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3. 医药学派的化学贡献
正如解剖学与天文学拉开了现代科学的大幕一样,医学也是现代化学的主要源头。
我们知道,化学是一门研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学。当自然哲学家在思考世界的物质构成时,为了寻求长生不老的东方炼丹师,期盼能点石成金的西方炼金师,以及西方的医药学派开始从应用层面尝试化学的技术追求。无论是中国的炼丹家葛洪、陶弘景、孙思邈等,还是阿拉伯的炼金家如札比尔、拉泽等,几乎都是著名的医生,更不说医药学派那些为早期化学做过贡献的医药学家们。
作为化学前驱的炼丹术,是以炉鼎烧炼矿物类药物,制取“长生不死”仙丹(又称金丹、灵丹等)的一种实验方术。炼丹术可能起源于秦始皇,他终其一生都对神仙方术抱着疯狂的幻想。《史记》记载,秦始皇20多岁的时候,就迷上了长生药和“真人术”。为了达到长生不老的目的,在炼丹方士卢生等人的鼓动下,秦始皇甚至把皇宫搬进咸阳地宫,足不出户呆在里面,一面批阅奏章,一面“接引”神仙,不许外人打扰。他以水银为陵墓地宫的江河湖海,也很可能暗示着他到死都深信,丹砂水银对帮助他死后继续统治这个“万世”江山有着神奇的魔力。《战国策》中已有方士向西汉时期开国功臣刘贾献不死之药的记载。汉武帝也奢望“长生久视”,向民间广求丹药,招纳方士,并亲自炼丹。东汉魏伯阳所著《周易参同契》是现存世界上最早的炼丹术理论著作,书中提到当时的炼丹家有《火记》600篇,说明当时火法炼丹已积累了大量经验。晋代炼丹家葛洪的《抱朴子》,对汉晋以来的炼丹术作了详细记载和总结。炼丹术流行了1000多年,长生不老却永远虚无缥缈,但炼丹术所采用的一些具体方法还是有可取之处的,甚至与火药发明有直接关系,它显示了化学的原始形态。
炼金术(Alchemy)是当代化学的始祖,其主要目的是将贱金属转变为贵金属,尤其是黄金。后来又发展出不同的研究,比如制造万能药(例如阿佐特),寻获贤者之石以及创造人造人(Homunculus)。炼金术至少2500年的历史,曾存在于美索不达米亚、古埃及、波斯、印度、中国、日本、朝鲜、古希腊和罗马,以及穆斯林文明,然后在欧洲存在直至19世纪。一位名为“赫耳墨斯·特里斯墨吉斯忒斯(Hermes Trismegistus)”的传说人物,被看作是炼金术师的始祖。现代化学表明,炼金术是行不通的,但直到19世纪之前,现代化学理论的出现才使炼金术的梦想彻底破灭。因为,包括艾萨克·牛顿在内的一些著名科学家都曾进行过炼金术的尝试。
下面要提到的是医药学派,正是注重实际、追求真理的的16-17世纪的医药学家们,他们勇于同旧的传统决裂,使化学逐渐走出炼金术的困境。所谓医药学派,是一大批从药剂学中探寻治病救人良方的著名医生,他们不仅为近代化学的建立积累了大量宝贵的实验资料,而且初步形成了近代化学的思想方法和研究方法,成为古代化学向近代化学过渡的桥梁。直到19世纪末,化学的每一个进步几乎都与医学有关,许许多多医学出身的化学家的足迹几乎遍及整个化学领域,为化学的发展做出了卓越的贡献。
16世纪以来,每况愈下的炼金术已是苟延残喘,成为化学发展的最大障碍。一些注重实际的工艺化学家在已往经验知识的基础上,一方面致力于采矿、冶金、酿造、染色、制酸等实际化学生产的工作,一方面纷纷寻求治疗各种疾病的药物。于是,在欧洲形成了一个从16至17 世纪对化学发展至关重要的医药学派。他们冲破了古代思辨哲学和炼金术的束缚,制备和提纯了许多化学物质,并研究它们的性质和药理作用。
医药学派的创始者当推瑞士医生帕拉塞斯(P. A.Parracelsus,1493-1541),他首先把炼金术和医药化学结合起来,认为人体本身的生理活动就是一个炼金过程,各种疾病的产生是由于人体内硫、汞、盐三种要素的比例失调所致,并提倡用化学药物加以治疗,他虽然也相信炼金术,但主要目的是为了制造药物。他给炼金术下了一个更加广泛而实用的定义,认为凡是把天然原料转变成对人类有益产品的过程都可称为炼金术。帕拉塞斯运用化学的方法制取了各种金属的盐溶液,并广泛用于治疗各种疾病,他的学说从根本上改变了医学和化学发展的道路。
帕拉塞斯的追随者、德国医药学家李巴乌(A.Libavius,1540-1616)把当时分散在炼金术、制药学、冶金学中的化学知识加以综合,编写了著名的《炼金术》一书,确立了17 世纪德国化学教科书的传统,大大拓宽了炼金术的研究范围,而各种化学物质的分离、分解和提纯又为近代化学元素概念的产生提供了必要的前提和实验方法。
德国医生兼冶金家阿格里·克拉(G.Agricola,1494-1555)通过在矿区多年的实地考察,写出了著名的《论金属》十二卷,详细记叙了金、银、铜、铁、锡、铅、汞、锑、铋等金属的冶炼、提纯、分离等工艺过程,成为16 世纪最高的工程师。
德国的格劳贝尔(J.R.Glauber,1604-1668)受过良好的医学教育,他不仅出售各种药剂,而试图用化学亲合力来解释一些金属或金属氧化物的反应,努力总结化学反应的某些规律性,成为研究和制备酸、碱、盐方面享誉欧洲的专家。
比利时医学家海尔蒙特(J.B.van Helmont,1579-1644)反对空想和思辨,提倡独立思考和科学实验。他首先区分了气体和蒸汽,初步揭示了气体及其变化的物质性,制备出了二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、氢气等多种气体,并制取了许多化学药物,而成为18 世纪气体化学研究的先躯。他还提出了酵素的概念,尽管相当简单粗糙,但在不少方面与近代酶学说相似。
其后,德国医药学教授贝歇尔(Becher,1635-1682)和斯塔尔(Stahl,1660-1734)提出了在化学史上占有重要地位的燃素说;药房学徒出身的瑞典化学家舍勒(Scheele,1742 1786)在暂短的一生中发现了氧、氯、氟、锰等多种元素,制取和分离了多种有机酸,被誉为药房里的化学家;法国当过公爵御医的贝托雷(Bertlolet,1748-1822)、受过医学教育的孚克劳(Fourcrog,1755-1809)、药房学徒出身的沃克兰(Vauguelin,1763-1829)都是拉瓦锡氧学说的积极拥护者和宣传者,为法国化学长期居于世界领先地位做出了卓越的贡献;德国药剂师出身的化学家克拉普罗特(Klaproth,1747-1811)发现了铀、锆、碲、铈等多种元素;药店学徒巴拉德(Balard,1802-1876)发现了溴;医学系毕业的英国化学家武拉斯顿(Wollaston,1766-1828)打开了铂系元素的百宝箱;当过药房学徒的英国天才化学家戴维(Davy,1778-1829)发现和制备了多种碱金属和碱土金属,并奠定了电化学的基础;也是药店学徒出身的法国化学家莫瓦桑(Moissan,1852-1907)首次制得了单质氟;获得医学硕士学位的莫桑德尔(Mos-ander,1787-1858)发现了镧、铽、铒等多种稀土元素;当过医药学徒的伏累森纽斯(Fresennius,1818-1897 )创立了金属元素定性分析法,成为近代分析化学的奠基者;曾获得医学博士学位的瑞典化学家贝采里乌斯(Ber-zelius,1779-1848)在无机、分析、有机化学等许多领域都取得了辉煌的成就,特别是关于原子量的测定和提出的电化二元论;近代有机化学的奠基者和有机合成的开拓者维勒(Wolher,1800-1882)曾做过药房里的学徒,是他首先用人工方法合成了尿素,开辟了有机化学的新天地;医学系毕业的法国化学家贝特罗(Berthlot,1827-1907)紧随其后,合成了甲烷、乙炔、苯、乙醇、乙酸等一系列有机物;当过药房助手的李比希(Liechig,1803-1872)被誉为德国化学之父,他在有机化学、化学和大学化学教育方面做出了一系列开创性贡献;药剂师出身的德国化学家肖莱马(Schorelemmer,1834-1892)奠定了有机化学的理论基础;英国医生普劳特(Prout,1785-1850)提出了具有革命意义的氢母质假说;医生出身的德国矿物学家米希尔里希(Mits-cherlich,1794-1863)发现了对于测定原子量具有重要意义的同晶型定律;医学系毕业的意大利化学家斯达(Stas,1813-1891)确定了O=16原子量测定的新标准,为原子量的精确测定做出了杰出贡献;医学博士盖斯(Hess,1802-1850)在热化学中提出了著名的盖斯定律;德国医生迈耶尔(J.R.Mayer,1814-1878)第一个阐明了能量守恒定律;法国医生杜隆(Dulong,1785-1838)提出了修正原子量的原子热容定律;医学博士、当过开业医生的亥姆霍兹(J.L.Helmholtz,1821-1890)成为热力学一、二定律的创立者之一;医学博士迈尔(Meyer,1830-1895)几乎与门捷列夫同时发现了元素周期律;当过药剂师助手的英国化学家弗兰克兰(Frakland,1825-1899)首次提出了原子价学说;药物合成大师、德国医生艾里希(Ehrich,1854-1915)合成了治疗梅毒的特效药物六六和九一四;德国药物学家多马克(Domagk,1895-1964)制得了第一个抗菌磺胺药物百浪多息。
由于健康和治疗疾病的需要,医术很早就成为一个独立的研究领域。当物理学和化学还隶属在自然哲学的麾下时,医学在本质上仍然是一门治疗疾病的实用技术,在理论和方法上长期处于落后状态,占星术、魔法和巫术十分流行。加上教会的控制,医学理论充斥着各种神秘主义,胆汁、血液、鸡冠、羽毛、毛发、唾液、蝎子、蛇皮、蜘蛛、地鳖等稀奇古怪的物质被广泛用于治疗各种疾病。在医药化学时期,虽然出了不少名医,也发现了不少有效的治疗药物,但医药学家的医学理论仍然十分落后。的确,医学要想在诊断、治疗、理论和医药等方面取得长足进步,还有赖其他学科的发展。
在近代化学的发展中,医药学家确实为化学做出了重大贡献,而与此同时,化学也给医学以丰厚的回报。化学的帮助不仅为医学提供了更多诊治疾病的医疗手段,而且发现和合成了许许多多的治疗各种疾病的特效药物,如解热镇痛药、降压药、磺胺药、抗菌素、防腐剂、消毒剂、麻醉剂等,并大大丰富和发展了医学理论。可以说,在化学孕育、确立和发展的过程中,医药学家起到了非同寻常的作用,而化学的进步又反过来为医学的发展提供了必要的前提和理论基础。这种相辅相成、互相促进的关系一直持续到今天。20 世纪以来,一大批化学家与医学家携手合作,为生理医学和药物学的发展做出了辉煌的贡献。不少化学家荣幸地成为诺贝尔生理医学奖得主,开辟了维生素和激素的合成、药物化学、酶化学、蛋白质化学、细胞化学、遗传基因工程等许多新领域。
8. 从病理学到病理生理学(未完待续)
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