第六章 病理学
虽然我们切入身体内部，但是我们看到的仍是事物的外在，只不过创造了新的表象以供观察……大自然倾其所能，使身体各部分的运作隐秘而微，我想即使借助显微镜或者其他发明，也没有人可以参透其中之奥妙。
——约翰·洛克
堪萨斯大学冷冰冰的太平间仍然令我感到忐忑不安，尽管我是一位经历过二十余次尸检的老手。在即将升入医学院三年级的时候，我申请到世界一流病理学家与研究专家克拉克·安德森医学博士的骨科研究实验室的奖学金，于是我选择去他的实验室做研究。除了研究癌细胞系和骨形态发生蛋白（BMP，一种引发和控制骨生长的信号传导物质），我还负责与安德森医生一起进行尸检。此时此刻，正值深冬，我被叫到太平间，调查当地一名牛奶送货员的死因。
太平间与解剖实验室完全不同。医学院一年级时，我们渐渐习惯了解剖室里的尸体——在一连几个星期的解剖过程中，散发着防腐剂气味的尸体的僵硬结构会慢慢地呈现出来。有段时间，我和另外两个解剖助手每天要按照解剖手册的指导说明，对一具74岁女性尸体的某个特定解剖部位进行探查。随着时间的流逝，被70具尸体包围的新奇感不见了，对他们背后的故事和人格的疑问也逐渐消失了。
来到太平间，我看到一名中等肥胖、体态健壮的38岁送货员，全身赤裸地躺在不锈钢尸检台上。尸检室有三张结实的工作台，专为尸检解剖而设计，每张工作台的中央台面都布满凹孔，台面四周设有水槽，槽内水流可以冲走血液、体液以及被感染和被污染的残留物。尸体被安置在中央台面上，病理科医生可以通过脚来控制录音设备和麦克风，记录他在尸检过程中给出的意见。
与每家医院的太平间一样，这个工作站也位于与世隔绝的地下室，远离来往的人流和诊区。当你身处这鲜有人至的环境，即使是在白天，内心也会充满孤独感和恐惧感；再想到死尸就存放在冷藏柜中以便随时检查，这种感受会变得尤为突出。在医院深处，空气中弥漫着不祥的寂静，耳边回荡着尸检台上单调的冲水声，这里没有对生命的挽救，只有对死亡的解释。
安德森医生解释说，黎明时分，这名送货员在屋外卡车旁的雪地里被发现，发现时面部朝下，卡车启动着。救护车飞速赶到现场，他的太太惊慌失措、悲恸欲绝，充满了焦虑和无助。经急诊室抢救无效，急诊医生宣布死亡，并将其送到地下室的太平间。每个州都有各自的法律，指导当地的验尸官是否应当下达尸检命令；在这个案例中，死者在没有目击者的情况下，于家中非正常死亡，所以最后需要对其尸体进行检查。
我们身着蓝色刷手服和一次性纸质手术衣，与在手术室的穿戴毫无二致。防水手术衣提供了一层保护和一点点温暖，戴上防护镜可以防止体液溅入眼睛。我们准备好简单的器械托盘，之后就要“亲自查看”［“尸检”（autopsy）一词的字面含义］了。
我戴着手套，一只手按住死者的躯干。因为死在冰天雪地里，再加上刚刚在尸体柜中冷藏了几个小时，他的身体异常冰冷。安德森医生手握尸检刀，醒目的大刀片专门用于做胸前的长切口。我又瞥了一眼死者的脸——面容扭曲，面色发青，由于他趴在雪地里死去，脸的右侧被压平了。几个小时前他还活着，现在却变成一具僵硬的尸体，一动不动地躺在那里，看上去就像是一具人造的假尸；只有切开宽阔的胸膛才使我确信——他是人。
安德森医生沿着胸腹正中做了一个纵切口，起点始于胸骨上窝（胸骨顶端覆盖气管的薄层皮肤），然后绕过肚脐向下止于耻骨。
用器械剥开皮肤边缘之后，我准备好骨锯，以劈开胸骨。彼时我已经学会了使用骨锯，安德森医生让我从正中劈开胸骨。这与心脏外科医生使用的是同一种器械。作为一个医学生，能够在成为医生之前操作真正的外科器械令我感到兴奋不已。我在骨缘之间放置一个肋骨牵开器，转动曲柄一周便可以使肋骨张开。
当胸骨被劈开后，心肺就暴露在眼前。深红色的心脏一部分包裹在鼓起的肺中，肺部是影影绰绰的、湿乎乎的一片灰白色器官。心和肺的颜色、结构、功能和重量截然不同，就如同阴阳结合。胸腔包裹着心脏与脆弱的肺组织，其周边由肋骨环绕而成，底部是强健的膈肌，它是胸腔与腹腔的分界线。膈肌上有三个一英寸大小的裂孔，分别有食道、主动脉与腔静脉穿过。我们小心地切开厚厚的膈肌，保护好血管与食道的完整性，避免血液或食物的渗漏。
接下来是腹腔，我们在这里遇到小橄榄球似的肝脏、肾脏、消化道（胃、小肠和大肠）、脾脏、膀胱和胰腺。由于我们非常仔细，没有损伤肠壁，因此还没完全消化的食物和大肠中的粪便都没有溢出。
作为医学研究人员，我们在检查这些器官时有几种选择。最老式的方法就是简单地用手进行探查，靠观察来推测死因。
另一种更为先进的方法是将胸腔和腹腔内的器官切下来。罗基坦斯基法（Rokitansky method）是将器官成组切除，放在旁边桌上进行检查。菲尔绍法（Virchow method）是将器官逐个切除，在原处进行探查，并提取组织样本以进行显微镜分析。与徒手探查相比，这种方法可谓是巨大的飞跃。
当天我们要使用的技术，不雅地说，让我想起与父亲和兄弟们在家乡怀俄明州的牧场上狩猎时学到的“宰鹿”法。勒蒂勒法（Letulle method）首先需要将喉部至肛部的所有器官和消化系统暴露出来，然后将它们一齐切除。在切断腔壁上的软组织粘连之后，病理科医生托出心脏、肺、消化系统以及腹部的所有器官，它们之间仍然互相连接着，留下被挖空的腔体。在解剖台上，这些器官脱离了周围的体壁，所以评估就变得更加容易，我们可以轻松地对每个器官进行逐项检查。我的导师喜欢使用这种方法，而且毫无疑问，其发明者应该出身于一个猎人家庭。
我和安德森医生完成了大量的器官切除工作之后，费力地将这一堆滑溜溜的组织转移到解剖台上。在这里，我们开始慢慢地切开器官，寻找明显的异常状况；同时对组织进行取样，将样本放入带有标签的小塑料器皿中，倒入福尔马林并拧上橙色的盖子。
头部是最后探查的部位。将尸体顶部的头发分开，沿颅骨顶部做长切口之后，就可以很容易地将头皮向侧面剥下，露出颅骨。用专门的锯沿颅骨切开，并剔除软组织粘连后就可以看到光滑且厚实的乳白色脑膜。这层结构被称为硬脑膜（拉丁语：坚强母亲），切开后可见脑组织。在颅底切断神经连接与脊髓后，安德森医生托出一团胶状物质，并（不可思议地）将一个完整的人脑交给了我。
这位先生的大脑非常坚实，呈粉色，布满了通常会随年龄增长而萎缩的沟回，不过这位年轻人的大脑比较光滑饱满，相对于他的颅骨来说似乎大了一些，里面填满了生命之源。我们用手指对大脑皮质一丝不苟地进行检查，在沟回之间查看是否存在血管破裂或肿瘤的迹象。经过肉眼检查，我们没有发现该器官有明显异常之处。
安德森医生和我分立在一张狭窄解剖台的两侧，用双手将大脑牢牢地固定住。他抓起一把长度为12英寸的手术刀，看上去很适合切火鸡，然后开始像切面包片一样对大脑进行切片处理，每片厚度约1/3英寸，并将切片放在一个大盘中。最后他切出了一整盘大脑切片，几乎就像一盘大号曲奇饼干一样，这样可以对整个大脑进行彻底的检查。这种方法比计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）的出现早几十年，是深入研究死者脑结构的唯一方式。
完成所有器官和消化系统的解剖之后，我们再次将注意力转向他的心脏。其他一切都正常的话，我们的怀疑就集中在急性心肌梗死或心脏病发作上。在导致猝死的严重心脏病发作病例中，心肌通常并没有明显变化，也就是说没有肉眼可见的变化。对于死亡之前与心肌缺血斗争数日的患者来说，其心肌会变得苍白——甚至发黄。这位送货员的心脏看起来没什么异常，因此现在我们把注意力放在了他的冠状动脉上。
心脏是我们身体的泵站。虽然我们的全部血液都来自心室的搏动，但是血液并不会灌入这个泵本身的肌肉组织。心肌需要它自己的供应血管，即冠状动脉——主动脉离开心脏时的分支。两支主要的动脉，一左一右，生出小动脉分支，伸展到肌肉深处，以提供氧气和脂肪酸（作为燃料）。我们从心脏表面就可以看到冠状动脉。借助外科手术器械，我们对冠状动脉进行了解剖，以备镜检。
在我们的心脏中，左冠状动脉分成两个主要分支，它们距离主动脉仅1英寸，供给心脏最重要的左侧部分，正是这里有力的收缩将血液推送到全身。通过进一步的解剖，我们分离出左前降支动脉（俗称“寡妇制造者”），并将这段2英寸长、意大利面般粗细的血管切下，泡入福尔马林中。它摸上去又硬又脆，安德森医生若有所思地看着我，像个调查员一样表现出对这名男子死因的强烈怀疑。我想他知道我们已经发现了真凶——脱落的胆固醇和脂肪凝块刚好阻塞了这支最重要的、其粗细程度却与其重要性极不相符的血管。安德森医生对这名男子及其家属的体恤同情，一下子就超越了科学信条和病理学。
经过福尔马林的整夜浸泡，“固定”的小块组织样本得到了进一步解剖，关键样本被放入蓝色的小塑料盒中以备镜检。这些小盒子跟嘀嗒薄荷糖（Tic Tac）的塑料盒差不多大，我们把它们装入仪器，为样本分次加入不同浓度的酒精，每次间隔半小时，酒精浓度逐步增加；再加入二甲苯有机溶剂，目的是阻止一切细胞变性或细菌生长，同时对原组织样本进行脱水处理。接下来，仪器会将塑料盒浸入石蜡中，而这些蜡块仿佛就是保存组织标本的微型时光机。
我将一堆蜡块码放整齐，交给我们实验室的技术员，她把这些蜡块装到徕卡切片机上，这种机器会将蜡块切成一串极薄的切片，就像那种圣诞节的装饰拉花一样。她再把石蜡切片嵌入载玻片，然后带到染色站。在使用深紫色和红色的苏木精-伊红染色之前，载玻片上的组织切片几乎是看不到的，不过染色之后，组织截面会清晰地显现出来，并表现出细胞分化的不同形态。技术员将玻片一片一片拿出来，放入盛有化学染色剂的小金属杯中浸泡30秒或者更短的时间，再以她自己习惯的方式从杯底取出玻片并进行干燥后，它们就可以放在显微镜下观察了。
我迫不及待地想要先看看号称“寡妇制造者”的冠状动脉玻片。我将玻片放置在显微镜载片台上，蔡司显微镜上的小平台中间设有一个小孔，光线可以从下面穿过。我低下头，通过目镜观察，并旋转聚焦环，直到细胞清晰可见。动脉的横切面显示，该动脉已经完全被血栓和动脉粥样硬化阻塞，我盯着杀死这位患者的致命杀手，仿佛心脏病发作那一刻的真实情景得到再现，并于一瞬间凝固在眼前这张小玻片上。这个斑块使宝贵的血液无法流入心脏中最关键的部位，心肌失去了燃料和氧气，停止泵血，最终导致死者倒在了车道上。
人类对死亡和疾病的理解已经远超出我们最早的推想。短短几代人的时间里，我的前辈们通过学科的专业化训练、怀疑主义的态度、显微镜和化学染剂，掀开了死亡的面纱，解开了疾病的秘密。如今在太平间里，我借助病理学家的器械便能够科学地解释这名男子的死因，即使我无法理解我们的生命为何如此脆弱。
在17世纪中叶，意大利的帕多瓦可以宣称自己是意大利文艺复兴时期知识的重要发源地，其重要性甚至超越了世界上最古老的博洛尼亚大学。帕多瓦培养的孩子包括维萨里、法洛皮奥、哈维和伽利略；而随着18世纪的到来，一位博洛尼亚大学医学院的学生，在毕业后不久来到帕多瓦，终生献身于一项震撼人心的研究课题，即将为医学世界带来永久性的改变。
乔瓦尼·巴蒂什·莫尔加尼（1682—1771年）19岁毕业于博洛尼亚大学。毕业后不久，他组建了一个面向学生和毕业生的知识分子学会，名为“不眠学院”（Academia Inquietorum）。作为一名刚毕业的学生，莫尔加尼读到了西奥菲勒斯·博尼图斯（Theophilus Bonetus）的新书《墓地》（Sepulchretum），这是一部数千个临床病历及相关尸检的资料集，由博尼图斯汇编而成。这些处于萌芽阶段的医学文献，来自一系列不同的作者，遗憾的是，文献未经整理，内容凌乱无序，几乎无法阅读。年轻的莫尔加尼“却全神贯注地读起了《墓地》……他开始明白，这本书建立在最基本的事实之上”。1起初他着手修改此书，但是后来将其发展为一部以他自己的病例为基础的全新著作。
作为一名初出茅庐的年轻医生，莫尔加尼开始这项研究课题时大概20～21岁。他收集了自己正在治疗患者的信息及尸检结果。通过仔细的观察和敏锐的临床分析，以及为了支持其临床结论而偶尔进行的生理学实验，他将一个一个的病例汇编成书。“在这项艰巨的任务中，我们看到了他作为一名执业医师的聪明才智，一名卓越的解剖学家的顶尖技术，一名实验生理学家的足智多谋，以及他对细节的锲而不舍。”2
莫尔加尼在准备这本书的过程中投入了多少耐心？接下来的60年里，他一边在博洛尼亚和帕多瓦治疗病人，一边收集信息和整理资料，编写这本即将改变医生看待患者的角度以及思考疾病本质的著作。莫尔加尼于1761年出版了《疾病的位置与病因》，那时他已经80岁高龄，仍然在给病人看病。
《疾病的位置与病因》以谈话形式编写，仿佛写给朋友一样，是写给一位年轻医生的70封信件，写信的对象也许是虚构的。这70封信件中总共涉及700个病例，系统地分为5卷：头部疾病、胸部疾病、腹部疾病、外科与常见疾病及附录（包括索引）。对书中的每一个病例，作者都“提供了详尽的病史，评析了当时想法的变化，引用并探讨了权威的观点，于是作者自己的逻辑推理过程也一步步地逐渐清晰起来”。3这些病例经过数十年的精心编纂和整理，学生可以按症状（例如“胸痛”）查阅，对具有相同症状的病例进行调查研究，寻找真实病因以及可能有效的治疗方法。
在此100年前，伽利略对违背科学的、充满迷信的天文观发起了挑战。在莫尔加尼所生活的时代，世界各地的医生们仍然陷在古老的希波克拉底传统里，固执地相信体液、季节规律、瘴气、恶劣空气和天谴的影响。莫尔加尼的《疾病的位置与病因》可以说是对体液学说的致命一击，它转变了医生的思维方式，使他们开始思考“体内特定结构中某种病态的具体表现”。4作为医生和解剖学家的莫尔加尼总结道，症状就是“患病器官的哭诉”，这大概是医学史上最反传统的陈述。这一对疾病的新认识，言简意赅又切中要害，使医生把注意力集中在某个特定器官或身体部位上。莫尔加尼不去仰望星辰，抛开神秘体液失衡的看法，意识到疾病是（往往处于痛苦中的）器官功能失调的表现。
60年间接诊的数百个病例使莫尔加尼确信，疾病发生的模式可以被观察出来。18世纪，药理学正处于萌芽期，医生（尤其是外科医生）在很多时候是无能为力的。但是，莫尔加尼对器官引发的疾病了解日深，并且可以根据经验预料尸检的结果。或许他的学说还未成功挽救过生命，但是数十年如一日的研究，使他对自己在尸检台上所见状况的预测越来越有信心。《疾病的位置与病因》很快被译为法语、英语和德语。当时正值美国独立战争时期，也就是美利坚合众国诞生的时候，世界各地的医生开始明白，一系列症状对应特定的患病器官。
关于医学的进步，有一个不言自明的事实：对受伤或患病的器官进行评估，是真正理解该器官（及组成器官的细胞）实际功能的最好方法。笛卡儿曾提出人体只是一台机器；莫尔加尼则促使医生们以钟表匠或机械师的眼光来看待协调一致的“身体-机械”结构，在正常情况下，这个结构会完美而和谐地运转，而医生的主要任务就是诊断出现问题的部位。从此医生在工作中要仔细聆听患病器官的“哭诉”，一丝不苟地观察和检查患者，然后根据经验说明他们饱受摧残的原因。
莫尔加尼不仅是解剖病理学之父，还被誉为现代医学诊断的开创者。“他的研究和结论在伦敦、巴黎、维也纳和柏林开花结果。因此，我们可以说，莫尔加尼及其研究彻底击碎了旧医学学派的教条，新医学也由此开始。”5奇怪的是，我们对莫尔加尼这个名字并不十分熟悉，但他确实是启蒙运动最重要的人物之一。他的学生包括让-尼古拉斯·科维萨尔（Jean-Nicolas Corvisart，1755—1821年）和皮埃尔-查尔斯-亚历山大·路易（Pierre-Charles-Alexandre Louis，1787—1872年），这两位医生帮助巴黎在19世纪成为世界医学圣地。后来变革的钟摆又荡回了巴黎以东，一位来自维也纳的杰出医生，尝试完全以病理学为基础来行医治病，在没有强大的医疗器械作为辅助的情况下，他在自己的职业生涯中完成了超过3万例的尸检解剖。
1848年，一股政治剧变的浪潮席卷了欧洲大陆，几乎每个欧洲国家及其世界各地的殖民地都受到了一定的影响。这次革命运动挑战了封建领主和贵族的地位，为下层阶级赢得了更为广泛的民主权利，同一年甚至还有《共产党宣言》的诞生。德意志各邦和奥地利帝国的革命活动对医学和学术界产生的促进作用尤其显著，与20世纪60年代的美国大学校园十分相似。在维也纳，墨守成规的医学旧贵族与年轻的革命新秀对峙不下，这是“新旧之战、知识的自由派与保守派之战、真正科学的疾病观与老派医学的模糊理论之战”，在维也纳大学医学院如火如荼地进行着。运动的领导者是波希米亚人卡尔·冯·罗基坦斯基（1804—1878年，见彩插6.1）。
罗基坦斯基理解莫尔加尼及其法国弟子的重要性，孜孜不倦地深入挖掘疾病和死亡的根本原因。对疾病的研究越深入，他对器官功能的理解越深刻。如果说莫尔加尼是解剖病理学和医学诊断之父，那么是罗基坦斯基一字一句地打造出病理学的宫殿。
维也纳总医院现在是维也纳大学本科校园的所在地，宽阔的庭院和巍峨的建筑仍然保存完整，只是如今住在其中的是波希米亚奥地利学生，而不是痛苦的病人。校园西北部的施皮塔尔大街（Spitalgasse）上坐落着脑研究中心，这是一座威严壮观的三层建筑，外部围有石砖和金属护栏，建筑顶端有一组古希腊古罗马人物雕塑，以及奥地利双头鹰盾徽。在人像下面，距地面50英尺的地方，有一行以镶金浮雕刻写的拉丁文，只有读到它才知道这栋建筑曾经有着与现在截然不同的功用。“INDAGANDIS SEDIBUS ET CAUSIS MORBORUM”意为“对疾病位置与起因的调查”，这显然是对莫尔加尼革命性著作的致敬（见彩插6.2）。这里曾经是罗基坦斯基的病理学研究所，一座医学音乐厅，他漫长的职业生涯中完成的超过3万例的尸检解剖，便是在这里操作和演示的。
按照这座研究所的组织结构，在总医院死亡的每一个病人都会送到这里进行尸检，这也使欧洲医学的领导地位转移至维也纳。这个时期的维也纳汇集了一批医生，并由此诞生了病理学、皮肤科、精神病学、眼科和外科等专科医学领域；在临床推理和科学观察方面，罗基坦斯基对年轻的医生们产生了极为重要的影响。在研究所的后面，有一个专门为罗基坦斯基做讲座和演示而建的演讲厅，那里也是维也纳的传奇外科医生特奥多尔·比尔罗特做手术的地方，维也纳美景宫美术馆展出的塞利希曼（A.F.Seligmann）的著名画作便记录下了这个场景。
令人感到难以置信的是，罗基坦斯基在没有显微镜的情况下进行了成千上万例的尸检解剖，就像哥白尼没有望远镜。罗基坦斯基所有的那些尸检都是对器官和组织简单而粗糙的手工检查，这严重限制了他对病因的理解产生概念性的飞跃，但是他在世界上具有重要的领导地位，这一点是毫无疑问的。与他们的天文学同人一样，医生需要将研究对象放大，通过进一步的观察才能点亮思维之路。再有几次无心插柳的发现，人们就能见识到显微镜这种仪器的威力了，并借此促成启蒙运动中最伟大的生物学发现。
皇家学会成立伊始，显微镜就是万众瞩目的焦点。发明者罗伯特·胡克是一位无神论者，爱好解决问题，组建工具，他于1665年出版了开创性著作《显微图谱》（Micrographia）。那时皇家学会也刚成立几年。该著作是第一本对显微镜下的微观世界做出描述的重要出版物，击碎了人们长期以来对肉眼不可见的世界的很多假设。胡克在绘图方面技术高超，他绘制的图纸对读者非常有吸引力，并激发了欧洲各国天才同行的想象力。其中，最为著名的大概是一张绘制在大幅折页上的跳蚤图纸，它显示出跳蚤的每一根纤毛和瓦片状叠甲，说明跳蚤并不是毫无防御能力的小蚋虫，而是一种具有甲壳的微型小怪兽（见彩插6.4）。生物的大小固然重要，但是显微术专家即将向人类展示生物结构表现出的功能。不过最微小的生物才是人类最大的威胁这一观点，还需要200年才能确凿地证实。胡克绘制的跳蚤完美地将人类的注意力转向了微观世界，这种昆虫的大小虽然肉眼可见，但是其他一切细节都完好地隐藏在其纤毛中，让人无从得知。无独有偶，正当胡克于1665年阐明跳蚤的结构特征之时，又一次大瘟疫袭击了伦敦，后来人们才发现，跳蚤是这场瘟疫的细菌携带者，而毫不知情的胡克解剖和描绘跳蚤时简直是在玩火。(https://www.daowen.com)
胡克也花了大量的时间研究植物的结构。他的显微镜放大倍数刚好可以细致地观察到植物组织的基本构成要素，他将自己在软橡木的微观结构中所观察到的“小房间”称为“细胞”（见彩插6.3），这一新创造的术语将用于以后所有动植物的显微研究。直到19世纪中期，在现代化学的帮助下，人们才发现生命的细胞基础。
提到“显微镜”，我们的脑海中一般会立即浮现出一个画面：一根倾斜的黑色金属管镶嵌在U形底座上，载物台上放着一张载玻片。当然，今天的显微镜还会有一根电源线，使底部的灯泡从下方照亮载玻片，聚焦环和调节旋钮则可以移动载物台和载玻片。数百年来，显微镜一直都是这样的结构。然而世界上第一位显微术专家安东尼·范·列文虎克所使用的是“珠形显微镜”（见彩插6.5），这是一种外形古怪、能力有限的仪器，却能够让他以前所未有的方式看到活细胞。
列文虎克是一名荷兰测量工和布料商，他经常通过望远镜观察远方的地标建筑，用放大镜去数布料中的线股（这使我们想起数据表单中的“线程数”）。他把一个极小的玻璃珠磨制成高度数凸透镜，并将其固定在一块桨状金属片上。在靠近玻璃珠的地方有一根细针，他把自己想要观察的微型物体用蜡固定在针尖上，就可以对物体进行仔细观察，通过转动螺旋钮还可以使被观察的物体上下前后移动。几十年来，列文虎克与皇家学会保持着通信联络，他向学会提交了微观世界的图纸，描绘了这台原始而实用的仪器所展示出来的肉眼看不见的世界。
列文虎克最初在《皇家学会学报》上发表的文章主要关于蜂刺、虱子和一滴池水中隐藏的世界，但是不出几年，他便惊人地发表了一篇关于精子形态的文章。1677年，他在写给皇家学会的信中表达了自己想要提交这篇论文的意愿，“如果贵会认为学者们可能会对这些观察产生反感，认为它们不堪入目，那么我恳请您将此视为私人研究，并按照尊意，发表或者销毁”。到1678年，他的文章对“动物生殖器官之种”的本质进行了探讨，绘制了兔和狗的精子图。他格外小心地写道，检查自己的精液时，“我所观察的只是自然本质，依靠的并非罪恶的自渎，而是夫妻生活的自然结果……”6
数千年来，人们对孕育的真相争论不休，早期的显微术专家非常渴望探求精液成分的形态。对于这些早期科学家来说，确定子宫内部的发展还相当困难，但是蜿蜒游动的精子“幽灵”，与蝌蚪或者显微镜下的原生动物非常相似，都借助鞭毛的推动前行，这印证了人们从开始思考“生命从哪里来”的问题以来就一直存有的猜测。同样重要的是，精子看上去并不是动物的微缩版，在成形以后才进入子宫。随着显微术的出现，许多人都想知道他们能不能在狗或者兔子的细胞里找到小狗或者小兔子。但精子更像是为驶入子宫而特意打造的小机器，尽管其机制还未被洞悉。
随着显微术的进步，一场惊人的转变发生了。正如培根几十年前预测的那样，发明创新的成果会被分门别类地归纳，再进行筛选，然后通过“合理地运用思想体系”，最终产生知识的无形框架。7凯瑟琳·威尔逊认为：“科学破坏了人们脑海中熟悉的世界，并以一个陌生的世界取而代之，这一新世界在富于想象力的同时，又抵制人类价值观的投射。”8呈现于眼前的新事实使科学家们改变了古老的结论，采纳了新的理论，不过奇怪的是，人们为显微镜带来的发现狂热了半个世纪之后，微观世界研究者的头脑却平静了下来。
关于想象力，启蒙运动作家贝尔纳·德·丰特内尔笔下的哲学家主人公说：“……我们的头脑充满了好奇，而我们的眼睛比较差劲……我们想知道的不只是眼前所见……因此，真正的哲学家在一生之中，不会相信双眼所见之物，努力神化未见之物。”9透明玻璃的发明、镜片制造的创新、复式显微镜的组建，以及微观图示的广泛出版，终于让人们自鸣得意，止步于此。谁会一直盯着跳蚤、精子和昆虫眼球的图画？到18世纪末期，尽管工业革命正在世界各地轰轰烈烈地展开，显微术还是停止了前进的步伐。想想卡尔·罗基坦斯基进行了3万例的尸检，都未曾试图使用一台仪器来检查组织，哪怕这台仪器能够彻底转变他的解剖实践，你就能理解当时显微术衰落的程度了。现在的一些科普作家，如戴维·伍顿，深入地思考了17—18世纪的医生和科学家无法使组织显微术研究取得进步的原因。其实，有一个相当明显的原因能解释发展的停滞，即缺乏能够使组织变得栩栩如生的可靠染料。
现在的病理实验室可以解剖并准备组织，以供微观检查。我们首先将极薄的组织切片嵌入载玻片，然后把它装在显微镜的载物台上，打开灯，低下头，通过复式显微镜的镜筒来观察，我们会看到细胞及其支持组织的模糊轮廓，但是几乎无法区别或评估细胞的结构或功能。如果你从来没有见过文森特·凡·高的系列画作《向日葵》，那么我为你展示一幅气氛悲惨忧郁的低分辨率黑白版《向日葵》，其实一点儿用也没有。相反，如果你面对面近距离观赏文森特的作品，面对帆布上的湖蓝色背景，观看错落有致的鲜黄色和奶糖色花瓣，欣赏一笔一笔画上去的浓重色彩，你就会同意他是在弹奏一曲“蓝色与黄色的交响乐”。10
虽然现在有人会批评17—18世纪显微术专家，但他们要理解那时候缺乏显示色彩的技术，也没有灯光照明；尽管当时有简单的植物染料，但是在19世纪中期以前，化学的发展还非常有限，用于反复实验的化学试剂并不存在。发生在伦敦东区的一场愉快的意外，将为单调乏味的科学世界带来色彩。
安托万·拉瓦锡（1743—1794年）是一位科学天才，他致力于条理分明地分析化学反应，确定火焰为什么燃烧、我们为什么呼吸以及物质为什么发生反应。经过严谨的实验和全面的分析，他进一步证实了“质量守恒”的观念，认为“没有物质消失，也没有物质产生，一切只是发生了转化”。即使我们不能笼统地称拉瓦锡是“化学之父”，那也可以称他是“化学计量之父”，他发现了化合物是由分子按照精确的比例构成的，可以通过化学反应形成，既可能化合成更大的分子，也可能分解成更小的分子组合。
拉瓦锡出身于古老的法国贵族阶层，从不平等的贵族统治中受益颇丰。他排列出第一张元素表，并设计出一套科学命名法来描述物质世界的基本构成要素。就像一名训练有素的大厨对发酵粉、泡打粉、糖和鸡蛋的用途了如指掌那样，拉瓦锡渐渐地明白了元素之间如何相互反应，金属为什么生锈，植物怎样从土壤中吸收矿物质，又如何从空气中吸收化学物质。他以天才的眼光，将世界看作由各种成分和原子构成的混合物，在他的影响下，其法国同行和其他欧洲的同行总结出，世界可以用其基本构成要素来描述。可悲的是，拉瓦锡没能平安地度过法国大革命，在50岁时被斩首。拉瓦锡的一位学生在大难临头前逃往美国，他就是化工帝国的创始人E.I.杜邦（Éleuthère Irénée du Pont）[1]。
在俄国化学家德米特里·门捷列夫于1869年制作出元素周期表之前，一个“有准备的头脑”收获了天赐良机——这次偶然的发现使初级化学转变为可以与数学、物理相提并论的一个专业领域。1853年，15岁的威廉·亨利·珀金进入了伦敦的皇家化学学院，虽然伟大的拉瓦锡是开拓化学领域的先驱，但是年轻的威廉在其伦敦东区公寓中的发现，推动了现代化学的发展，并带来了生物学、医学、制药业和时装业的变革。
教授交给他合成奎宁的任务（奎宁在当时是唯一一种有效的抗疟疾药物），于是他带着试剂、烧瓶和仪器回了家，希望可以制造出那种提取自一种南美洲植物的珍贵药品。那时，他住在伦敦沙德韦尔地区的卡布尔街（Cable Street），1856年复活节放假期间，18岁的珀金一个人在他的家庭实验室里，以“煤焦油”为基本原料开始了实验。煤焦油是一种在缺少空气的条件下加热煤炭而产生的黑色液体副产品。在新兴的工业革命中，煤焦油是一种常见的工业废料，而珀金在自己楼上的房间中，就以这种脏东西开始进行氧化实验。实验并不顺利，他又加入了重铬酸钾，生成了黑色的水样沉淀物。用乙二醇清洗烧瓶时，沉淀物变成了深紫色，最初他将这种紫色称为“推罗紫”（Tyrian purple），后来改称“藕荷色”。11
千百年来，紫色一直是象征皇族权贵的用色。在古罗马时代，1.2万只贝类生产出来的腓尼基的推罗紫染料，才能染制一件罗马托加袍大小的衣物。人们也尝试过植物染料，但总是褪色。珀金马上意识到自己这一发现的价值，对染料的“牢度”进行了试验。他从垃圾废料中发现了一种持久耐用、物美价廉、需求量很大的材料，并很快申请了发明专利。到19岁时，珀金在伦敦郊外开办了一家染坊，从自己的偶然发现中赚取了丰厚的利润。看起来，炼金术还是可能成为现实的。
珀金这一发现的真正价值，并不只是布料染色，它还有更为神通广大的用途。化学发展成为一个工业领域，化学家们竞相把煤焦油制成其他颜色，希望可以像珀金一样赚大钱。然而，故事发生了惊人的意外转折，化学实验并没有产生新的染料，而是合成了具有生物效应的新分子。这种新知识所创造的早期产品之一是对乙酰氨基酚，即今天的药物泰诺。新生的合成染料工业中迸发出关于化学反应的新知识，使医学、摄影、香水、食品和爆炸品等领域取得了巨大的进步。
随着人们对化学结构了解渐深，具有专业化学知识的企业在欧洲大幅增长，尤其是在德国，巴斯夫（BASF）、拜耳（Bayer）、爱克发（Agfa）和赫斯特（Hoechst）等公司相继成立。自19世纪80年代开始，现代制药公司如雨后春笋般迅速出现。其中一些公司如默克（Merck），早就作为主营植物提取物的药房存在了许多年，但是对合成化学的新认识将这些药房变成了重要的工业化学研究机构。像先灵（Schering）、宝来惠康（Burroughs Wellcome）、雅培（Abbott）、史克（Smith Kline）、帕克-戴维斯（Parke-Davis）、礼来（Eli Lilly）、施贵宝（Squibb）以及普强（Upjohn）等小企业都竞相发展为研制新药的巨头。12
两百年来几乎停滞不前的显微术领域也如大梦初醒。“由于19世纪60年代以前，没有良好的固定剂、石蜡包埋技术、切片机和伊红染剂，显微病理学的先驱们获取检查样本的最常用方法是刮擦并修整组织切面，或用液体和抽出物制成涂片。”13毫无疑问，当血液和皮肤取样成为现实，19世纪30—40年代的首次突破性观察将随之产生。
由于德国对染料和化学实验的开放态度，显微镜学家自然而然地开始尝试为组织染色。科学家们不断地尝试改变化学方程式，已经使布料染色实现了更高的色彩渗透率和色牢度，适合医用的染料配方出现只是时间问题。直到珀金发现化学染料的十年后，当人们注意到洋苏木这种南美洲植物时，才出现了可用于显微镜玻片的染色剂。洋苏木又被称为“墨水树”，是原产自新大陆的一种树木，其树根和树干在蒸煮时会产生一种浑浊的红润染料，14几百年来，这种植物一直被用来给棉花染色。西班牙人和玛雅人都使用这种染料，美国士兵在南北战争期间也使用过。
一个半世纪以前，苏木精被确定为有效的哺乳动物组织染色剂，它可以使平淡无色的组织样本呈现出深紫色墨水般的色调。科学家将各种不同的化学物质添加到苏木精中，经过一系列的实验，终于生成了一种化合物，能够轻易地给细胞内部着色，后来这一部分结构被称为细胞核，DNA和RNA（核糖核酸）便位于其中。在苏木精出现十年后，另一种粉红色染料伊红被发现了，它容易附着于细胞的其他结构上，使细胞整体呈现出紫红色渐变。尽管新发现的染料大大改善了实验材料所呈现的视觉效果，但是它整体看上去还是像只用一支蜡笔涂抹的填色书。
用酒精和干燥剂清洗玻片上的材料，会使组织样本呈现出视觉变化，于是德国的组织学家们开始反复尝试化学物质与组织接触的顺序和时机，仿佛在玩一场科学领域的捉迷藏游戏。后来出现了连续使用两种染色剂的复染法，最终在1876年，苏木精和伊红的染色组合诞生了，并成为沿用至今的标准染色方法（见彩插6.6）。15
如今在全世界的细胞病理学实验室里，每天有近300万张玻片会用到苏木精-伊红染色法，这两种化学染色剂的组合必定是地球上最成功的化学试剂组合之一。自医药现代化以来，化学和制药领域的所有进步都没有改变这一事实，苏木精-伊红染色法所使用的两种化学物质大概是医学领域中最为可靠的分子。在过去的150年中，它们所接触的生命几乎超过了任何其他的药品。苏木精-伊红染色法的阴阳互补意味着，组织中的各种成分肯定会被染成粉色或深紫色，研究人员现在可以将目光集中在构成组织的单个细胞上了。
虽然工业化学诞生于英格兰，但是它很快便在德国学术界安了家。光学、制药学、工程学、生理学和放射学，这些在未来将支撑起医学发展的科学堡垒，与德国浪漫主义思潮同时发展起来。意大利医学因莫尔加尼的成就而新近获得过领导地位，最终又促成了法国医学的新一轮复兴，让医生的注意力转向了病人及其症状。19世纪中期，维也纳医学在世界上名列前茅，许多专科领域即将在那里诞生，最后一位凭借肉眼进行观察的伟大病理学家罗基坦斯基，给全球各地培养了许多有才华的医生。但是，德国人以高涨的热情和文化认同感接纳了一切新科学，不容置疑地接过了科学事业领导者的桂冠。全世界医生当中执牛耳者的头衔，将从罗基坦斯基传到一名柏林工人身上。他性格狂热、博学多才，热爱显微镜，通过染色剂和德国制造的镜头（如蔡司和徕卡），建立了疾病的细胞基础这一概念。
几乎没有哪一个医学生和年轻医生比鲁道夫·菲尔绍更能吃苦。年轻好学的菲尔绍于1821年在波美拉尼亚出生，是当地农民和会计的孩子。1839年，他以班级第一名的成绩从当地中学毕业后就读于柏林大学下属的军事医院。在全称为腓特烈-威廉大学的这所学府里，菲尔绍的导师是约翰内斯·穆勒，穆勒是“一位生物学家、比较解剖学家、生化学家、病理学家、心理学家和特级教师”，他培养了一代又一代伟大的德国医生。穆勒的职业生涯以生理学开始，主要研究神经功能、视网膜机制和耳部感觉器官的功能。随着科学的发展，医学的研究对象也变得越来越细微，穆勒的一个早期课题就是普通视力极限的研究。
穆勒的精力异常旺盛（他可能患有躁郁症，发作时表现得狂躁不安，或严重抑郁，无法工作16）。他喜欢思想上与他志同道合且同样不知疲倦的学生。特奥多尔·施旺（1810—1882年）是穆勒的早期学生之一，极力拥护他的朋友、植物学家马蒂亚斯·雅各布·施莱登（1804—1881年）在不久前提出的细胞学说。施莱登和施旺两人在1838—1839年的研究解释了细胞的生长、功能和相互作用，为重新认识细胞在动植物体内的重要性奠定了坚实的基础。当时化学已经有了原子论，现在生物学具备了细胞学说。
1838年，穆勒很快将显微镜运用到自己的工作中，不久便开始使用显微镜检查肿瘤的细胞结构。这一系列的发展变化以及1839年的革命性剧变，使年轻的医学生鲁道夫·菲尔绍在医学道路上大步前进。就像两个超新星发生了碰撞，爆发出来的知识能量在科学史上几乎无人能及。
鲁道夫·菲尔绍精力充沛且聪明绝顶。他精通欧洲多国语言，并学过古希腊语、拉丁语、希伯来语和阿拉伯语。除了多种语言能力之外，他还热衷于研究考古学、人种学和政治学。20岁时，他在从柏林寄给父亲的信中写道，他的人生目标是习得“大自然在天地之间的一切普遍知识”。这位盛气凌人、信心十足的德国人，身材单薄瘦小，眼镜后面是一双猫头鹰般敏锐的黑眼睛。他在医学院即将毕业时写道：“……如果你认为，让我引以为傲的是自己的知识，那你误会了。我关注的是不完美之处，我总是有意识地追求尽善尽美，对于知识的发展进步，我比大多数人更积极努力，这才是我的骄傲。”17
菲尔绍于1843年从医学院毕业后，一开始就职于柏林的夏里特医院（Charité Hospital），在病理学家罗伯特·弗罗里普（Robert Froriep）的手下工作。1845年，也就是他毕业两年后，菲尔绍发表了一份病例报告，报告中的50多岁的女性厨师在柏林死于不明疾病。尸检发现其器官的血液中含有一层黏稠的乳白色物质，像蜡一样漂浮着。这名24岁的医生第一眼看到这种物质时必然认为是脓，因为苏格兰医生约翰·休斯·贝内特（John Hughes Bennett）在四个月前首次将这种疾病描述为化脓。然而，菲尔绍并不认为这是“血液化脓”或者感染。他将血液样本涂在显微镜玻片上，使用原始的胭脂红染料对细胞进行染色，然后仔细地观察该液体的成分。眼前出现了一群巨大的圆形细胞，散布于小的红细胞之间，这让菲尔绍感到茫然，他不知道该如何解释这一现象，于是决定就按照其外观将它描述为“白色血液”（weisses Blut）。后来，在1847年发表的文章中，菲尔绍采用了希腊语的“白血”（leukemia）一词来描述“白血病”的两种症状，一种是脾脏肿大，另一种是白细胞浸润淋巴结。
菲尔绍还在1846年发表过一篇关于血凝块性质的文章，提出了深静脉血栓（较大的血凝块）和栓塞（移动的血凝块）的形成理论，这些理论在多年后都得到了证实。这位25岁的年轻人破解了栓塞之谜，指出是较大的血凝块从腿部或手臂的静脉中脱落并移动至肺部，完全阻塞了血液流动，最终致命。此前还没有人这么想过。也就是说，菲尔绍在短短一年间准确无误地确定了一直折磨着人类的两大疾病，甚至推测出了病因。凭借自己在研究上所取得的成绩，他决定出版一本期刊——《病理解剖学、病理生理学和临床医学档案》（The Archive of Pathological Anatomy and Physiology，and Clinical Medicine）。该刊物是世界上最重要的期刊之一，至今仍在发行，简称《菲尔绍档案》（Virchows Archiv）。
在第一期中，菲尔绍精妙地概述了自己的科学世界观。他断言：“病理解剖学是阐释结构错乱的学说，而病理生理学是阐释功能紊乱的学说……病理生理学会逐步实现其目标，它不是少数人头脑一热的创造，而是许多研究者勤勤恳恳通力协作的成果——病理生理学将会是科学医学的大本营。”
正如我们在前文反复看到的那样，1848年的欧洲革命对科学、政治和艺术产生了广泛的影响。由于菲尔绍坚持社会医学的理想，引起执政当局不满，他失去了在柏林的工作岗位。菲尔绍搬到附近的维尔茨堡之后，进入了人生中最出成果的时期。他钻研了炎症、癌症、肾病，以及皮肤、指甲、骨骼、软骨和结缔组织的解剖学。18在没有电力、显微摄影和图像投影的情况下，菲尔绍发明了“桌上轨道”，将显微镜沿轨道从一个学生传给另一个学生，这样学生们可以仔细地观察老师想让他们检查的地方。他恳请学生们“从微观层面观察”并接受他的观点，也即“细胞是生命的基本单位”。
在维尔茨堡生活了将近10年之后，菲尔绍于1856年大张旗鼓地回到柏林，在那里等待他的除了热烈的欢迎，还有专门为他而建的病理学研究所。在维尔茨堡的日子里，菲尔绍对细胞功能和细胞行为的理解产生了几次巨大的飞跃。菲尔绍影响力非凡，有时也会采纳吸收其他德国研究者的观点，不断加强自己认为细胞具有重要地位的论断。首先他在1852年宣布任何新细胞都来自已有细胞的分裂。1854年，他写道：“一切生命都来自直接继承。”最终在1855年，菲尔绍在《菲尔绍档案》中有力地总结称，一切细胞来自细胞（Omnis cellula a cellula）。
“一切细胞来自细胞”这一论断是多么掷地有声，恐怕要等到四年后另一本著作出版时与之比较，人们才能理解——1859年，达尔文出版了《物种起源》。与陌生人打招呼时，我们会问：“你来自哪里？”询问一个人出生和成长的地方是很自然的事。最具洞察力和独创性的研究者总是能比他的同行们更深入地钻研和观察，从而将哲学的断点连接起来。和达尔文一样，菲尔绍将想象力与多年来的科学探索结合起来，就我们的起源问题构想出了一个总体思路。我们每个人都是细胞的聚集体，细胞不断地分裂着，并最终获得特殊性和独特的功能。胚胎学家很快就会发现，每种动物都是以单细胞开始其生命旅程的，通过细胞分裂使数量倍增。唯一例外的是在生命火花燃起的那一刻，两个细胞——卵子和精子——结合在一起，形成一个受精卵。
桑葚胚[2]（morula，即拉丁语里的“桑葚”）中的原始细胞具有“不确定性”，它们能够成为体内任何一个部位的任何细胞。这就是原始的干细胞，具有超乎寻常的反应、适应和变形能力。我们的一生中，细胞一直在响应并遵守着来自周围细胞的化学信号，将自身定位于某个具体的细胞系之中，从而形成更高级的细胞邻域，最终形成功能组织和器官。误入歧途的异常细胞会失去正常功能，更糟的是还会带上一种恶魔般的特征，不仅阻碍了正常的细胞功能和器官功能，而且加速了死亡。
菲尔绍及其继承者深刻地探索了生命细胞基础的重要意义，彻底摧毁了元气、体液和生命活力等古老而神秘的猜测。因为人们已经理解疾病是一系列“生物化学失调现象”19，而且疾病在未来会通过针对功能障碍部位的治疗干预得到解决，所以认为治病就是恢复“乱成一团却又难以理解的体内平衡”20的看法，已经不再被人接受了。
好学深思的专业人士们将瘴气、恶气、体液失衡和占星术无情否定。菲尔绍的代表作，1858年出版的教科书《细胞病理学》，表明“医学的进步”需要采用新的方法，它将成为下个世纪医学研究成就的指导手册。约翰斯·霍普金斯大学成立时，“美国医学院长”威廉·亨利·韦尔奇（William H.Welch）将菲尔绍的这本书与维萨里、哈维和莫尔加尼的著作一同列为“自医学作为一门科学诞生以来最伟大的进步”。21
或许菲尔绍确实获得了自己年轻时所希望的“大自然在天地之间的一切普遍知识”。舍温·努兰将他称为“使用显微镜的希波克拉底”。菲尔绍与他擅长显微术的日耳曼同胞们，也就是19世纪70年代会使用苏木精-伊红等先进染色法的学者们，使德国在19世纪中期到晚期成为世界医学圣地，以朗根贝克和比尔罗特为首，德国和奥地利的外科医生们成为全世界的学习焦点，备受瞩目。
本书前面曾经提到过，对于前295代人类来说，一个受到病痛折磨的人，与其求医问药，还不如“一个人承受”。只有在最近的5代人中，明智的患者才能通过寻求医疗照护来改变自己的命运。鲁道夫·菲尔绍和其他许多医学科学家一样值得称颂，他使我们注意到细胞是构成生命大厦时最基础的砖瓦，天地万物都要通过它来吸收营养、交换能量、构成组织、应对压力、存储信息、形成交换中心、组成配子（卵子和精子）以创造另一个生命。菲尔绍也并非有功无过——他一生都否认达尔文的学说和细菌学说。然而，他确立了疾病的细胞基础这一观念，创办了重要的刊物《菲尔绍档案》，撰写了2000篇文章，培养了大批的学生，这一切足以让他进入医学圣殿。更重要的是，他引领了医学的蜕变，揭开了细胞、组织和器官内部运转背后的真相。
在一个世纪的时间里，医生清醒地意识到了疾病的器官基础，并迅速地进一步认识到疾病的细胞基础。当然，他们一旦了解脱氧核糖核酸的存在，还将进一步理解疾病的遗传基础。医生认识到细胞是生命的基本构成要素，使他们摆脱了数千年来迷信的束缚，而工业化学的崛起将很快产生有效的化学治疗方法。在19世纪晚期，外科医生的主要工作从放血和给脓肿引流转变为诊断疾病，也就是与病理学家共同探寻确诊的方法及其治疗方案。长期以来，外科医生一直试图与理发师撇清关系，但他们追寻并实现自身重要性，靠的并不是英勇的行为和展示灵巧的手艺，而是依靠从科学上重新定位外科。最伟大的外科医生总是从最热衷病理学研究的医学中心培养出来的，这绝非巧合。外科医生从来都不是“健康”专家，而是临危受命的雇佣兵，因此，他们必然是从需要调查与解释疾病和外伤成因的环境里获得知识养料的。
欧洲的外科医生对此做出了贡献，美国医生也第一次参与其中，最终使人微言轻的外科医生获得社会公认的地位。外科医生的先驱们组织调查研究，操作实验仪器（如显微镜），改进技术技巧，查阅研究结果，并首次开始改变其同胞的命运。19世纪晚期，外科医生又有了一项惊人之举，他们不仅在极端条件下为濒临死亡的病人做手术，还开始了择期手术的实践。由此，外科医生一路走向了我们的现代世界，如今的患者不仅希望手术不会危及生命或引发巨大痛苦，还希望手术不要引起任何不便、困扰，甚至不要影响他们的外貌。
【注释】
[1]E.I.杜邦是美国大型化学公司杜邦公司的创办者。——编者注
[2]桑葚胚，是动物胚胎发育早期阶段，受精卵经过多次分裂，形成由几十个或几百个细胞组成的、状似桑葚的胚胎。——编者注