巴士德＜细菌学之祖＞ 江铭辉 五梦网
前言
图1：巴士德是微生物学的奠基人之一。他否定自然发生说并倡导细菌说和发明预防接种方法。（取自Louis Pasteur From Wikipedia, the free encyclopedia）
巴士德（Louis Pasteur：图1）是法国微生物学家、化学家，微生物学的奠基人之一。他否定自然发生说并倡导细菌说和发明预防接种方法，亦是第发明狂犬病和碳疽病疫苗的科学家。被世人称颂为「进入科学王国的最完美无缺的人」，被视为细菌学之祖。
小时候
公元1822年12月27日，巴斯德诞生在法国东部裘拉（Jura）省的洛尔镇（Dole），镇中有一条清澈的溪流，巴斯德的家就在溪边的小路旁。父亲是拿破仑军骑兵队的一名退伍军人，退伍后当鞣革工人，母亲是农家女，他有一个姊姊和二个妹妹。四岁那年，全家迁往阿尔布瓦（Arbois）。法国的中学通常是7年制，最后一学年分为哲学科和数学科。巴斯德在阿尔布瓦中学读6年，第7年转入布山松中学理科。中学时，他在学校表现普通，但很爱问问题，凡事追根究底，甚至因此成为某些老师的眼中钉。就这样不断地发问、学习，对化学、物理和艺术都有深厚兴趣的巴斯德渐渐变成优秀的学生。
大学时期
1840年8月，他中学毕业，10月被聘为布山松中学的助教。他边任教边准备大学入学考试。当时法国有两座大名鼎鼎的学校，那就是高等师范学校（Ecole Normale superieure）和高等理工科学校。1843年8月，巴斯德考人高等师范学校，攻读化学和物理的教学法。课堂上学来的知识，他都要用实验来验证。他整天埋头在实验室里，因此被称为实验室的蛀虫。1846年，23岁的巴斯德从高等师范学校毕业，并通过了物理教授资格考试。考官发现他有教授化学和物理的能力，甚至还说：「这届毕业生中只有巴斯德有教育上的才华。」他很快就收到图尔农中学（le Lycée de Tournon）物理教师的约聘书。但他想在巴黎作科学研究。于是他尽可能拖延赴职时间，计划在高等师范学校多待一年，并写信给巴黎中央理工学院（l’École centrale）的创办人之一杜玛（Jean-Baptiste Dumas）寻求在巴黎任教职的机会。杜玛终究没有帮助巴斯德。不过这件事被巴莱（Antoine Jérôme Balard，1802-1876）知道了。巴莱年轻时发现溴元素，名气很大，他决定帮助巴斯德留在巴黎。就这样，巴斯德在二十六岁那年，进入巴莱的实验室当一方面当助手，一方面成为博士班研究生，也暂时不用去图尔农中学担任物理教师。
巴莱认为自己的研究生涯已告一段落，想把所有的精神放在学生上，也给予他的学生很大的自由，任凭他们选择学习的方法和方向。他注重学生的原创力和想象力，不希望他们使用既有的实验器材，如果他们必须使用器材，只能自行设计。为了待在巴莱的实验室，巴斯德欣然接受这个特别的要求。一年以后（1847），巴斯德论文获通过，巴斯德取得理学博士学位。他陆续担任过物理和化学课程的教授工作。
酒石酸晶体研究
巴斯德在巴莱的实验室确认自己想成为化学家。1848年，当时晶体的研究开始蓬勃发展，巴斯德也很有兴趣，认为晶体的研究是「有用的科学」。
巴斯德喜欢酒，他注意到制酒时酒石酸的晶体会在酦酵过程中沉积，于是选择酒石酸盐当研究题材。其实在酦酵桶槽沉积的不只酒石酸，还有在当时被称为「类酒石酸」。这时酒石酸和类酒石酸的分子式已被定出，成分是相同！但酒石酸溶液和类酒石酸溶液特性大不相同，「极化光」通过酒石酸溶液时会产生右旋光，通过类酒石酸溶液则什么事也不会发生。为什么分子式相同的化合物会有截然不同的光学特性？很多化学家都研究不出来，巴斯德想：研究不出来，其中一定有被大家忽略的地方。
巴斯德决定运用他化学和物理的知识，来解决这个问题。他直觉认为它们结晶的结构有可能不同，然后用镊子慢慢挑出酒石酸盐类结晶。细心的观察结果发现：酒石酸盐类结晶有一面较长，不是完全对称的，也因此通过酒石酸溶液的极化光会产生右旋现象。
巴斯德接着假设：类酒石酸盐类晶体应该是对称的，也因此通过类酒石酸溶液的极化光才不会改变。然而当他将类酒石酸盐类结晶挑出来观察，却吓一大跳！类酒石酸盐类结晶和酒石酸盐类结晶一样，都有一个较长的、不对称的晶面。
原以为解开谜底的巴斯德再次陷入困惑之中。为什么酒石酸盐类结晶和类酒石酸盐类结晶都有不对称的晶面，但前者有光学活性，后者却没有？他想了想，只能更大胆地假设：某些结晶较长的晶面在左边，某些结晶较长的晶面在右边，只有这样，才可能解释为什么类酒石酸盐类结晶具有不对称的晶面，却没有光学活性。
想到这里，巴斯德兴奋地重新检视类酒石酸盐类结晶。果然！他发现类酒石酸盐类结晶有二种，其中有些晶体较长的晶面在左边，另外一些则在右边，就像左手和右手。当他把所有较长的晶面在左边的晶体挑出、溶解，然后将溶液通过极化光，即产生左旋现象；而若将所有较长的晶面在右边的晶体挑出、溶解，然后将溶液通过极化光后，即产生右旋现象。换句话说，类酒石酸溶液不具有光学活性，是因为它是二种晶体的混合物，它同时具有左旋和右旋的光学特性，互相消弭所致（图2）。
图2：巴斯德从两堆中分离左、右晶体形状的晶体，在溶液中某种形式的晶体是左旋光，其他的是右旋光，二者混合则相互抵消。（取自Louis Pasteur From Wikipedia, the free encyclopedia）
巴斯德以他极其细心的观察力，小心实验、大胆假设，发现酒石酸盐、类酒石酸盐的晶体结构不同后，谨慎的毕欧知道巴斯德的实验后，决定亲自重复这个实验。当他最终获得相同的结论，激动地对巴斯德说：「亲爱的孩子，我这一生热爱科学，这个结果撼动我的心。」从此，毕欧屡屡给予巴斯德实验上的建议，也成为他重要的良师挚友。
结婚
按当时的规定，高等师范的毕业生必须要在中学教一次书。1848年11月，巴斯德心怀远离研究工作的遗憾，赴第戎莱西（Dijon lycée）的中学当老师。他的导师巴拉尔和皮欧同教育部交涉，不久巴斯德被任命为斯特拉斯堡大学（University of Strasbourg）的副教授。在斯特拉斯堡大学，巴斯德见到了教务长的女儿玛丽.罗兰（Marie Laurent：图3）。他对玛丽一见倾心。1849年5月29日，巴斯德和玛丽结婚。玛丽很理解丈夫对工作的兴趣，全心操持家务，帮助丈夫，他们有五个孩子，三个孩子死于伤寒，可能驱使巴斯德致力以疾病救人。婚后，巴斯德重又投入对结晶化学的所究。
图3：玛丽.罗兰和巴斯德夫妇
1854年9月，巴斯德被任命为新创立的里尔大学化学教授兼总务长（the Lille Faculty of Sciences）。在职时，里尔地方的葡萄酒酿酒业到大学找他，请他替他们找出葡萄酒片变酸的原因。
高温灭菌法
当时，法国的啤酒、葡萄酒业在欧洲是很有名的，但啤酒、葡萄酒常常会变酸，整桶的芳香可口啤酒，变成了酸得让人不敢闻的粘液，只得倒掉，这使酒商叫苦不已，有的甚至因此而破产。1856年，里尔一家酿酒厂厂主请求巴斯德帮助寻找原因，看看能否防止葡萄酒变酸。
巴斯德答应研究这个问题，他在显微镜下观察，发现未变质的陈年葡萄酒，其液体中有一种圆球状的酵母细胞，当葡萄酒和啤酒变酸后，酒液里有一根根细棍似的乳酸杆菌，就是这种“坏蛋”在营养丰富的葡萄酒里繁殖，使葡萄酒 “变酸”。他把封闭的酒瓶放在铁丝篮子里，泡在水里加热到不同的温度，试图即杀死这乳酸杆菌，而又不把葡萄酒煮坏，经过反复多次的试验，他终于找到了一个简便有效的方法：只要把酒放在摄氏五六十度的环境里，保持半小时，就可杀死酒里的乳酸杆菌，这就是著名的“巴斯德杀菌法”（又称高温灭菌法），这个方法至今仍在使用，市场上出售的消毒牛奶就是用这种办法消毒的。
自然发生论的否定
研究了发酵现象，发现了酵母菌、乳酸菌。这是以前的人不知道的，但这些小东西是从那里来的？古老的传说：破布可闷出小老鼠、腐草生萤的传说，说明许多生命是自然产生的。1859年自然发生论终于被巴斯德推翻了，原来在有些「生物是否自然发生」争辩的时候，达尔文的「物种原始」发表了，这给巴斯德一个重要的启示，生命是逐渐进化的，现代的生物是以前的生物演变来的。那末古代的这些传说可能有问题？他一方面想着，一方面着手实验。他取出二种瓶子（曲颈瓶、直颈瓶），里面放着肉汁，在分别用火加热，将肉汁及瓶子杀菌，结果放在曲颈瓶里煮过的肉汁，由于不再和空气中的细菌接触，结果肉汁经过4年，还没有腐败（图4），另一放在直颈瓶的肉汁，很快就变坏了，这些都可以解释万物都不是自然会发生的，即使细菌亦如此。巴斯德的实验与见解，很快得到大众的信服。也因为巴斯德的这个发现，人们才知道伤口的腐烂和疾病的传染，都是细菌在作怪。消毒与预防的方法就在医界盛行起来。
图4：利用曲颈瓶可使煮熟的肉保持数年
1862年，巴斯德当选为法国科学院院士。使他成为院士是恩师皮欧长期以来的愿望。巴斯德正式成为科学院院士的第二天清晨，巴斯德夫人手捧鲜花，来到皮欧墓前，献花默祷，向长眠于地下的恩师报告喜讯。巴斯德高温灭菌法，没有申请专利，而把它公开了。利用研究结果获利是学者的耻辱，这种信念，终其一生都没有改变。就在取得一次次成功的同时，在1959年到1965内，他失去四位亲人:父亲和两个女儿，一个儿子，令他悲痛欲绝。但好消息传来，1867年5月，在「万国博览会」中他在巴斯德高温灭菌法的成就，获得杰出奖，也被聘为索邦大学（Sorbonne Univ）的化学教授。
蚕医生
1860年代，欧陆的蚕卵都感染了疾病。法国的蚕丝工业亦同遭厄运。全国三千六百个市长、议长、及养蚕者上书上议院求助，因而成了一个研究蚕疫的委员会。巴斯德的老师杜马（J. B. Dumas）担任委员会主席，杜马马上挑选巴斯德去迎战这个棘手的难题。巴斯德自认对蚕一无所知，甚至连蚕的形态也不清楚，不肯贸然接受老师的差使。想到法国每年因蚕病要损失1亿法郎时，最后勉强答应。1865年7月，巴斯德抵达阿拉斯（Alais；养蚕重镇），亲身参与蚕病的研究。
病蚕的身上长满棕黑的斑点，就像粘了一身胡椒粉。法国人称这种病为“胡椒病”，得了病的蚕，有的孵化出来不久就死了，有的挣扎着活到第3龄、4龄后也挺不住了死了。极少数的蚕结成茧子，可钻出来的蚕蛾却残缺不全，它们的后代也是病蚕。当地的养蚕人想尽了一切办法，仍然治不好蚕病。
巴斯德用显微镜观察，发现一种很小的、椭圆形的棕色微粒，是它感染到丝蚕和桑叶，巴斯德强调所有被感染的蚕及污染的食物必须毁掉，必须用健康的丝蚕从头做起。为了证明“胡椒病”的传染性，他把桑叶刷上这种致病的微粒，健康的蚕吃了，立刻染上病。他还指出，放在蚕架上面格子里的蚕的病原体，可通过落下的蚕粪传染给下面格子里的蚕。
巴斯德还发现蚕的另一种疾病「肠管病」。造成这种蚕病的细菌，寄生在蚕的肠管里，它使整条蚕发黑而死，尸体像气囊一样软，很容易腐烂。巴斯德告诉人们消灭蚕病的方法很简单，通过检查淘汰病蛾，遏止病害的蔓延，不用病蛾的卵来孵蚕。这个办法挽救了法国的养蚕业。
研究啤酒
1870年普法战争开打，法国战败投降。面对普鲁士军队的暴行，巴斯德愤慨地将德国波昂大学颁发给他的医学博士学位证书退还，以示抗议。战争毁坏了城市、学校，家乡也给德国占领了。他想，他还能做什么？这时意大利愿意给他一栋住宅，一个实验室和丰富的薪酬，请他到意大利研究。但却巴斯德拒绝他觉得国家在受难中，不能因为个人生活的舒适，便离开苦难的故乡。
当时法国的啤酒比不上德国，他携家去法国南部的库列尔蒙，在那里的啤酒厂，从事啤酒防腐研究。他决心使法国啤酒超过德国啤酒，因此他从啤酒的酵母菌开始研究。他发现啤酒里如果参杂有其他细菌，就会使啤酒变坏。原因找出后，法国的啤酒就做得比德国的啤酒好。
巴斯德试图探讨一个医学奥秘：人和动物的某些疾病，是否也有微生物参与。这1873年，他50岁，被选为医学科学院的院士（the Academie de Medicine）。当时的医学很落后，施行的外科手术，患者常因败血症而死亡。医生格兰怀疑伤口化脓与空气中的微生物有关。他邀请巴斯德一同研究。巴斯德用实验证明传染病和化脓症的真正原因是微生物。他建议将外科手术器具放在火焰上烧灼，以杀灭微生物。但当时大多数医生仍不承认巴斯德的学说。
巴斯德因对蚕病和发酵的研究而获国民议会的国民奖， 1876年9月，他代表法国出席在意大利米兰举行的国际养蚕大会，巴斯德的理论釉实验，得到大会的一致肯定。回国后，他拖着不太灵便的病体，又开始对炭疽病的研究。
炭疽病的疫苗
炭疽病主要是对牛、羊牲畜的感染，偶而人类也会感染，特别有95%会遭受到皮肤性炭疽病，此时感染的伤口上会呈现1-3公分直径的无痛溃疡，中央有黑色坏死的焦痂故称炭疽病。1877年，法国东部炭疽病蔓延。巴斯德这时是索邦大学教授，他在调查鸡霍乱时，偶然发现与空气接触的旧培养菌的毒性会变弱，根据他的经验，这种菌可能有免疫作用，可解决法国正在流行的炭疽病。
他于是在得炭疽病病已死亡的动物身上，抽出这种细菌，且在试管培养这些细菌，使它们的毒性减得很弱。他尝试着把这些毒性减弱的细菌注射到健康动物的身上。然后过些时候，又把毒性强的细菌注射到同一只动物身上，结果发现，这只东动物居然没有得病。而跟这只东动物同在一群的其他动物，却有不少得到炭疽病死亡。这证明注射过的那只动物得到了抵抗这种病的能力。
到这个时候，很多人还不相信牛、羊注射毒性弱的炭疽病菌，就是不会得炭疽病这件事。为了证明自己是对的，巴斯德举行一次公开实验，对象是50只健康的羊，他把弱的炭疽病菌注射到25只羊体内，2周后又将强的炭疽病菌注射到全部的50只羊体内。他向大家预测说：「起初注射弱的炭疽病菌的25只羊，不会生病，但另外那25只先前没注射弱的炭疽病菌的，会死掉。」2天以后，一群人聚在草原观看实验结果，结果有25只羊活得好好的，另外25只羊死了。巴斯德发明了预防注射的方法，成功的打败炭疽病。
1881年，他因为这个贡献，得到杰出十字奖章。
1881年8月，巴斯德在国际医学会议上提出了关于鸡霍乱相炭疽疫苗的报告。与会代表用经久不息的掌声表达对这位不知疲倦的科学家衷心的敬意。1882年巴斯德被选为法国研究院院士（Academie Francaise），当选研究院院士是学者的最高荣誉。
狂犬病疫苗
狂犬病是一种可怕的传染病。人和家畜被病犬咬伤之后，也会患狂犬病。它每年要夺走数以百计法国人的生命，当时没有疫苗，也没有免疫球蛋白，对付狂犬病，人们只能使用烧红的铁棍，19世纪的欧洲人相信，火焰与高温可以净化任一切事物，包括肉眼所看不见的细菌。当时只要是被动物咬伤的人们，都会被村庄中的壮汉们强压至打铁铺，请铁匠用烧红的铁棍去烙烫伤口，想藉此「烧」死看不见的病原，但如此原始、残酷的作法，并没有办法治疗狂犬病，常常只是加速死亡的来临。
1880年底，一位兽医带着两只病犬来拜访巴斯德，请求帮助。能不能制成狂犬疫苗呢？
巴斯德和助理们，冒着危险采集狂犬的唾液，然后注射到健康犬只的脑中，健康的犬只果然马上发病死亡，历经过数次的动物实验，巴斯德推论出狂犬病病毒应该都集中于神经系统，因此他大胆地从病死的兔子身上取出一小段脊髓，悬挂在一支无菌烧瓶中，使其「干燥」。他发现，没有经过干燥的脊髓，是极为致命的，如果将脊髓研磨后将其和蒸馏水混合，注入健康的犬只体内，狗必死无疑；相反的，将干燥后脊髓和蒸馏水混合注入狗的身上，却都神奇的活了下来。巴斯德于是推断干燥后脊髓的病毒已经死了，至少已经非常微弱。因此他把干燥的脊髓组织磨碎加水制成疫苗，注射到犬只脑中，再让打过疫苗的狗，接触致命的病毒。经过反复实验后，接种疫苗的狗，即使脑中被注入狂犬病毒，也都不会发病了！巴斯德高兴的宣布狂犬疫苗研发成功！
1885年，一位几乎绝望的母亲，带着被狂犬咬伤的9岁小男孩约瑟芬(Joseph Meister)，来到了巴斯德实验室门口，哀求巴斯德救救她的孩子。为了不要眼睁睁看着男童死去，天人交战的巴斯德，决定为约瑟芬打下人类的第一针，这时距离约瑟芬被狗咬伤已经四、五天了；巴斯德在1 0天中连续给少年注射了十几针不同毒性的疫苗。每天晚上，焦虑的巴斯德彻夜不眠的等待，5天、10天、1个月过去了，少年健朗如常，终于安然返回家乡。消息传开，国内外络绎不绝的患者蜂拥而至。巴斯德和助手日夜忙碌。长年的过度工作，严重损害巴斯德的健康（图5）。 1887年10月23日上午，他脑溢血又发作了，倒在写字台上，舌头麻痹，说不出话来。1888年，"巴斯德研究所"竣工，法国总统和各界人士都出席了隆重的落成典礼。望着宽敞的实验室和良好的设备，梦寐以求的愿望终于实现了，不能言语的巴斯德感到莫大的喜悦。
图5：牧羊童接受狂犬病疫苗的预防注射
巴斯德70岁的生日，法国举行了盛大的庆祝会，巴黎索邦大学的大礼堂，座无虚席，约瑟夫.李士德上前向巴斯德道贺，巴斯德由法国总统掺扶。巴斯德在人群热烈走向主席台，受到人们的敬仰，大会送给他一枚纪念章，上面刻着：「纪念巴斯德70岁的生日，一个感谢你的法兰西，一个感谢你的人类。」
1895年9月28日，也就是他72岁时，他在亲友及学生的环绕中在维伦纽夫.勒伊丹（Villeneuve L’Etang）去世。
差不多有半个世纪，科学世界是由他主宰，其中有四分之一，是在他半身不遂的情况下，往前冲的，现在他已经与世长眠，他的精神、遗留的知识和照福人群，永存在人间。