书城科普采撷科学世界的明珠(科普知识大博览)
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第68章 巴斯德之谜

巴氏消毒法是将食物加热到一定的温度,从而消灭食物中的杂菌,防止食物腐坏。关于这种消毒法的发明过程是一个很有意思的故事。

法兰西气候宜人,风光秀丽,非常美丽。世世代代的法国农民在葡萄园里耕耘势作,培育出许多品种优良的葡萄。用葡萄和甜菜作为原料,可以酿制出甜美的葡萄酒。

但是,在酿造葡萄酒时,必须掌握分寸,酿酒过程中稍不留意,就会酿出比酷还酸的酒来。19世纪,随着法国葡萄酒酿造生产规模的不断扩大,为了防止酿酒过程中的酸败,葡萄酒的酿造火候的把握已成为葡萄酒商人们最关心的大事。于是他们找到微生物学家巴斯德,希望他能从事酿酒过程的研究工作,从而帮助解决葡萄酒变酸的问题。

巴斯德来到酿酒工厂,闻了闻正在发酵中的甜菜汁,甜菜汁发酵桶里泛出了白色泡沫。巴斯德在显微镜下观察他取来的少许发酵的汁液,发现镜下有许多淡黄色小球状物体,它们成群成簇地生长在一起,有的小球还向外长出一些芽。他认真思索,终于想起这些小球状物是酵母菌。一位叫做卡涅尔的法国学者也曾经观察过类似现象,认为葡萄和甜菜中的糖类转变为酒精必须通过酵母菌的帮助。

然后,巴斯德又来到已经变酸、但没有白色泡沫的酿酒桶前。他看到桶壁边缘有些地方长出一些灰白色的薄膜,酒的颜色也因为这些白膜而变得混浊。他同样取出一些汁液,并且从桶壁灰白色的薄膜上刮下一些东西,然后放在显微镜下检查。这时,他发现酒汁中的酵母菌被另外一类棒状的小物体取代了,这些棒状的物体在不停地活动着,而在那片灰色的薄膜里,棒状物体则更多了。

一夜没有睡觉的巴斯德苦思冥想,想找出一个答案。天快亮的时候,他终于明白了,是酵母菌使糖类发酵,而另外一些棒状的小东西破坏了酵母菌。回到实验室,他将那些灰白色的薄膜放在糖水里。几天后,那些棒状物并没有在糖水中产生。于是,他设计了一种新的液体,即将干酵母放在清水里煮沸,然后向过滤去渣的水里加入一些糖和碳酸钙,从而防止糖水变酸。最后,挑出针尖大小的灰白色薄膜,将它们一起放在培养皿内。两天过去了,培养皿里却没有变化发生,巴斯德有些惊讶,他沉不住气了。傍晚,他凑在煤气灯前仔细观察培养皿,发现了一些气泡。他从培养皿中的液体中取出一滴,放在显微镜下观察,又看到了那些小棒状的活物体,说明在培养液中棒状活物体已经开始了繁殖。接连几天,他都在重复着同样的实验,每次都有大量的棒状物出现。当他将盛有棒状物的液体放入新鲜牛奶中时,牛奶立即变酸了。于是,巴斯德找到了酒变酸的原因:是一些杂菌导致的,这些杂菌落入酒桶中,造成了酒的变质。他告诉酿酒商们,只要设法消灭这些杂菌,就能防止酒变酸。

巴斯德又研究了3年,终于找到了防止酒酸败的方法。这种方法很简单,只要将酿好的酒加温到62℃,经过30分钟,就可以消灭那些杂菌。因为这种方法是巴斯德发现的,人们就叫它为“巴氏消毒法”。

欧洲蔓延着一种可怕的蚕病。健康的蚕宝宝因感染上这种病,一夜之间就死掉了一大批。这种神秘的疾病也侵袭了法国阿莱省的蚕种。许多靠养蚕为生的法国农民心急如焚,他们联名给巴黎高等师范学校微生物学家、化学家巴斯德教授写信,恳求巴斯德研究出克服疾病的方法,救救他们的蚕宝宝。

巴斯德来到蚕区。通过观察后,他发现了一种椭圆形的微粒,这种微粒存在于病蚕和桑叶上。这就是病源,教授兴奋起来。他发现这些微粒是活的,并能很快地繁殖后代。蚕就是因为吃了这种含病源的桑叶,才会得病死去,这种微生物能大量吞食蚕宝宝。巴斯德为人类发现的致病的微生物,被称为“病菌”,这也是人类首次发现致病微生物。

巴斯德把病蚕带回了巴黎实验室,并细心研究,两年以后,他终于找到了答案:通过有病的蚕卵,蚕病被一代又一代遗传下去。只要消灭了有病的蚕卵,就可以培养出健康的蚕群。于是,巴斯德打死产完卵的雌蛾,并加水把它磨成浆糊,放在显微镜下观察,如果发现成浆糊的雌蛾体内有病菌,就把它产的卵烧掉;没有病菌,就把它产的卵留下,用没有病菌的蚕卵繁殖后代,这样蚕病就不会传染。

法国养蚕业采纳了巴斯德首创的检种方法。他的伟大发现和制止病菌的理论挽救了濒临危亡的蚕丝业,拯救了法国的工业,繁荣了法国的经济。

在巴斯德发明治疗狂犬病的方法之前,感染狂犬病的动物如果咬伤人,狂犬病毒就会随着动物的唾液进入人体,对人的中枢神经造成损害。患者全身抽搐,出现昏迷、说胡话的现象,不久以后就会不治而亡。狂犬病又称恐水病,在狂犬疫苗发明之前,一直无药可治。

巴斯德是从60岁以后才开始对狂犬疫苗进行研制的。他发现,传染狂犬病毒性最强的部位是动物的脑和脊髓,给家兔注射了这样的脊髓液就能使兔子患病。由于有了先前制造鸡霍乱减毒活疫苗的经验,巴斯德对毒液的放置时间与毒性的关系十分注意,结果发现含有病毒的脊髓放置几天后,就会减低毒性。巴斯德先后给许多兔子接种了狂犬病毒,使它们发病,以便可以髓时抽取病兔的脊髓。每天抽取一点病兔的脊髓,几星期后巴斯德得到了放置时间不同,毒性不同的脊髓液,分别给狗接种。

起初,为了使狗获得一次锻炼,也就是获得一次免疫力,巴斯德用的是放置时间最长,已没有毒性的脊髓液进行实验。以后逐渐用毒性越来越强的兔脊髓液给狗接种,最后一次接种的是刚置了两天、毒性很强的脊髓液,结果狗平安无事。这说明狗对狂犬病的免疫力已很强了,即使给它接种新鲜疫苗也不会发病了。

巴斯德并不满足。他又以严谨的科学态度进行了大量重复试验,结果都获得了成功。1885年,巴斯德63岁时,狂犬疫苗终于制成了。他当众宣布,他研制的狂犬疫苗不仅可以治好已经被动物咬伤,得了狂犬病的人,而且还可以用这种疫苗防止人们被动物咬伤后得这种病。

巴斯德的狂犬疫苗很快得到了验证。1885年,第一个狂犬疫苗注射者是一个名叫约瑟夫麦斯特的9岁小男孩。这个小男孩十分勇敢,在疯狗冲过来的时候,挺身而出与疯狗进行了一番殊死搏斗,结果被狗严重咬伤,人们都认为他会很快丧命,但巴斯德收下了这个可怜的孩子。

巴斯德当时虽然已经做了不少动物试验,但对狂犬疫苗在人身上的使用效果却不太了解。况且,他不是医生,不能随便给人治病。但巴斯德想到这个孩子几天之内就会死于狂犬病,终于下决心一试。小男孩被疯狗咬伤60小时后,巴斯德在医生在场的情况下毅然给孩子注射了第一针狂犬疫苗,这一针狂犬疫苗是放置若干天的病兔脊髓液,以后注射的疫苗放置的时间逐渐缩短。连续注射13天以后,小麦斯特终于脱离了危险,保住了性命。

巴斯德用他的免疫疗法征服了狂犬病的消息迅速在全世界传播开来。国内外求医的电报、信件源源不断地飞向巴黎,捐助者纷至沓来。法国议会给他颁发了荣誉大勋章,法国人民以有巴斯德这样的科学家而感到自豪。俄国皇帝为了对他成功救治数名被疯狗咬伤的俄国农夫表示感谢,除颁发勋章之外,还专门捐赠10万法郎用于巴斯德研究所的建设。

巴斯德征服狂犬病为世界人民带来了福音,同时,也为世界微生物学和免疫学的研究做出了重要贡献。