子个数比就应该等于气体体积之比，即氢气、氧气与生成的水蒸气体积比，也应是2：1：1.但实验结果却是2：1：2.水蒸气的体积比理论推算增大了一倍。
这个矛盾如何解决呢？是阿佛加德罗于1811年提出了“分子”的概念，使问题迎刃而解。他认为，一切物质都是由分子组成的，分子则是由原子组成的。单质分子由同种原子组成（如氢气分子由2个氢原子组成，分子式为H2；氧气分子由2个氧原子组成，分子式为O2），化合物分子则由不同原子组成（如水分子由2个氢原子和1个氧原子所组成，分子式为H2O）。他还提出，在相同温度、相同压力下，相同体积的任何气体所包含的分子数是相同的。据此，氢气与氧气化合生成水蒸气的化学反应就是：
2H2+O22H2O
分子个数比：212
气体体积比：212
这样，气体的分子个数比跟气体体积比是相等的，跟实验结果完全一致。
毫无疑问，阿佛加德罗的分子学说，弥补了道尔顿原子学说的不足，对物质结构理论的发展是个重大贡献。令人遗憾的是，这一学说提出后，却受到了包括道尔顿在内的许多名家的冷落和反对。道尔顿坚持认为相同原子互相排斥，不可能结合为分子。后来的科学实践证明，道尔顿的这一观点是错误的，阿佛加德罗的理论是正确的。
这件事在告诫人们，一个成就非凡的科学家，他的观点，即便是在科学领域中的观点，也不可能是完全正确、永远正确的。科学总是在不断修正错误的过程中向前发展的。一个伟大的科学家，他之所以伟大，并不在于他是一个没有错误和缺点的人，而在于他对人类和社会进步的奉献，在于他献身科学锲而不舍的精神。道尔顿正是这样的人。
奋斗终生
道尔顿从一个只上过几年小学的农村少年，到后来成为在世界科学界都享有盛名的科学家，他把毕生的精力都献给了科学事业。当有人问他成功的秘诀在哪里时，他的回答就是：“不懈地努力！”
道尔顿在他一生不懈地努力中，克服了重重困难，付出了巨大的心血。还处少年时代的道尔顿，就开始独立谋生，在穷困中生活。后来，他为了有充分时间搞科学研究，竟辞去了收入较多的大学讲师的工作，做了家庭教师。在他成名之后，如果想谋得一个收入多的职位，是轻而易举的。可他没有这样做，依然过着清贫、俭朴的生活。1818年，英国政府曾用重金聘请他做一个考察队的专家，一年只需工作三四个月，就可拿到四五百英镑的报酬。可是，道尔顿谢绝了，他依然在艰苦的条件下，继续原子量的测定工作。为了节省开支，在他的实验室里，许多仪器都是他自己用玻璃吹制的。
由于道尔顿在科学上的重大贡献，受到美国及欧洲科学界的极大的赞誉。许多名人、学者都跟他建立了联系。当这些名人、学者来到道尔顿的实验室和住处时，无不对其简朴的生活和工作条件感到意外。这位世界著名的科学家，一生都是在这样一种让人感到意外的简朴环境中度过的。
在这里还要提到的是，道尔顿为了科学研究，不仅要克服经济上的困难，还要克服自己是个色盲这种生理上的困难。由于色盲在化学实验中就难以辨别反应的颜色变化。但他没有因此放弃化学研究，而且把色盲当成了自己的一个研究课题，还在一个刊物上发表过关于色盲症的论文，阐述了色盲的遗传规律。近代生理学家都认为，色盲症的科学研究，是从道尔顿开始的。在生理学的发展史上，他也是一位令人怀念的学者。
道尔顿把毕生的精力都献给了科学事业。他终生过着独身生活，没有结婚。他曾对朋友说：“我没有时间谈爱情。”他一生中的绝大部分时间，都是在工作中度过的。他早年研究的是气象，后来的研究虽转向物理学和化学方面，但对气象的观测，他从未间断过。从21岁开始，直到去世，每天进行气象观测并做记录。时间长达57年之久，观测记录竟有20万次之多。这充分表现了道尔顿对于科学事业的那种坚持不懈、持之以恒的高贵品质。
道尔顿一生完成的著作有50多种，仅在曼彻斯特文学哲学学会所作学术报告就有100多次。1816年，道尔顿被选为法国科学院通讯院士，1817年，被选为曼彻斯特文学哲学学会会长；1822年，被选为英国皇家学会会员；1826年，英国政府授予金质奖章；1832年，牛津大学授予最高荣誉——法学博士学位。此外，柏林科学院和慕尼黑科学院也都选他为名誉院士。
道尔顿是个一心一意搞科学，从不追求名利、从不追求享受的人。以他的科学成就而论，早应该成为英国皇家学会的会员。可是，1810年当有位著名科学家推荐他为会员时，他拒绝了这个荣誉。12年后，是在他不知道的情况下，才被选为皇家学会会员的。1833年，曼彻斯特市政委员会通过决议，为表达全体市民对道尔顿的崇敬心情，要在市政大厅竖立道尔顿的雕像。对此，他曾表示：如果我不是怕伤害曼彻斯特市民的好心的话，我就一定不能同意这样做的。
1837年，道尔顿的健康状况已明显下降，行动坐卧都不便利，但他依然坚持做实验、写论文，请人代为宣读。1842年，年已76岁的道尔顿，抱病参加了英国科学促进会的年会。在会上他对大家说：“我还能做化学实验，只不过做实验所费的时间，要比过去多三四倍。”他的话使大家很受感动。从这里，人们看到，这位年迈的科学家，在健康受到严重损害难以工作的情况下，所想所做的仍然是科学事业。
1844年的7月26日，道尔顿的生命已经垂危。但是，他仍然竭尽全力作了最后一次气象记录。他用颤抖的手，艰难地记下气压计和温度计的读数，并写下了“微雨”两字。次日清晨，道尔顿就在他那简朴的卧室里，与世长辞了。
这位伟大科学家的逝世，震动了曼彻斯特城和整个英国。川流不息的各界人士在市政大厅里向道尔顿的遗体告别，持续了两周。8月12日，人们在肃穆的哀乐声中为他举行了公葬。
道尔顿用他那坚实的脚步，走完了78年的艰辛路程，带着人们的无限崇敬离开了人世。但他那杰出的业绩和他那高尚的品格，将永远留在人间。
维勒冲破“生命力论”
从18世纪到19世纪初期，化学界广泛流行着一种“生命力论”。它认为，有机物都来自有生命力的动、植物体，不可能用人工的方法来制造。这种把有机物神秘化的说法，人为地在有机物和无机物之间，制造了一条不可逾越的界限，严重阻碍了化学的发展。
1828年，科学界发生了一件大事，有人用无机物人工合成了有机物——尿素，以实验事实冲破了“生命力论”，为有机化学的发展开辟了广阔的道路。这位功绩卓著的人就是德国化学家弗里德里希维勒。
弗里德里希维勒1800年7月31日生于德国梅因河畔法兰克福城附近的埃斯欣姆。十几岁时就特别喜欢收集矿物和做化学实验。他对化学实验的爱好，到了入迷的程度。有时不动手做点实验，就难以入睡。也许正因为如此，后来他才从实验中有了重大发现。
卧室就是实验室
维勒在上中学时学习成绩不是很好，有时数学作业都不能按时完成，为此，老师还向家长告过他的状。可是，你到他家的二楼走进维勒的房间时，定会使你感到惊奇。这哪里像个居室，简直就是一间小小实验室。屋里摆满了烧杯、烧瓶、量筒、研钵，还有曲颈甑。地下几只木箱，盛满了各色各样的矿石。他常常在下课后钻进这个小小实验室，对照着一本《化学实验》书，做化学实验。他把做实验当成自己的最大乐趣。就因为这样，他时常忘了去完成老师布置的作业。
他的父亲并不支持他的这种爱好，甚至都不知道儿子的这个小小实验室是怎么搞起来的。但他父亲的一位好友布赫医生，却非常喜欢他。当他的《化学实验》书被生气的父亲没收以后，布赫医生便把自己的化学书借给他看。就此机会，他读了不少大化学家的著作和论文。
随着化学知识的增长，他觉得再在自己的实验室里做些硫燃烧之类的小实验，已经很不够了。他从一篇论文中看到，英国化学家维戴用电流成功地分解氢氧化钾和氢氧化钠，而制得两种新金属钾和钠。这引起了他的极大兴趣。他也要试一试用电解法制金属钾的实验。
还是在布赫医生的帮助下，他找来铜和锌板制成了电池，然后把两个电极插入熔融的氢氧化钾中。经过多次长时间通电，都未成功。他认为，自制的电池可能电流强度不够。但他不甘失败，又翻阅了许多书刊。他看到了盖吕萨克和泰纳提出的一种用高温还原制钾的方法。决定改用这种方法制取。他东奔西走，找来大石墨坩埚、风箱、木炭等等。小小实验室已不够用，他就把厨房也占用了。这次实验终于获得成功。制出的金属钾虽然只有很少的几粒，但用它与水反应时，现象跟文章里说的完全符合。
维勒，一个十几岁的中学生，在自己那简陋得不能再简陋的小小实验室里，靠自学、自己查阅资料，做了大量的实验。这充分表现出他那不凡的化学才能，为他以后的科学研究工作打下了很好的基础。
投奔名师
1819年，19岁的维勒成了马尔堡大学的大学生。按照父亲和家人的意见，他学的是医学，为的是让他能继承父业成为一个有名望的医生。但是，对维勒来说，感兴趣的还是化学，而不是医学。
入学后不久，他就把自己住的宿舍变成了化学实验室。每天下课回到宿舍，他就要做化学实验。否则，他躺在床上就难以入睡。就是在这间屋里，他对硫氰酸汞的性质进行了实验研究，并写出了第一篇科研论文。这篇论文发表后，得到著名化学家贝采利乌斯的好评。
为了使自己的化学研究能得到名师的指导，上大学的第二年，他便转到有著名化学家格梅林任教的海德堡大学。因为格梅林看过不久前他发表的论文，认为他的化学知识深厚、扎实，并具有很好的实验才能，同意他到自己实验室工作。这件事使他格外高兴。
格梅林的实验室，设备完善、药品齐全，他工作起来非常得心应手，再加上名师的指导，他的研究不断取得新的成果。1822年～1823年间，他连续发表了有关氰酸盐的制取和性质的论文。随后，他又研究有机体的排泄物，做了动物实验，从尿中分离出尿素。这对尿素的性质进行了详尽的研究。这些研究成果，都得到了教授们的称赞。
1823年9月，维勒顺利通过了毕业考试，并获得了海德堡大学医学博士学位。毕业后到哪里去？他对格梅林教授说：“如果让我离开化学，我的心就无法跳动。”格梅林教授热情鼓励他献身化学科学，并立即写信向瑞典著名化学家贝采利乌斯推荐了他。
不久，维勒便来到了贝采利乌斯的实验室，作为留学生进行了一年的研究。这是他第二次投奔名师。
贝采利乌斯是当时世界上最有名望的化学家。他在化学研究中，涉及的领域最广，科学成果最多，实验水平最高，被誉为世界化学大师。他研究工作的特点是，严密精确、观察细致、描述清晰、系统性强，但又在许多问题上表现得固执、保守。贝采利乌斯给维勒的课题是沸石的定量分析。这是一个难度很大的分析工作。正因为如此，维勒在这位名师的指导下，收益很大。
1824年秋末，维勒的留学期限已满，他恋恋不舍地离开了贝采利乌斯，返回故里法兰克福。准备做些休整，再谋职业。但实际上，这个跟化学实验结下了不解之缘的年轻人是不会真正休息的。不几天，他的居室又变成了实验室。在这里，他又做了氨与氰酸反应制取氰酸铵的实验。但实验结果却出乎他的意外。他把反应后的溶液加热，然后冷却结晶，得到的白色晶体，并不具有氰酸铵的化学性质。因为氰酸铵与碱反应能放出氨气，但他的实验没有放出氨气；氰酸铵与酸反应会产生氰气，也没有发现氰。这种晶体到底是什么？他当时没能作出结论。
1825年，他接受聘请，在柏林工业学校任教。维勒一生中最卓越的成就，都是在这里取得的。
最早制成金属铝
他的第一项卓越成就，是制出了金属铝。
铝是地壳中分布很广、蕴藏量很大的元素。除了氧和硅之外就是铝了。但由于它的性质活泼，自然界没有游离的铝单质，均以化合状态存在，其中以铝硅酸盐为最多。如粘土、长石、云母等。
因为铝的性质活泼，所以要从铝的化合物提炼出纯的金属铝，并不是一件容易的事。1808年，大化学家贝采利乌斯和戴维曾用电解法分解铝土（含氧化铝）来制取金属铝，但没有获得成功。后来，维勒的朋友、丹麦化学家厄斯泰德又用生成铝汞齐的方法制取，也因为制得的铝不纯，未得到科学界的公认。
1827年，维勒先重复了厄斯泰德的方法，找到了铝不纯的原因。他又设计了用反应生成的无水氯化铝与钾高温反应的方法，终于获得了成功：灰色粉末——金属铝制取出来了。尽管他当时制得的铝很少，但他是第一个找到制铝方法的人。
后来，法国化学家亨利德维尔，研究了维勒的方法并加以改进，制出了第一块银白色的铝锭。在当时，铝还没有大量生产，其价格跟黄金一样贵。德维尔说这是“来自粘土的白银”。此后，他就全力以赴研究出工业生产的方法，生产出大量的铝锭。
当德维尔制出铝锭并实现了工业生产后，有人就认为，德维尔才是铝的发现人。但德维尔本人仍然认为，维勒是第一个找到制铝方法的人。他用在博览会上展出的第一块铝锭，铸了一枚勋章，上面有维勒的名字和维勒提出制铝方法的年代——“1827”。他把这枚勋章赠给维勒。从此，他们二人结下了深厚的友谊，还共同做了一些课题的研究。
科学技术总是不断前进、不断发展的。继德维尔之后，美国的豪尔和法国的埃罗又研究出电解制铝的方法。现代工业生产中采用的就是电解法。
显然，我们不能以今天的科技水平，来衡量或贬低一个科学家在历史上的成就。我们要用历史唯物主义的观点，根据当时的历史条件，来评价一个人或一项成果所具有的价值。这样才会正确看待1827年维勒制出金属铝的功绩。
在维勒制出金属铝的第二年，又取得了一项具有历史意义的成就。这就是用无机物合成了有机物。
冲击“生命力”论
我们把物质分为有机物和无机物，是有一个历史过程的。17世纪后半期，化学家把自然界的物质，按照它们的来源分为矿物物质、动物物质和植物物质三大类。后来发现，植物中存在的一些物质，动物体内也存在。这样，动物物质和植物物质间的界限便消除了。于是，就把所有存在于生物界的物质统称有机物，意思就是有生机的物质；而把其他物质统称无机物，意思就是没有生机的物质。人类应用有机物的历史是很长的，但人类制取有机物则是18世纪末期才开始的。当时制取的有机物全来自生物体。例如，从动物的尿中制取尿素；从葡萄汁中制取酒石酸；从柠檬汁中制取柠檬酸；从酸牛奶中制取乳酸等。由此，人们得出一个结论，有机物只能来自生物体，不能用人工的方法来合成，并认为生物体内存在着一种“生命力”或者叫“活力”，有机物就是靠这种“生命力”而产生的。这就是直到19世纪初期，广为流传的“生命力论”，或者叫“生命力学说”。当时，包括贝利乌斯在内的许多大科学家，都相信这种学说。
果真有机物与无机物之间，就存在着这样一条不可跨越的界限吗？果真用无机物不能合成有机物吗？1828年，维勒用实验事实对此做了完全否定的回答。
这个实验就是他在4年前做过的。他用氨和氰酸本想制取氰酸铵，但得到的白色晶体却不具有氰酸铵的性质。这种白色晶体是什么？当时他没有作出结论。4年后，他重做这个实验，并对白色晶体作了认真的分析、检验，证明这种白色晶体就是尿素〔化学式为CO（NH2）2〕。这正是他上大学时，从动物的尿中分离出来的尿素。那是从动物体中得来的，而这是人工合成的。他总结自己的实验结果，发表了题为《论尿素的人工制成》的科研论文。这篇论文就像是一发重炮，有力地冲击了流传已久的“生命力论”，破除了无机物与有机物之间那条人为的界限，为有机化学的发展开辟了新的途径，从而结束了不能用人工合成方法制取有机物的历史。
论文发表后，在化学界引起强烈反响。那些顽固坚持“生命力论”的人，还在千方百计地进行辩解。有人说，尿素是动物体的分泌物，是界于有机物与无机物之间的物质，不能算做真正的有机物。要制取真正的有机物，还是要靠“生命力”的。
但是，“生命力论”的辩护士们并没有守住自己的阵地。继维勒之后，科学家又陆续合成了醋酸、葡萄酸、柠檬酸、琥珀酸、油脂类及糖类物质。在大量无可争辩的事实面前，“生命力论”彻底被推翻了！正如恩格斯所说：“新创立的有机化学，它一个跟一个地从无机物制造出所谓有机化合物，从而扫除了这些所谓有机化合物的神秘性的残余。”
维勒与李比希
维勒在合成了尿素之后，为了进一步弄清尿素CO（NH2）2与氰酸铵NH4CNO的关系，他又继续做了研究。1823年，他分析过跟合成尿素有关的氰酸银的组成，结果发现，氰酸银的组成和化学家李比希对雷酸银组成的分析基本相同。为什么性质截然不同的两种物质组成竟然是相同的呢？他和李比希对此都没能做出解释。有一次，他们在朋友家里相遇，一见面就讨论起这个问题。当时，李比希还怀疑维勒测定的数据是不是有错误。当两人十分详尽地介绍了自己的实验后，疑虑便打消了。这次长时间的交谈使他们之间建立了友谊，并决定今后在研究工作中携手合作。
氧化银含量氰酸含量
氰酸银：77.23%22.77%
雷酸银：77.53%22.47%
从1829年开始，他们共同研究了氰酸、苦杏仁油等课题，还共同编辑出版了《物理学和化学年鉴》。他们感到迷惑不解的问题，也因为贝采利乌斯提出了同分异构的概念，而得到了解决。同分异构就是指组成相同而结构不同从而表现出不同性质的现象。氰酸银和雷酸银就是同分异构体。由此不难得出，尿素CO（NH2）2和氰酸铵NH4CNO也是同分异构体的结论。
1831年，由于李比希的推荐，维勒担任了卡赛尔工学院的教授。这里和柏林相比，离李比希工作的吉森大学更近了。他们经常会面或通信，商讨化学上的问题，还经常共同署名发表文章。他们这种志同道合的友谊，一直延续着、发展着。
由于维勒在化学上的卓越贡献。德国著名的格丁根大学于1836年又聘请他担任教授。欧洲几乎所有国家的科学协会、科学院和大学，都相继授予他名誉会员、名誉院士和名誉博士称号。1872年，英国皇家学会又授予维勒一枚金质奖章。
晚年，他的健康状况虽不如以前，但他依然进行研究，没有离开自己的实验室。1882年7月31日，在格丁根，他度过了82岁寿辰，两个月后便病逝了。临终前他还留下遗嘱，不要为他树立纪念碑。
开创钢铁时代的发明家
钢铁对于今天人们的生产生活来说是太重要了。只要稍微注意一下，就会发现，几乎到处都需要钢铁，做饭需要铁锅，切菜要用钢刀，盖高楼要用钢筋，火车、汽车、铁路、机床以及各种各样的机器，都是钢铁制成的。钢铁的拥有量，在今天仍然是一个国家经济实力的一个重要标志。可是在一百多年以前，无论哪个国家还都不能大量生产钢，钢在那时还是一种贵重金属。钢的大批量生产是从19世纪中叶才开始的。因为只是在这时才有了新的炼钢法的发明和应用，其中转炉炼钢法又是最先发明的。发明转炉炼钢法的人就是英国发明家亨利贝塞麦。由于这项发明又引发了一系列的发明，使钢铁的大批量生产成为可能。所以，贝塞麦被誉为开创钢铁时代的发明家。
性格反常的人
1813年1月19日，亨利贝塞麦生于英国哈福德郡的查尔顿。父亲是一位从事科学技术工作的法国人。也许由于受到家庭环境的熏陶，亨利贝塞麦从小就对科学技术有了浓厚的兴趣；刚进入社会的时候，就已经开始显露出了一个发明家所应有的品格。不过在他的少年时代可从来都没有想过，要当一个钢铁技术发明家。
1831年，贝塞麦刚刚18岁，就来到了英国的首都伦敦。当时的英国正是工业革命的序幕开始拉开的时候。首都伦敦的一切对于贝塞麦来说都有一种新鲜感。但是他在伦敦所从事的工作，却有点使他头痛。他在一家邮政事务所工作，每天都是在往来的邮件上盖邮戳。一天之内同样一个动作重复几百甚至上千次。对于一个缺乏探索精神的人来说，是司空见惯的事。但是对于一个探索者来说，却能从司空见惯的事物中，发现不寻常的问题，并试图解决它。贝塞麦就是这样。他越来越发现自己不能忍受这种工作的单调乏味，因此便开动脑筋，试图发明一种装置，用来代替这种单调的工作。
于是，他买来许多工具和零件，每天下班之后，就开始琢磨，一个人搞起试验来。有人说贝塞麦有点反常了。别人干了那么长的时间，也没感到它有什么不好；贝塞麦刚刚干了不久，就想改进它，确实有点“反常”。科学家、发明家所要干的事，往往都是“反常”的，这也正是一个发明家和一般人所不同的地方。贝塞麦不顾别人的冷嘲热讽，经过一段时间的努力，还真的发明了一种自动盖邮戳的机器。这项发明立即引起英国政府有关部门的重视，决定在全国邮政部门推广。
英国在1623年就制定了专利法，承认专利权人在一定期限内有制造和使用其发明产品的垄断权利。就是说一个人有了发明，就应向专利部门申请专利，并通过获得专利权来保护自己的发明的合法权益。但是年轻的贝塞麦不懂得申请专利，他的第一项发明竟无偿地被人使用了。邮政部门虽然推广应用了他的发明，但却没有给他任何报酬。只是到后来，英国国王因这项发明才封授贝塞麦骑士爵位。完成这项发明后不久，贝塞麦就离开了邮政事务所，进了一家铁工厂。在那里，他又很快完成了一项发明，即制造金属粉末的机器。这一次，他懂得了应该利用专利来保护自己的发明权，并立即申请了专利。贝塞麦确实是一位具有一种特殊性格的人。由于他并不认为现有的一切都是对的，因此，无论在哪里，他都能发现问题，也都能有所创造。比如，他还曾对制糖压榨机、望远镜、铅笔等的制造进行过多项革新。
改造步枪
1853年，沙皇俄国入侵土耳其，爆发了俄土战争。第二年，正在向西南亚扩张势力的英国和法国，又支持土耳其反对沙俄，由此引发了所谓的克里米亚战争。作为具有法国血统的英国人，贝塞麦觉得支持这场战争是自己义不容辞的责任。他决定发挥自己的才能，来提高武器的威力。为此，他开始了对步枪的研究。
我们都知道，中国人不仅发明了火药，而且是筒形火枪的发明者。不久，中国人的发明便传到了西方。西方人又不断地对火枪加以改进。其中最主要的改进就是在枪筒中开设来复线，以增加子弹射出枪膛的速度，究竟是谁发明了来复线，众说不一。大约在公元1500年就曾有过加有来复线的猎枪。但是直到19世纪中叶以前，在枪筒中加有来复线的枪还很少见。贝塞麦首先研究的就是一种旧式的滑膛步枪。他发现，这种枪的明显缺点就是射程近，命中率低。当时英国陆军使用的就是这样的步枪。贝塞麦经过反复研究探索，制成了加有来复线的步枪，也就是在枪膛内部开设螺旋线，这样就可以使子弹在发射中旋转着前进，不但射程远，而且命中率也大大提高。
当贝塞麦把自己新研制的新式步枪首先推荐给英国的时候，他本以为会立即受到欢迎。然而，一向因循守旧的英国陆军部，对于贝塞麦的发明却毫无兴趣。这使贝塞麦大为失望，不得不将这种新式步枪拿到法国。新即位的法国皇帝拿破仑三世对这项发明极感兴趣，很快就对这种枪进行了试验，并获得了成功。步枪改进的成功，使贝塞麦又产生了一个新的设想，即把来复线原理推广到大炮上去。拿破仑三世对贝塞麦的这一设想也积极支持。为此，贝塞麦开始研究在有来复线炮筒中运行的所谓旋转炮弹。
1851年底，在阿萨斯诺靶场，对这种新型炮弹进行试射。军官们对这种试验非常担心。当时的炮筒还是用铸铁制造的，在炮筒内部开设来复线，是为了使炮弹旋转加速前进。为此，就必须使炮弹与炮身密切配合，不然的话，爆炸气体就会泄漏。在火药爆发时，炮筒内的压力非常之高；炮弹与炮筒密切配合，又势必使铸铁炮筒容易发生破裂。贝塞麦后来曾说，这是导致他寻找新炼钢方法的“一个火花”。
寻找新炼钢方法的火花，引发了贝塞麦探索的激情。此时，他记起了曾给予他以极深刻印象的一件事。
1851年，在伦敦的第一届国际博览会上，已经完成工业革命的英国，完全用钢铁和玻璃建造了一座“水晶宫”，用作博览会的会场，以此来炫耀它的强大。也就是在这个博览会上，德国却用另一种方式显示自己的实力：它在中央展览厅展出了克虏伯铁工厂的野炮。这种野炮不是用铸铁而是用钢铸成的。贝塞麦对此特别感到惊奇。因为当时的英国虽然钢铁工业已经比较发达了，但用坩锅法炼钢，每次也只能炼出35千克铸钢，要想铸造这样的大炮，那是相当困难的。从这里，贝塞麦已经认识到，要想制造钢铁大炮，必须先要解决大量快速的炼钢问题；而要想大量快速炼钢，就必须有新的炼钢方法。
转炉炼钢法的发明
人类在两千多年以前就已开始使用铁器。但直到18世纪末以前，人类所使用的主要是铸铁（或称生铁）和熟铁，钢的产量还很少。我们都知道，生铁、熟铁和钢之间的区别主要是看它们中间的含碳量的多少。铁中含碳量很少的叫熟铁，含碳量大的叫生铁。铁中含碳量在0.2%—1.5%之间就是钢。熟铁强度大，但质地柔软；铸铁强度小，很脆，但质地坚硬；钢则兼有两者的优点，它比铸铁强度大，又比熟铁硬度高，所以只有钢才更能满足人类对材料的需要。但要炼出含碳量适中的钢来并不容易。中国有句成语，叫“百炼成钢”，那是因为开始炼出来的是生铁，里面含碳量高，又有杂质，经过反复冶炼锻打，既脱碳，又去除了杂质，才能成为钢。当然还有其他炼钢方法，无非都是往熟铁里渗入适量的碳，或者使铸铁去掉多余的碳。
在贝塞麦生活的那个时代，人们仍然要通过复杂的程序，把适量的碳渗入到熟铁里去，才能炼出优质钢。本来熟铁的价格就比生铁贵，钢的价格更高于熟铁，所以那时钢还是一种贵重金属，用量也极少。1850年英国铁的产量为250万吨，但钢的产量只有6万吨。
当贝塞麦转向研究炼钢时，他对冶炼技术简直是一无所知，但他决心学习。他很快就弄清了铸铁之所以会这样脆，是因为它含碳量很高的缘故；要获得钢，关键是要降低铸铁的含碳量。传统的方法是将铸铁先变成纯铁再渗碳，其成本太高，因此贝塞麦所面临的课题是，如何用低廉的成本除去铸铁中的碳。
贝塞麦沿着这个线索继续思考。他想，要除去铸铁中的碳，就应当在熔化了的铁水中加入氧气来燃烧掉多余的碳。那么，用什么方法加入氧气并使成本最低而又最简便易行呢？空气里含有氧气，能否用吹入空气的方法来代替加燃烧而把碳烧掉呢？这种想法看来似乎很荒谬，不是增加燃料，而是吹入空气，这样做难道不会把铁水吹冷，从而使铁水凝固吗？
1855年，贝塞麦开始了他的炼钢实验。在当时，几乎没有人支持他的想法，甚至连参加实验的工匠们都警告他说，不加焦炭光吹空气会使铁水在炉中凝固的。贝塞麦追述当时实验的情况时说，这次实验使他不得不和“不信任的以及深感困惑的人们打交道”。
贝塞麦没有听从人们的警告，坚持进行了实验。他把铸铁水倒入经他设计和制造的一个罐型装置中，然后从罐口鼓进空气，不久就有褐色的烟雾逸出。这时炉温不仅没有下降，反而上升了。原来铁水只有1350摄氏度，结果上升到1600摄氏度。这证明空气先将铁水中的锰和硅氧化，生成了氧化锰和氧化硅，同时铁水中的碳也被氧化，生成了二氧化碳。正是由于炉料的“燃烧”，出现了白亮的火焰，使炉温上升了。大约十多分钟之后，火焰消失了，又开始放出浓重的褐色烟雾。说明铁水中的磷也被氧化，去除了。贝塞麦用了不到半个小时的时间就炼出来一炉钢水，实验取得了完全的成功。接着，贝塞麦又把罐型装置的固定方式加以改进。原来是固定式结构，为了便于把炼好的钢水倒出来，便改为转动式的结构，所以这种炉子叫作转炉。
当时的英国从瑞典进口棒状铁，是用这种棒状铁作原料来炼钢的。这种棒状铁的价格每吨为15～20英镑。贝塞麦用高炉的铁水作原料，其铁水价格仅为3英镑。用棒状铁来炼钢也极为麻烦，要先将棒状铁在炼钢炉里慢慢加热两个昼夜的时间，然后再将棒状铁深藏在炼钢炉内用石块组成的隔架中，再用碳粉一层一层地隔开，大约几天之后，棒铁呈现白热状态；再经过两天，等炼钢炉冷却，才能把已经变成钢的棒材抽出来。这样炼出来的钢被称作泡钢，即渗碳钢。炼钢过程到此还没有最后完成，还要把钢棒一小段一小段地割开，放进只能容纳40磅和50磅的坩锅内熔化，每熔化一吨钢又需2-3吨焦炭。
贝塞麦在谈到自己发明的价值时说：“若使用我的方法，则只需要20～30分钟就足够了……而且用坩锅炼钢只能生产40～50磅，若是改用我的方法则每次可以生产5吨钢。以往的办法生产每吨钢需要花费50～60英镑的费用，但用我的方式则每吨只需要5～6英镑就够用了。”
为什么能作出如此巨大价值的发明贡献呢？贝塞麦在总结自己的发明经验时这样说：“比起许多研究同样问题的人，我有一个极大的有利条件，那就是我没有被长期既定的惯例所形成的观念束缚思想，造成偏见。我也未受害于现有的一切都是对的那种普遍的观念。”
发明后的悲欢
1856年，贝塞麦陆续将自己的发明分别在欧洲的一些国家和美国申请了专利，并得到了批准。没有想到的是，他在美国的专利申请不久便遇到了麻烦。一位叫作威廉凯利的美国人向专利局提出申诉，提出自己比贝塞麦更早发明了这种“无燃料炼钢法”。
原来这位威廉凯利（1811～1888）是美国宾夕法尼亚州匹兹堡的糖锅制造者。1847年，他在肯塔基的爱丁博罗开办了一家铁工厂，开始试验新的炼钢方法。有一天，他偶然发现，当炼钢炉中铁水上面没有木炭覆盖时，向铁水中吹入空气可以得到高温。从这一事实中，凯利悟出通过吹入空气可以除去铸铁中所含的碳。由此，他发明了所谓“空气沸腾法”，其特点是使铸铁中的碳迅速燃烧而获得高温，这样就可以用极为简单的方法将硬而脆的铸铁大量地炼成钢。凯利到处游说，宣传这种新的“无燃料炼钢法”的优点，然而，没有一个炼铁业者相信他的这种炼钢法。
后来，凯利一个人离开故乡，到一个偏僻的森林里继续搞他的实验，并于1851年建造了七座采用这种新方法炼钢的最早转炉。在其后的五年时间里，他一直秘密地进行生产。直到1856年他才提出专利申请。这时他才知道英国人贝塞麦在这一年也发明了与他相同的炼钢方法，并取得了美国专利。为此，他向专利局提出了申诉。
1857年6月22日，美国专利机关作出更正，承认了凯利的专利，正式认定凯利是最早的发明人，并撤销了贝塞麦在美国的专利权。实际上，应当是两个人独自发明了这种炼钢法。在发明史上，这样的事例可以说是屡见不鲜的。
如果说这件事对贝塞麦构成了某种打击的话，那么随之而来的另一件事则更令他沮丧。
1856年8月11日，贝塞麦在切尔腾纳姆举行的英国科学振兴协会的年会上，发表了题为《不用燃料制造熟铁和钢的方法》这一论文，详尽地公布了他发明的炼钢法，并立即受到大多数钢铁厂主们的欢迎。钢铁公司掀起了建造“高炉”的狂潮，打算采用这种新方法炼钢。贝塞麦发明转炉炼钢法的时候，正是欧洲第一次工业革命方兴未艾之际。1830年以后，随着铺设铁轨、制造机车、建造轮船、架设电报线路和生产近代武器等项事业的兴起，对钢铁的需要量也急剧增大。由于当时传统的炼钢方法效率很低，根本满足不了这一社会需求，所以迫切期望找到新的高效率的炼钢方法。这正是对贝塞麦的转炉炼钢法掀起投资狂热的原因。
但意想不到的是，他的炼钢方法一经开始推广就遇到了挫折。许多钢厂用此方法炼出的钢质量极差，这使钢铁厂商们大失所望，都愤愤地指责贝塞麦是一个“骗子”。用贝塞麦自己的话说，他热诚的努力得到的却是“最悲惨的”结局，“这是一次最可怕的打击”。
贝塞麦总有一股不服输的劲，他很快从逆境中走出来，再次进行实验，并发誓一定要找出原因。经过实验，贝塞麦终于弄清了自己的方法只能适用于含磷量极少的矿石，而不能使用含磷量高的矿石，因为其中的磷无法用氧化的方法来排除，因而残留在钢里并使钢质变脆。他第一次试验之所以成功，是由于他偶然使用了含磷量极少的铁矿石，而英国本地和欧洲大陆出产的矿石绝大部分是含磷量较高的铁矿石。这就难怪那些工厂炼出的都是质量低劣的钢了。
贝塞麦把自己再次实验的结果写成报告，公诸于世。可这一次，却没有人再愿意相信他，钢铁公司则明确向他表示不想再受一次打击。为了向世人证明自己的方法确实可行，贝塞麦决定自己来现身说法。他在1860年借钱在英国的谢菲尔德自办了一个炼钢厂。他从瑞典进口不含磷的铁矿石，用他发明的能倒入三十吨铁水的大转炉来冶炼。在他的工厂里，每十五分钟的时间就能炼出一炉钢，很快就生产出比其他炼铁厂便宜，而且质量好的钢。然后，贝塞麦以每吨一百美元的价格出售。这个价格比当时任何一个竞争者都低。为了证明转炉炼钢的可靠性，在1862年的国际博览会上，他展出了用他的转炉钢制造出来的大量产品——从刮脸刀片一直到大炮。
从此，贝塞麦的炼钢法又逐渐在各地推广开来，先是被英国的一些钢铁公司采用，后来又传入法国。1858年，法国的吉隆德建造了转炉。1862年，德国的“大炮王”阿尔菲德克虏伯在埃森炼钢厂采用了贝塞麦法开始炼钢。1863年，奥地利在多乌尔拉哈建造了贝塞麦转炉。在美国，转炉炼钢技术也被大量引进，到贝塞麦逝世的时候，仅在美国的阿巴拉乌州和怀俄明州，不仅采用贝塞麦法炼钢，而且冠以他的名字的炼钢厂就有13处之多。最终，人们还是普遍把这一新的炼钢方法称之为“贝塞麦法”。与贝塞麦相比，另一位最早发明转炉炼钢的威廉凯利，却在争到专利权后不久，即告破产。由于他对这种新型炼钢方法的技术完善化和产业化无所作为，因而便逐渐地被人们遗忘了。
世界性的贡献
贝塞麦的转炉炼钢法对于使用含磷低的矿石作原料来炼钢，确实是很成功的。但是毕竟由于这种方法在炼钢中不能把磷这种有害的杂质除掉，因而使它的应用范围受到了限制。为此，应该寻找一种在炼钢中脱磷的方法。在贝塞麦之后，有很多人对贝塞麦的炼钢方法加以改进，并取得了良好的效果。这其中有一位英国的年轻人，名叫托马斯。他为转炉炼钢法的全面推广作出了决定性的贡献。
托马斯早年丧父，在法院担任小职员的时候，接受了夜校教育，后来成了一名牧师。他在夜校的化学课上，听到了贝塞麦炼钢法存在的问题。从此以后，他便开始孜孜不倦地钻研化学、冶金学等教科书，同时着手进行实验。他所进行的工作，就是想找到一种来源广、成本低的能够使铁水脱磷的材料。他通过化学分析发现，贝塞麦的炼钢方法之所以不能除磷，是由于在铁水处于1300摄氏度的情况下，氧气确实可以与磷发生氧化反应，生成五氧化二磷，但随着温度升高，达到1600摄氏度时，五氧化二磷又发生分解，这种磷又回到钢水里去，所以炼出来的钢因含磷高而变脆了。针对这一问题，他想出了一个办法，这就是在炉料中加入石灰，使铁水中的磷与碳酸钙发生反应，生成可以沉淀的碳酸磷。这样一来又发生了另外一个问题：转炉的内壁都是用一种酸性的耐火砖砌筑的，叫酸性炉衬。当加入碱性的石灰之后，由于酸与碱的中和作用，便产生了对酸性炉衬的腐蚀作用，使转炉的炉衬寿命大大缩短了，没等炼几炉钢，炉衬就破损了。这又该怎么办呢？经过探索，他终于找到了一种白云石作原料的耐火砖作炉衬。由于这是一种碱性的炉衬，冶炼时当加入石灰之后，就不再对炉衬发生腐蚀作用了。托马斯用这种办法圆满地解决了炼钢中的除磷问题。人们把托马斯发明的炼钢法叫作碱性转炉炼钢法，相应地把贝塞麦的炼钢法叫作酸性转炉炼钢法。由于有了这两种互为补充炼钢方法，使得几乎任何一种矿石都能用于炼钢了。从此，转炉炼钢技术就基本上完善了。
贝塞麦转炉炼钢法的推广应用，使钢产量大增，产生了大量的工业废钢。于是又出现了如何利用废钢铁的问题，因为转炉炼钢只能利用铁水作原料来炼钢。凡是有问题的地方，就有发明家在探索。1864年，法国人马丁在英籍德国人西门子兄弟的帮助下，终于用废钢铁和生铁作原料炼出了优质钢，创造了西门子—马丁平炉炼钢法。平炉炼钢可不像转炉那样冶炼时间很短，炼一炉平炉钢一般需要24小时，但由于一炉可以炼出上百吨钢水，所以产量仍然很高。在以后的相当时期内，它与转炉炼钢法并驾齐驱，在各国推广应用。
转炉炼钢法的完善，平炉炼钢法的问世，使人类稳步地进入了钢铁时代。在19世纪最后的30年内，钢铁工业迅速发展。1870年，全世界钢产量为51万吨，到1900年则跃至2783万吨，猛增了50倍。大量生产钢又促进了炼铁生产，冶炼生铁的高炉日益大型化，有了钢铁又促进了各种轧钢技术的发展。轧钢机则可以轧制出人们所需要的各种各样的钢材。这真是一石激起千重浪。钢铁的洪流最初正是由于贝塞麦转炉炼钢法的问世所引发的。廉价而又大量生产钢的方法的出现，更使许多工业奇迹从梦想变成现实。今天的人们仍然享用着钢铁带给人类的幸福。因此，人们不能忘记钢铁时代的开创者——贝塞麦。
贝塞麦在发明转炉炼钢法之后，一刻也没有止步，继续热衷于技术发明的活动。他一生共取得120余种专利特许权，其中绝大部分是在他完成转炉炼钢的发明之后搞出来的。鉴于他在技术发展中所做的贡献，因而被选为英国皇家学会会员。
贝塞麦作为一个富有的名人、杰出的发明家，度过了自己的晚年。1879年，他被英国国王授予爵位，1898年于伦敦逝世，终年86岁。
免疫先锋梅契尼可夫
每当你得了某种传染病的时候，你总是发热、头痛。如果你到医院去看病，医生首先要你去检查血液、尿液。
在化验室里，化验人员在你的耳垂上或手指上用针刺破皮肤，取出一点点血来化验。一般说，这种化验的内容，主要是检查你血液中白细胞（或白血球）的数目，另外，也要检查一下你的白细胞的种类。白细胞一般有单核细胞和多核细胞；多核细胞还分成嗜酸性、嗜中性和嗜碱性。当然，有时也要检查一下血液中红细胞的数目，偶尔还要查查其他项目，比如血小板什么的。
检查白细胞的目的，是为了了解你的身体对侵入体内的病原菌的反应。一般说，细菌侵入人体，人体就对它产生一些反应，以便消灭它们。其中最敏感的反应，就是白细胞的增加。白细胞是身体的“卫士”，它们具有吞噬的功能，能把病菌及其他有害的外来异物加以包围、吞噬，最终歼灭。这些细胞又称为吞噬细胞。吞噬细胞的多少反映出人体对外来侵袭的反应、抵抗能力和身体的状态。
人体这种吞噬细胞的功能，也表明人体抵抗疾病的能力，又称为免疫现象。当然，免疫现象很复杂，白细胞的吞噬作用只是其中的一项内容。
最早发现白细胞吞噬作用的，就是梅契尼可夫。
一个动物学家
梅契尼可夫，全名伊利亚伊利奇梅契尼可夫，1845年5月16日出生在俄国的乌克兰哈尔科夫州伊万诺夫村。父亲是帝国卫队中的一名官员，所以他幼年的家境不错。
少年时期的梅契尼可夫就很好学，并且喜欢动脑筋思考问题。凡有什么事，他都要问一个为什么，看个究竟。
17岁的时候，他已经修完中学课程，考入哈尔科夫大学，而且只用了两年的时间就读完了大学的课程。他发现，大学里的东西，不能满足他的求知感。
大约在这之前不久，伟大的生物进化论的奠基人达尔文已经发表了《物种的起源》一书。这个学说有力地批判了所谓“上帝创造人”的谬论。这本书对当时的科学界震动很大。梅契尼科夫当时对生物学很感兴趣。在围绕生物进化论这个大是大非的问题上，他是站在达尔文一边，坚决反对神创造人的唯心主义言论的。
就在这个领域里，梅契尼可夫专门研究生理学和胚胎学的问题，通过胚胎学的研究来说明生物的进化。20岁时，他研究了一些低等动物，包括蛔虫、乌贼鱼的发育问题，他很想通过这些研究，得到一些有助于说明生物进化的结论。
他的论文虽然还只能算是初出茅庐的作品，但在当时也产生了一定的影响。他的后一篇论文成为他获得硕士学位的论文。
随后，他再接再厉，继续对动物胚胎学进行研究。当时的研究对象是一种狭甲虫的胚胎，他认真地研究了它发育的过程，最后又写出了一篇相当精彩的论文，并因此而获得了博士的学位，这时，他才满23岁。
由于他的学习成绩优异，俄国公共教育部给他一笔奖学金。后来他到国外去深造。
他来到意大利的那不勒斯海滨动物实验室，在这里，他认识了柯瓦列夫斯基。他们在一起研究了胚胎学。研究的对象仍然是各式各样的无脊椎动物。
动物学教授
在意大利，梅契尼可夫研究胚胎的范围扩大了。他研究棘皮动物、腔肠动物以至于其他无脊椎动物。这个时候，他已经稍有名气，已是一名颇有影响的动物学家了。
当时，许多国家的大学、科学研究机构都慕名而来写信给他，答应用高薪聘请他去工作、去研究问题。
年轻的梅契尼可夫没有被金钱和名誉所迷惑。他惦念着自己的祖国，他觉得自己虽然有一些名气，但这应该用来为自己的祖国服务，为祖国效劳。
1867年，他由国外回到祖国，在敖德萨大学任讲师，专门攻研动物学，具体是研究比较胚胎学。
所谓比较胚胎学，就是研究各种动物胚胎发育的情况，通过比较，可以说明动物在进化历史上的血缘关系。例如，高等动物像猪、狗等脊椎动物，它们的胚胎也是从一个受精卵开始，逐渐分裂，不断分化，最后才发育成熟的。这一段发育历史，说明了高等动物也是从低等单细胞生物，一步一步地发展起来的。
不久，他来到当时俄国最大的城市圣彼得堡，在圣彼得堡大学当上动物学教授。这时候，他才25岁。
这期间，他又经常到国外访问，交流学术经验。他经常去意大利，访问过西西里岛上的梅辛那城，并在那里进行实验。
梅契尼可夫热爱的是他的祖国，他的性格刚直不阿，反对暴政。
有一次，在圣彼得堡大学讲课时，他曾经说：
“如果做皇帝的来搅乱学者们所进行的研究工作，那他就是自取灭亡”。
看来，他反对统治阶级干预自己的事业、干预神圣的科学研究。
当时，沙皇实行的是独裁的高压政策。对凡是不服从他的统治，有反对他的言论的人都进行迫害。梅契尼可夫的话传到了沙皇那里以后，沙皇勃然大怒，下令对他进行审查，甚至进行各种各样的迫害。
尽管梅契尼可夫热爱自己的祖国，愿意为她服务，愿意贡献自己的聪明才智，但是，在专制统治下，在沙皇的淫威的胁迫下，他感到十分痛苦。
他无法安心地工作，沙皇政府多方搜捕他。1882年，他被迫离开亲爱的祖国。他是化装成商人，含着热泪告别祖国、告别亲人的。
他再次来到意大利后，关起门来从事研究工作，他不问政事，一呆就是好几年，主要是继续他对胚胎学的研究。其间，他还到过巴黎。
在巴黎的时候，帝俄驻巴黎的使节奉命向他道歉，并希望他能回到俄国工作。
这时候，梅契尼可夫的声誉已经很大。他一直想念着祖国，想念着亲人。他决心回国，为自己的祖国服务。
可是，在他还未跨入祖国的大门时，有一条消息使他大为震惊。他的老母亲由于受不了沙皇政府的迫害，已经含冤死去了。不仅如此，他妹妹的一家，也因为他的缘故，而受到连累，受到迫害。
听到这些消息，梅契尼可夫忍无可忍，他改变自己的初衷，不再回俄国工作了。他又重新回到巴黎，并且在那里一直从事他的研究工作，直到1916年他逝去时也没能再看到自己的祖国一眼。
不迷信权威
早在敖德萨大学工作的时候，梅契尼可夫就开展了比较胚胎学的研究，他研究的对象包括低等的无脊椎动物，也有脊椎动物。
当时，比他年长的一些专家、教授在这方面已经做了不少工作。例如俄国著名的胚胎学家贝尔就已经研究了高等动物的胚胎学，他提出了一种“胚叶”的理论。认为高等动物的胚胎是从一个受精卵子开始，一分为二、二分为四的不断分裂下去，变成了一团多细胞的胚层。胚层后来分成3层，分别叫外胚层、中胚层和内胚层。这3个胚层继续发展下去，就分别发育成生物体的不同器官和组织。
胚层又称为胚叶。这就是“胚叶”的理论。
贝尔的胚叶理论是指高等脊椎动物而言的。梅契尼可夫研究比较解剖学，他想弄清楚贝尔的“胚叶”理论，对低等的无脊椎动物是不是同样适应呢？
当时，因为还没有人进行过这种工作，所以对贝尔的理论都深信不疑。
梅契尼可夫决定用低等动物做实验，他选择了头足类软体动物和昆虫这两种无脊椎动物做为实验的对象。
低等动物的生命力比较强，很容易被分裂、繁殖。经过梅契尼可夫认真深入的观察，他终于证实：贝尔的胚叶理论不仅是脊椎动物的胚胎发育原则，就是在昆虫、软体动物这些无脊椎动物身上，它们的发育同样经历着胚叶的发育阶段，其中外胚叶逐渐分化发育成动物的表皮层和神经系统；中胚层不断分化，变成许多小节，再分化成各种器官；而内胚层则最后分化成消化器官的内壁层。
换句话说，梅契尼可夫用实验证实，贝尔的胚叶理论既是说明高等动物胚胎发育的理论，它同样适用于低等动物的胚胎发育。
在同一时期，在胚胎学界还流行着另一种学说，叫做胚胎“二源论”，认为：多细胞的动物在胚胎时期，有两种不同的发育情况。一种是在胚胎体内有体腔的，另一种则是没有体腔的。这种学说在当时占统治地位，有很大的影响，大家都认为是正确的。
梅契尼可夫在研究胚胎的过程中，发现所有的胚胎都是同一个情况，并不像“二源论”所说的那样，有两种不同的发育情况。
但是，以前他没有专门研究这个问题，而仅仅是有点印象。搞科学研究，光凭印象可不行。
梅契尼可夫决定把这个问题弄清楚，他决定做实验来看个究竟。
在有脊椎动物，所有的胚胎都曾发展到有体腔的阶段，所以，主要的问题是弄清楚无脊椎动物是否有体腔发育上的不同。
他选择了两种动物，一种本身是有体腔的，一种则没有。他们分别是棘皮动物和栉水母，后者是没有体腔的。
他从最简单的单细胞开始，认真观察，一直到它们分别发育为成形的动物。每一个阶段他都有认真的记录，并且绘成图形。
经过这个比较研究，他终于得出结论：“二源论”的理论是错误的。动物在其胚胎发育的阶段，不管是高等的，还是比较低等的，都同样经历相似的发育阶段。尽管发育成熟的动物在形态上差异很大，甚至绝然不同，但它们在发育时的经历，基本上是同一个格局的。
梅契尼可夫这个研究，在很大程度上给予达尔文的生物进化论以重要的支持，说明动物不论高等还是低等，都有一个共同的祖先。
他就是这样，不迷信权威，敢于怀疑已有的、被认为理所当然的一些理论。他认为：理论是人们提出来的，可能是对的，也可能有错误，需要用实验来加以验证。
他同时也认识到，自己对已有的理论的怀疑，也同样有两种可能：一种是对的，另一种是错的。经过自己进行验证，可能得出正确的结果，即否定原来的假设或理论，提出新的学说和理论。当然，也可能得到负的结果，也就是说没有足够的证据来推翻原有的理论或学说，或者得出支持原来学说的结论。
不论哪一种结果，都需要通过艰辛的劳动，耐心的观察、实验、研究，所得到的结论才是可靠的。科学的发展既需要有正面的结果，也需要有反面的结果，只有这样，科学才能前进、发展。
显微镜下的游戏
梅契尼可夫生活的时代，显微镜还刚刚在科学研究中发挥作用。德国的科赫用它发现了致人于病的病原微生物——细菌。梅契尼可夫本人对显微镜的应用也特别感兴趣。
他常常用显微镜来观察低等动物。在显微镜下面，能看到低等动物透明的身体，体内各种生理活动，只要把这些动物放在适宜他们生活的水中就可以观察到。
开始，他只是观察动物的自然活动。例如，一些单细胞动物如阿米巴，他们所需要的食物就是水中的微粒。他们能用自己的身体把整个微粒包围起来，并把它消化掉，以吸取自己所需要的营养。
多细胞动物也具有同样的生理机能。为了证实这一点，梅契尼可夫做了许多实验，当时他正在意大利的梅辛那。
梅契尼可夫用的是海星鱼。这是一种多细胞的低等动物，这种动物身体透明，可以在显微镜下观察到它体内的情况。
梅契尼可夫先是用小刀在海星的一角划出一个小口子。然后放在显微镜下面观察。
奇怪的事情发生了。海星体内许许多多活的细胞，纷纷向受伤的部位集结，就好像有人发出什么命令似的。不多久，受伤部位的周围就集中了一大堆细胞。
这些细胞是干什么的呢？开始的时候，梅契尼可夫还不清楚，他有种种猜想：或许是受到伤痛的刺激？或许是受伤后有什么外来的异物进入他的体内，引起刺激……
总之，还做不出什么可以肯定的结论。
于是，梅契尼可夫再做进一步的实验。
他把一根很小的木刺，放到海星的体内，然后，他仔细观察海星对这个刺激的反应。
当天，同样的事情发生了。海星体内有很多细胞纷纷向小木刺的地方聚集、包围。
第二天上午，梅契尼可夫再观察，他惊奇地发现，小木刺已经不见了。他认真地寻找后终于在有些细胞中发现了小木刺的碎片踪影！
问题已经很清楚了，这些能游走的细胞，就是专门对付侵入体内的异物的。这种反应对于机体是有利的，是有保护作用的。他把这种现象称做吞噬作用。
问题还没有完。梅契尼可夫想进一步观察更高等一些的动物，看是否也有同样的现象。
这一次，他观察的是蝌蚪。
他发现，在蝌蚪的尾部有许多老化了的细胞，当蝌蚪进一步发育后，老化的细胞愈来愈多。这时候，从蝌蚪体内游过来许多细胞，它们也有吞噬的机能，它们把老化了的细胞一个个吞食了。后来，这个蝌蚪的尾巴就断了，蝌蚪断了尾巴以后，就变成了青蛙。
巴斯德的积极支持者
当时，法国的巴斯德名气很大，他在研究微生物方面取得了很大的成就，法国还特意为他建立了巴斯德研究院。各国科学界对巴斯德都抱着敬仰的心情，很多人到巴黎来会见他，向他学习，或交流经验。
巴斯德根据自己的研究结果，提出许多疾病都是由微生物的侵入引起的见解。但他对这个过程还存在一点疑点还没有解决，这就是为什么同样的微生物，当侵入一种动物时，就引起疾病，而侵入另一种动物后，却不导致疾病。他只能笼统地提出，是由于两个生物体的反应不一样的缘故，但具体的他却提不出证据来。
梅契尼可夫想在这方面做点工作，以支持巴斯德。
这一次，梅契尼可夫用的是另一种动物，这是一种小小的甲壳动物，叫做水蚤。它在一些静止不动的水中很容易找到。
梅契尼可夫观察到，水蚤吞食水中的微生物。有一种微生物会以芽胞的形式在水中存在，当芽胞被吞入以后，就在水蚤的肠道里破壳而出，变成细菌，引起疾病。
但芽胞也面临着另外一种命运，而且是更常见的结果，那就是没等到它破壳而出，就在肠道中被水蚤体内那些游走性的细胞所包围、吞噬并被消化掉。
这是两种截然不同的命运和两个截然不同的结果。被侵袭的动物，或者健康地生存下去，并把侵入的病菌消灭掉，或者自己生病，直至死亡。
梅契尼可夫把自己研究的结果，写成一篇学术论文，题为《机体对细菌的斗争》，发表于1884年。
他这个研究结果，得到巴斯德本人的支持，因为这正好解释了巴斯德所提出的疑问。
为真理而战斗
科学是反映客观事实和它的规律的学问。只有符合客观事实和规律的东西，才称得上是科学。人们认识这些规律的过程，总是由浅入深、由少到多、由简单到复杂的。
科学具有继承性，前人认识到的规律，需要后人加以继承，并继续深入，使科学不断由低层次向高层次发展。
梅契尼可夫对生物机体体内细胞的吞噬现象的认识，充分说明了这个科学的发展规律。他曾经明确地指出，人体里也有这种吞噬细胞，也有吞噬现象。人体的吞噬细胞就是白细胞。
他明确地指出，把小木刺刺入海星的那个试验，在人体内也可以见得到。入侵人体最常见的异物，并不是小木刺这类东西，而是使人生病的致病菌。每当致病菌侵入人体后，人体内的白细胞就会群起而攻之，纷纷聚集到病菌周围，包围它们、歼灭它们，使人免于罹病。
梅契尼可夫做出这样的结论，是经过相当剧烈的斗争的。这是科学上正确的和谬误的斗争。
还在他做海星体内吞噬细胞吞噬现象的时候，就有人提出，生物体之所以能排斥与抵御病菌以及外界异物的入侵，是因为有血管系统、神经系统存在的作用。梅契尼可夫的实验结果有力地驳倒了这种说法，因为在海星体内，并没有神经系统，也没有血液循环系统的存在。
后来，当梅契尼可夫发表了他那篇《机体对细菌的斗争》的名著后，在这个领域的学术界里掀起了一场风波。有从各方面而来的反对意见，有的甚至是恶意的诽谤，这些诽谤劈头盖脑地向他围攻过来。
当时，梅契尼可夫由于他的科学成就，已经被聘担任巴黎巴斯德研究院的副院长、巴黎大学教授。他还把在低等动物体内的各种实验逐渐转移到人体上来。他提出了人体中吞噬细胞及吞噬作用的意义。他认为：人体上的吞噬细胞，即白细胞的作用是清除侵入人体的各种异物，其中包括致病菌。当病菌侵入人体后，人体产生的反应就是炎性反应，其中主要的内容之一，就是白细胞的聚集和吞噬作用。
为此，他又写了两篇专著（即《炎症的比较病理学教程》和《传染病的免疫性教程》）来阐述他的这些观点。
当时，有不少人反对他的这种观点。这其中，就有1905年获得诺贝尔医学奖的德国人科赫。
科赫当时提出了体液免疫的学说。他不同意杀灭侵入人体病菌的是白细胞，而认为是人体的体液，比如血浆等。在1908年召开的一次国际细菌学家会议上，他说：“新的事实已经使白细胞吞噬病菌的理论失去了基础。因此，应该把它的地位出让给另一个理论，这就是血液决定免疫的理论”。
科赫所提的问题是严肃的学术问题。他的观点也有代表性。梅契尼可夫要证明自己的观点和正确性，还需要用事实来说话。
梅契尼可夫深知，人体与低等动物不一样。你不可能把人体直接放到显微镜下面去观察，就像看变形虫、水母、海星那样。那么，用什么办法呢？
梅契尼可夫采用了一种循序渐进的方法，这就是从那些低等动物入手，再进入较高等的动物，最后才是人体。
他先采用青蛙做实验。蛙类对入侵的炭疽杆菌是有免疫力的。每当这种致病菌侵入以后，蛙体内的白细胞就把它们包围、歼灭、消化掉。
梅契尼可夫进一步做试验。他先把炭疽杆菌的芽胞放在吸水纸里面，并把它包好，或者把它放在一种叫接骨木的植物的木髓囊里面，然后把它整个移植到青蛙的皮下淋巴腔里去。
上面已经提到过，炭疽菌的芽胞是在环境很不利于生长时形成的，它的抵抗力极高，不易被杀灭。一旦环境变得有利了，它就逐渐发芽，长出炭疽菌来。木髓囊或吸水纸都是一层组织，它可以透过体液，但白细胞这类细胞却穿不透。如果青蛙的淋巴腔中那些体液能杀灭细菌，那么，这些芽胞就会被体液所杀灭。
这个有趣的实验结果表明，炭疽菌的芽胞一直生存无恙，并且发了芽，能长出更多的炭疽菌来。
这清楚地表明，体液没能杀灭病菌。
梅契尼可夫进一步做了另一个实验。这次用的是更高级一些的动物，就是哺乳动物中的豚鼠。
豚鼠生性很脆弱。它一旦受霍乱弧菌侵扰，就会发病死亡。
梅契尼可夫先给豚鼠注射极小量的霍乱菌，它足以产生一定的毒性，但毒性没有大到足以使豚鼠死亡。
再过几天，再给豚鼠注射第二次霍乱菌，这一次的用量增大了一些。这样，经过几次注射，豚鼠没有生病，也没有死亡。这是因为经过几次注射后，豚鼠体内已经逐渐滋长出抵抗力了，所以不再害怕发生霍乱病了。
梅契尼可夫认为豚鼠已经得到免疫力，可以有抵抗霍乱菌的能力了。而这种能力，他认为与豚鼠体内的白细胞密切相关。
这些实验足以说明人体的免疫力也是这样产生的。
梅契尼可夫认为：人体免疫力的情况，与其他那些动物相似，但人体的情况要较动物复杂得多，因为人体无法直接放在显微镜下观察，只能通过检查人体中的血液来观察，再结合从人体身上取得的组织进行检查，再把这两项检查的结果进行综合、分析、推理，提出合理的学说。
在梅契尼可夫生活的时代，研究人体的技术和方法还比较落后和原始，很难直接观察出人体内部的情况。梅契尼可夫是通过密切的观察来研究人体的。
他首先观察了人体患传染病后的反应。他指出，人体对传染病的反应与那些他进行过实验的动物基本上是一样的。最明显的反应就是：病菌入侵后，人体内的白细胞游走起来，并积聚、集结在病菌周围，然后把它们包围、吞噬、消化、歼灭掉。
他把这些白细胞称为吞噬细胞。吞噬细胞的吞噬作用就保证了人体对病菌的免疫力。
要知道，梅契尼可夫当时所处的时代还是19世纪的上半叶。经过100多年的努力，科学家们发现人体的免疫力是极其复杂的，白细胞的吞噬作用只是其中的重要一环。但他当时就已注意到人体这种免疫现象，这的确是一件十分了不起的发现，在当时这一领域里，他是站在最前列的。他的这些学说和见解，也为愈来愈多的科学家所证实，所承认。
为了赞扬他在这个免疫领域上所做的探索性工作，表扬他的突出成就，他与德国另一位医学家埃利希共同分享了1908年的诺贝尔生理学与医学奖。