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19世纪，结核、霍乱、白喉和鼠疫等被称为“瘟疫”的传染病肆虐欧洲，严重威胁人类健康和生活质量。许多微生物学家纷纷开始探索这些疾病发生的原因，希望找到治疗或预防之法。被誉为“医学微生物学之父”的德国医生罗伯特·科赫几乎以一己之力解决了传染病的众多问题，开创了“微生物学黄金时代”，为后续的传染病预防和治疗奠定了坚实基础。
1843年12月11日，科赫出生于德国西北部的一个银矿小镇——克劳斯塔尔，在13个兄弟姐妹中排行第三。科赫的父亲是一位采矿工程师，家庭条件一般，但科赫天资聪慧，自小就展示出过人天赋：4岁可独立阅读报纸，中小学阶段在数学和物理等方面表现优异，高中时又对生物学产生浓厚兴趣。1862年，19岁的科赫进入格丁根大学接受高等教育。格丁根大学在当时是学术圣地，大师云集，包括病理学家雅各布·亨勒（提出现代细菌理论）、有机化学家弗里杜里舒·维勒（首次人工合成尿素）、解剖学家威廉·克劳斯（发现机械感受器）等。大学雄厚的实力和多样思想的碰撞为科赫后续的学习提供了可靠保证。
在格丁根大学，科赫最初的兴趣在理科，先后学习数学、物理、化学和植物学等课程，但第四个学期时却对医学产生浓厚的兴趣，在渴望成为一名医生的心愿驱动下转到医学院。第五个学期，科赫的天赋引起了亨勒教授的注意，邀请他参与子宫神经结构的研究项目。科赫借此赢得大学研究奖，得以有机会前往汉诺威，跟随当时被认为是德国最著名的医生、被誉为“细胞病理学之父”的鲁道夫·魏尔啸进行短暂学习。第六学期，科赫在生理研究所开展研究，主要探索琥珀酸的生物作用。丰富的大学经历和扎实的专业知识为科赫进一步开展研究奠定了良好基础。
1866年1月，科赫以优异成绩从格丁根大学医学院毕业，带着诸多荣誉开启了职业生涯。科赫先在柏林完成了6个月的化学培训后，于第二年加入汉诺威总医院担任全科医生，两年后成功通过地区医务人员考试。1870年普法战争爆发，科赫作为外科医生志愿入伍。服役一年后，科赫来到沃尔斯坦地区（今属波兰）担任地区医疗官员，并在这里度过近10年光景。工作稳定后的科赫想做点有价值的事情，与他心灵相通的妻子在他生日时送了他一台显微镜作为礼物，科赫在自己家后院搭建起一座简陋实验室，正式开启独立科研生涯。