第60章 科学巨人(11)

　　然而长期的军旅生活使笛卡尔感到疲惫，他于1621年回国，时值法国内乱，于是他去荷兰、瑞士、意大利等地旅行。1625年返回巴黎。1628年，他从巴黎移居荷兰，开始了长达20年的潜心研究和写作生涯，先后发表了许多在数学和哲学上有重大影响的论著。在荷兰长达20年的时间里，他集中精力做了大量的研究工作，在1634年写了《论世界》，书中总结了他在哲学、数学和许多自然科学问题上的看法。1641年出版了《行而上学的沉思》，1644年又出版了《哲学原理》等。他的著作在生前就遭到教会指责，死后又被梵蒂冈教皇列为禁书，但这并没有阻止他的思想的传播。

　　笛卡尔不仅在哲学领域里开辟了一条新的道路，同时他又是勇于探索的科学家，在物理学、生理学等领域都有值得称道的创见，特别是在数学上他创立了解析几何，从而打开了近代数学的大门，在科学史上具有划时代的意义。

　　笛卡尔的主要数学成果集中在他的“几何学”中。

　　当时，代数还是一门新兴科学，几何学的思维还在数学家的头脑中占有统治地位。在笛卡尔之前，几何与代数是数学中两个不同的研究领域。笛卡尔站在方法论的自然哲学的高度，认为希腊人的几何学过于依赖于图形，束缚了人的想象力。对于当时流行的代数学，他觉得它完全从属于法则和公式，不能成为一门改进智力的科学。因此他提出必须把几何与代数的优点结合起来，建立一种“真正的数学”。笛卡尔的思想核心是：把几何学的问题归结成代数形式的问题，用代数学的方法进行计算、证明，从而达到最终解决几何问题的目的，依照这种思想他创立了我们现在称之为的“解析几何学”。

　　1637年，笛卡尔发表了《几何学》，创立了平面直角坐标系。他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定点的位置，用坐标来描述空间上的点。他进而又创立了解析几何学，表明了几何问题不仅可以归结成为代数形式，而且可以通过代数变换来实现发现几何性质，证明几何性质。解析几何的出现，改变了自古希腊以来代数和几何分离的趋向，把相互对立着的“数”与“形”统一了起来，使几何曲线与代数方程相结合。

　　笛卡尔的这一天才创见，更为微积分的创立奠定了基础，从而开拓了变量数学的广阔领域。最为可贵的是，笛卡尔用运动的观点，把曲线看成点的运动的轨迹，不仅建立了点与实数的对应关系，而且把形（包括点、线、面）和“数”两个对立的对象统一起来，建立了曲线和方程的对应关系。这种对应关系的建立，不仅标志着函数概念的萌芽，而且标明变数进入了数学，使数学在思想方法上发生了伟大的转折——由常量数学进入变量数学的时期。正如恩格斯所说：“数学中的转折点是笛卡尔的变数。有了变数，运动进入了数学，有了变数，辨证法进入了数学，有了变数，微分和积分也就立刻成为必要了。”笛卡尔的这些成就，为后来牛顿、莱布尼兹发现微积分，为一大批数学家的新发现开辟了道路。

　　笛卡尔把他的机械论观点应用到天体，发展了宇宙演化论，形成了他关于宇宙发生与构造的学说。他认为，从发展的观点来看而不只是从已有的形态来观察，对事物更易于理解。他创立了旋涡说。他认为太阳的周围有巨大的旋涡，带动着行星不断运转。物质的质点处于统一的旋涡之中，在运动中分化出土、空气和火三种元素，土形成行星，火则形成太阳和恒星。

　　他认为天体的运动来源于惯性和某种宇宙物质旋涡对天体的压力，在各种大小不同的旋涡的中心必有某一天体，以这种假说来解释天体间的相互作用。笛卡尔的太阳起源的以太旋涡模型第一次依靠力学而不是神学，解释了天体、太阳、行星、卫星、彗星等的形成过程，比康德的星云说早一个世纪，是17世纪中最权威的宇宙论。

　　笛卡尔的天体演化说、旋涡模型和近距作用观点，正如他的整个思想体系一样，一方面以丰富的物理思想和严密的科学方法为特色，起着反对经院哲学，启发科学思维，推动当时自然科学前进的作用，对许多自然科学家的思想产生深远的影响；而另一方面又经常停留在直观和定性阶段，不是从定量的实验事实出发，因而一些具体结论往往有很多缺陷，成为后来牛顿物理学的主要对立面，导致了广泛的争论。

　　笛卡尔是欧洲近代哲学的奠基人之一，黑格尔称他为“现代哲学之父”。同时，他又是一位勇于探索的科学家，他所建立的解析几何在数学史上具有划时代的意义。他堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一，被誉为“近代科学的始祖”。

　　笛卡尔在其他科学领域的成就同样硕果累累。笛卡尔靠着天才的直觉和严密的数学推理，在物理学方面做出了有益的贡献。从1619年读了开普勒的光学著作后，笛卡尔就一直关注着透镜理论，并从理论和实践两方面参与了对光的本质、反射与折射率以及磨制透镜的研究。他把光的理论视为整个知识体系中最重要的部分。笛卡尔坚信光是“即时”传播的，他在著作《论人》和《哲学原理》中，完整地阐发了关于光的本性的概念。他还从理论上推导了折射定律，与荷兰的斯涅耳共同分享发现光的折射定律的荣誉。他还对人眼进行光学分析，解释了视力失常的原因是晶状体变形，设计了矫正视力的透镜。在力学方面，他提出了宇宙间运动量总和是常数的观点，创造了运动量守恒定律，为能量守恒定律奠定了基础。他还指出，一个物体若不受外力作用，将沿直线匀速运动。

　　笛卡尔在其他的科学领域还有不少值得称道的创见。他发展了宇宙演化论，创立了旋涡说。他认为太阳的周围有巨大的旋涡，带动着行星不断运转。物质的质点处于统一的旋涡之中，在运动中分化出土、空气和火三种元素，土形成行星，火则形成太阳和恒星。笛卡尔的这一太阳起源的旋涡说，比康德的星云说早一个世纪，是17世纪中最有权威的宇宙论。他还提出了刺激反应说，为生理学作出了一定的贡献。

　　1649年冬，笛卡尔应瑞典女王克里斯蒂安的邀请，来到了斯德哥尔摩，任宫廷哲学家，为瑞典女王授课。由于他身体孱弱，不能适应那里的气候，1650年初便患肺炎抱病不起，同年2月病逝，终年54岁。笛卡尔的婚姻与斯宾诺莎、莱布尼茨一样，他终身未婚，没有享受到家庭生活所带来的快乐。他有一私生女，但不幸夭折，为其终生憾事。1799年法国大革命后，笛卡尔的骨灰被送到了法国历史博物馆。

　　时间应分配得精密，使每年、每月、每天和每小时都有它的任务。

　　——笛卡尔

　　读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。

　　——笛卡尔

　　生理学之父巴甫洛夫

　　巴甫洛夫·伊凡·彼德罗维奇（I.P.Pavlovian，1849—1936），俄国生理学家、心理学家、医师、高级神经活动学说的创始人，高级神经活动生理学的奠基人。条件反射理论的建构者，也是传统心理学领域之外而对心理学发展影响最大的人物之一，曾荣获诺贝尔奖。他是第一个用生理学实验方法来研究高等动物和人的大脑活动，并创立了大脑两半球生理学和条件反射学说的人。临终前的病中，他还时刻不忘观察和记录自己的病情，正如他所说：就是死，也死得像一个真正的科学家。

　　1849年9月26日，巴甫洛夫诞生在俄国中部小城梁赞，他的父亲是位乡村牧师，母亲替人家做饭补贴家用。

　　巴甫洛夫自幼学习勤奋、兴趣广泛。由于他父亲喜欢看书，家中有许多像赫尔岑、车尔尼雪夫斯基等人的进步著作，在父亲的影响下，巴甫洛夫一有空就爬到阁楼上，读父亲的藏书。尽管巴甫洛夫出身于宗教家庭，但他不想像父亲那样一辈子当牧师。21岁时他和弟弟德米特里一起考入彼得堡大学自然科学系。

　　尽管在大学里巴甫洛夫和弟弟学习优异并年年获奖学金，但生活还是比较清贫，需要给别人做家庭教师才能维持日常生活。为了节省车费，他们每天都要步行走好远的路。巴甫洛夫在大学里以生物生理学为主修课，学习十分刻苦，为了使实验做得得心应手，他不断练习用双手操作，渐渐地，相当精细的手术他也能迅速准确地完成，导师很赏识他的实验才能，常叫他当自己的助手。巴甫洛夫不懂就问，每次手术都做得既快又好，渐渐有了名气。巴甫洛夫四年级时在导师指导下和另一同学合作，完成了关于胰腺的神经支配的第一篇科学论文，获得了校方的金质奖章。

　　1875年，巴甫洛夫获得生理学学士学位，成为自己导师的助教，同年他又考上了圣彼得堡大学医学院。1878年，他应俄国著名临床医师波特金教授之邀，到他的医院主持生理实验室工作。实验室听起来好听，其实只是一间非常陈旧狭小的屋子，它既像看门人的住房，又像一间澡堂，巴甫洛夫却在这里工作了10余年。

　　巴甫洛夫31岁那年的除夕，许多朋友聚在他家等他回来。夜已经深了却不见他的踪影，同学们渐渐散去，教育系的女学生赛拉非玛跑到实验室门口等他。新年钟声敲过，巴甫洛夫从实验室出来，看到赛拉非玛很感动，他挽着她的手说：“你有一颗健康的心脏。”姑娘很奇怪：“这是什么意思？”“要是心脏不好就不能做科学家的妻子，她们要非常操心。”这一年他们结婚了，婚后，赛拉非玛把生活安排得井然有序。巴甫洛夫不仅能全心全意地工作，而且回家后还能得到很好的休息，妻子的关怀和体贴伴随了他的一生。

　　巴甫洛夫后来开始研究血液循环和神经系统对心脏的影响。1883年写成《心脏的传出神经支配》的博士论文，获得帝国医学科学院医学博士学位、讲师职务和金质奖章。

　　虽然巴甫洛夫的科研成果十分出色，但他的生活却没有任何改观，依然贫穷不堪，他没钱给妻儿租房避暑，他的孩子不久就因病夭折在荒僻的乡村，夫妻俩都悲恸至极却无可奈何。曾有一段时期，巴甫洛夫手头连一分钱都没有。学生们好心地请他讲授心脏神经支配的课程，然后凑一笔讲课费给他，却被他拿去买了讲课用的狗，自己分文未留。

　　从1888年开始，巴甫洛夫对消化生理进行研究。他在狗的身上接上篓管来观察消化液在胃里的成份和作用，并取得了一些功效。他将3个篓管接在狗的食管和胃道，然后进行假饲，几分钟后无数细小的胃腺中便分泌出清澈的胃液。一只狗每次可分泌1公斤左右的胃液，经过加工，可对胃酸低的病人进行治疗。

　　巴甫洛夫还发现分布在胃壁上的第10对脑神经迷走神经与胃液分泌有关。用同样的办法分泌胃液，迷走神经切断，胃液分泌就停止。但如果不假饲，只刺激迷走神经，也能引起胃液分泌。是什么东西对迷走神经产生刺激呢？原来味觉器官感受到了食物刺激，便会通过神经传给大脑，由大脑通过迷走神经对胃液发布命令，胃液开始分泌，这就是“条件反射”学说。为此他领取了“诺贝尔奖”的生理学医学奖。他是俄国第一个享受这个荣誉的科学家。

　　巴甫洛夫第一个用生理学实验方法来研究高等动物和人的大脑活动，并创立了大脑两半球生理学和反射学说。巴甫洛夫在科尔吐什研究所里，提出关于高级神经活动类型的学说。巴甫洛夫认为人有两个信号系统，小孩吃糖时，只要见到糖就会分泌口水，当他们懂得语言后，只要听到大人们说到糖，也会流口水，这是人类特有的机能。

　　巴甫洛夫还在一次医学会上宣布：“睡眠能使大脑细胞得到休息。对因神经中枢过度紧张而神经异常的病人，用人工引导沉睡，可使患者恢复正常。”这一理论得到了临床验证。

　　十月革命初期，人们生活极端困苦。巴甫洛夫一天也没中断研究，在缺粮的情况下，他经常把自己的那份粮食喂给做实验的狗。1919年冬天，列宁委托高尔基看望巴甫洛夫，了解他的生活和需要，他说：“需要狗，干草、燕麦，需要马制造血清。”当高尔基提出给他补助一份口粮时，他却拒绝了。后来，颁布了一道列宁签署的命令，责成以高尔基为首的特别委员会，力争在短时间内为巴甫洛夫及同事们的研究工作创造最优越的条件，出版巴甫洛夫20年来的著作……

　　85岁那年，巴甫洛夫得了肺炎，在病中还不忘观察和记录自己的病情，正如他所说：“就是死，也死得像一个真正的科学家。”1936年2月17日，在他最后失去知觉前的两小时，他喃喃说道：“我脑子里出现了一些执拗的思想和不由自主的运动，显然是神经系统开始混乱，快去请神经病理学家。”

　　巴甫洛夫逝世后，国家在他的故乡梁赞城建造巴甫洛夫陈列馆，并树立了纪念碑，巴甫洛夫及其学说将永远留在全世界人民的心中。

　　天才就是把注意力集中在所研究的那门学问上的最高能力。

　　——巴甫洛夫

　　我愿用我全部的生命从事科学研究，来贡献给生育我、栽培我的祖国和人民。

　　——巴甫洛夫

　　神秘旅行家马可·波罗

　　马可·波罗（Marco Polo，1254—1324）是意大利威尼斯商人、旅行家、探险家。在中国元朝时随从他的父亲和叔叔通过丝绸之路来到中国。回到意大利之后，马可·波罗在一次威尼斯和热那亚之间的海战中被俘，在监狱里口述旅行经历，由鲁斯蒂谦写出《马可·波罗游记》。

　　马可·波罗于1254年出生于意大利的水上城市威尼斯，当时的威尼斯是欧洲贸易的中心。马可·波罗家族是威尼斯有名望的人家，几代都经营贸易，在君士坦丁堡设有分店，一面把从东方运来的珍奇货物运往欧洲，一面又把西方的产品运到东方去。

　　马可·波罗的父亲和叔叔长年在外航海，就在马可·波罗还未出生的时候，他们已经乘船出海了。小时候的马可·波罗，只要见到有出海的大船回港，便积极地向船上的海员打听父亲的消息。母亲对迟迟不归的父亲感到失望，终于，有一天病倒后她再没有醒来。马可·波罗15岁时，他日思夜想的父亲终于归来了。

　　马可·波罗整天缠着父亲给他讲旅游中的故事。那个关于中国元朝忽必烈皇帝的故事，使马可·波罗十分好奇，他暗暗下定决心，自己有机会一定要到那个神秘的东方去看一看。

　　幸运的是，1271年夏天，马可·波罗的父亲和叔叔又要启程到中国去了，因为他们来的时候已答应元朝忽必烈皇帝，他们再回中国时，要请罗马教皇在欧洲选派有学问的贤人100名，并由他们带往中国。忽必烈要求这些贤人不仅要精通基督教教义，还要精通礼、乐、射、御、书、数等六艺，以便和中国的贤人互相辩论，以论证基督教是否是正确的信仰。已经16岁的马可·波罗也参加了这次东方之行。