书城童书影响孩子一生的55位近代伟人
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第13章 巴甫洛夫

巴甫洛夫·伊凡·彼德罗维奇,俄国生理学家、心理学家、高级神经活动学说的创始人,曾获诺贝尔奖。

巴甫洛夫的成才,是从一个破书架开始的。巴甫洛夫的父亲是一个穷教士,但他却喜欢非宗教神学内容的书刊,其中有各种自然科学的著作,也有民主主义者的革命刊物,为此,巴甫洛夫的父亲被当地的教徒教士们指责为“自由思想家”。父亲的嗜好给孩子树立了榜样,父亲的破书架成了巴甫洛夫接触社会与自然知识的起点。巴甫洛夫的父亲经常要求巴甫洛夫看书,并且要求每本书读两遍,读后要能够提出问题,思考答案。十三四岁时,巴甫洛夫在家中的破书架旁广泛阅读了俄国的许多进步书刊,使他的知识大增,眼界大开,思想上也发生了很大的转变。

巴甫洛夫15岁时在旧书架上翻到了英国生理学家路易士的一本著作《日常生活的生理学》,这本通俗读物中的内容深深吸引了少年巴甫洛夫,激起了他对生理学的极大兴趣。从此,巴甫洛夫便和生理学结下了不解之缘,他将那本小册子像藏宝贝一样珍藏了一生。

巴甫洛夫的成功,最重要的还是得益于父亲的开明。当巴甫洛夫打算放弃神学而学生理学时,父亲并没有因为儿子有违自己的初衷而斥责他。相反,父亲十分尊重他的兴趣与选择。“你在教会学校毕了业再转学吧!”父亲建议说。“我不能浪费时间了,爸爸,我有很多事情急需知道。”巴甫洛夫低声而肯定地回答。“你急需知道些什么呢?”“我特别想知道,人体的构造是怎样的。”“你想当医生,是不是?”“不是。”巴甫洛夫摇摇头。“那你为什么要知道人体的构造呢?”“为了帮助人。为了使人类变得更健康、聪明而又幸福。”巴甫洛夫热烈地回答。“你很有胆量,你的想法更是勇敢。你能实现你的理想吗?”父亲关切地问。“我已经下定决心了,爸爸,我会下苦功夫的。”父亲明白儿子的话是经过深思熟虑的,于是立即站起来,高声说:“好吧,我祝你成功!”

1878年,巴甫洛夫还在求学期间,就进入了俄国著名的医学教授波特金的实验室工作。在这儿,他开始了心脏血管生理调节研究。当时的实验室其实只是一间非常陈旧狭小的屋子,但是在这间破旧的屋子里,巴甫洛夫做了无数次狗的解剖,他在从中枢通向心脏的复杂神经丛中,辨别出每一个小分支,并耐心地反复用微弱电流刺激这一枝枝神经纤维,观察它们的作用。巴甫洛夫发现,这些纤维的作用是不同的。有些纤维可以改变心跳频率,有些纤维能加强心跳力量,还有一些纤维则减弱心跳力量。巴甫洛夫进一步研究了这些加强心跳力量的神经纤维。他获知,这种神经纤维还能调节心肌细胞的营养及代谢过程,能帮助疲劳的心脏恢复力量。刺激这些纤维可使已经停止跳动的心脏重新跳动起来。后来,人们把这种神经纤维称为“巴甫洛夫神经”。

巴甫洛夫对狗测量血压的实验也是独特的。以前研究者为了测量狗的血压,多是先将狗麻醉或捆绑在手术台上,切开狗的股动脉,插入玻璃细管进行测量。巴甫洛夫认为,这样狗的神经反射已经受到影响,所获数据并不准确。巴甫洛夫采用的方法是这样的:他把狗带到手术台上,同时喂它小块食物,适当训练后,狗见到手术台就会自动跳上去,此时,巴甫洛夫一面给狗喂食物,一面迅速切开狗的皮肤,将玻璃细管插入股动脉,测量安静状态下狗的血压。巴甫洛夫做这个手术仅两三分钟,狗并无特别痛苦。由此而获得的血压数据更接近实际情况。巴甫洛夫在这些方面的研究使他获得了博士学位和一枚金质奖章。

大约从1888年起,巴甫洛夫开始了消化生理学的系统研究。研究消化生理过程是一件非常困难的事情,大多数消化液只是在食物进入胃肠道后才分泌出来;而一旦食物进入,又与消化液相互混合,很难区分并确定它们的成分与作用。怎样才能采集到这些消化液并进一步破译它们消化食物的秘密呢?聪明的巴甫洛夫想出了这样的方法:他把一些健康狗带进手术室,麻醉消毒后,切开狗的消化器官,在切口处放入一根小管,并与周围组织缝合在一起。小管的一端开口在消化器内,另一端开口于皮肤外。这根管子成了巴甫洛夫了解消化生理过程的一个“窗口”,从这一“窗口”中巴甫洛夫了解到进食不同的食物时,胰液的分泌量、分泌过程和持续时间是不同的,胰腺中的各种酶的含量也随食物不同而变化。巴甫洛夫还发现了胆汁和胰液在消化过程中的作用是相互关联的。胆汁可以促使胰腺分泌,促进脂肪消化吸收。在巴甫洛夫的实验室中,最为重要的动物自然莫过于狗了。巴甫洛夫训练的狗一个个长得极为健壮,而这些狗身上,却带着巴甫洛夫安装的小管子。巴甫洛夫无数次节省下自己的食物来喂狗。据说,有一次高尔基访问巴甫洛夫实验室了解这位著名科学家的需要时,巴甫洛夫迫不及待地喊道:“狗,需要狗。”“情况已到了这种地步,我们自己跑到街上去找狗。”在消化系统中,巴甫洛夫对胃的研究最为深入。巴甫洛夫绞尽脑汁,想出了获得纯净胃液的“假饲”方法。他在狗的食管和胃部分别装上小管子,狗吞食时,食物不断从食管的小管子掉出来,吃多少,掉多少,不断地吃,不断地掉,永远吃不饱。而这种“假饲”开始不久,就会从接通胃部的小管子滴出胃液来。将这些胃液与食物放在一起,就可看到它们的消化过程。在此基础上,巴甫洛夫又发现胃液的分泌同样与某种神经活动有关。一种神经(现称为迷走神经)支配着胃液,甚至胰液、肠液、胆汁的分泌。而迷走神经的活动,受着大脑的“宏观”控制。食物进入口腔后,味觉感到了食物的刺激,经神经报告了大脑,大脑通过迷走神经,命令胃腺开始分泌胃液。更有意思的是,巴甫洛夫发现,在给狗喂食前,只要让狗看到食物,也会刺激消化腺活动。巴甫洛夫称之为“心理性分泌”。这也是巴甫洛夫创立条件反射学说的缘起。

经过近20年坚韧不拔的努力,巴甫洛夫终于揭开了笼罩在消化秘密上的帷幕,阐明了完整机体在正常生活条件下消化机能的内在规律。1904年,巴甫洛夫因在消化生理学方面的成就而获得诺贝尔奖,他是世界上第一个领受诺贝尔奖金的生理学家,也是第一个领受此奖金的俄罗斯科学家。

巴甫洛夫在实验中观察到“心理性消化腺分泌”这一有趣现象。俗称“馋得流口水”到底是怎么一回事呢?从1903年起,巴甫洛夫开始了这种“心理现象和大脑半球活动规律”的研究。他发现,动物和人都具有反射活动。如婴儿生下来就会吮奶、吞咽,手指碰到烫的东西会马上缩回,食物进口会分泌唾液,等等,这些都是人和动物的先天本能,不需任何训练,就可一直保持下去的,巴甫洛夫将此称为“非条件反射”。

此外,巴甫洛夫又发现了另一类情况,如只让狗看到肉,虽然还没有吃到嘴里,狗也会流口水。巴甫洛夫认为,这是狗在以前多次吃肉时,看到肉的形状,嗅到了肉的气味,然后肉进入狗嘴时,味觉器官尝到了肉味,便引起了非条件反射性唾液分泌。视觉、嗅觉、味觉器官所受到的刺激传入中枢,在狗的大脑皮层的不同区域,形成3个兴奋灶。久而久之,3个兴奋灶之间的联系渐渐加强,得以巩固,发展到肉的气味形状一出现在狗面前时,就如同肉已进入嘴中一样,引起唾液分泌的反射。这种反射,是后天形成的,不断训练、不断强化、不断巩固下来,巴甫洛夫称之为“条件反射”,也就是所谓“心理性分泌”的生理过程。条件反射不会生来就有。一只出生后只吃奶而从未吃过肉的狗,看到肉后,不但不分泌唾液,仅用鼻子嗅嗅就走开了。条件反射也不像非条件反射那样可以永存。环境条件变化了,旧的条件反射会消退,新的条件反射就建立起来了。狗看到肉会流口水,但是反复只给狗看到肉而不给它吃,狗的唾液就会一天天减少,直到一滴也没有了。

条件反射学说具体地、科学地阐明了动物机体如何同它的外环境建立精确的相互关系。在自然环境中,动物可根据食物的信号(气味、颜色、形状等)去寻找食物,不必等待食物送上门来,掉进自己嘴里;同样,动物也会根据危险信号而避开危险,以保存自己的生命。特定环境条件下,形成动物体特定的条件反射,环境条件变了,动物又随环境改变形成新的条件反射,来适应新的环境,从而使动物机体本身更适于生存下去。这就是巴甫洛夫条件反射学说重要的生物学意义。

1924年,巴甫洛夫75岁时,前苏联科学院为他新建了一个生理学研究所,后被命名为“巴甫洛夫生理学研究所”。1929年,他80岁寿辰时,又在列宁格勒城附近的科尔村为他建设了一个像城镇似的、世界上独一无二的生理学研究中心,这个村后被称为“巴甫洛夫村”。高尔基说巴甫洛夫是:“一位经过坚强锻炼的和精雕细琢的极其稀有的人物,这种人物的功用就在于探索有机生命的秘密。他好像是自然界为了认识自己本身而特意创造出来的一个极其完整的生物。”巴甫洛夫终于找到了自己的位置,成为一个伟大的科学家。

一个穷教士家庭培养出了科学巨人!除了重视文化教育外,更重要的是尊重孩子的兴趣,因为“热爱才是最好的老师”。

其实,我们的生命,没有固定的套路,没有现成的模板,有的只是用坚强的意志和自己的双手,去绘制人生最完美的坐标。我们的追求像一条小河,没有轨道,没有长度,在缓缓流淌中不断追逐着自己拥抱大海的梦。

在你行动之前,不要担心自己的理想是否离现实太远,因为只要你不懈追求,你做到的可能比你预想的还要好。