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关于人类生理学和比较生理学的一元论研究
人类和哺乳动物在生命功能上的相似性
躯体的生命现象只能用生理学来解释，就像无机界只能用物理学和化学来解释一样。用任何形式来假设一种特殊的“活力”不但是完全多余的，而且也是不被许可的。——所有生命过程的发源地和生物的基本成分都是细胞。要解释基本的和普遍的生命现象，那只有生理学中的细胞生理学才能达到。
马克斯·维尔丰
1894年
我们关于人类生命的知识，只是在19世纪才成为一门真正独立的科学，在这期间，它发展成为最高尚、最有趣、最重要的知识部门之一。这种“生命活动的学说”（即生理学）与解剖学（即人体构造的学说）有着密切的联系。在古代，生理学又是医学成功地进行医疗活动所渴望的必不可少的先决条件。对生理学的仔细研究要比解剖学迟缓得多，因为它遇到很多重大的障碍。
生是一个与死相对立的概念，它很早就成为人们所思考的对象。在活人身上像在活的动物身上一样，人们观察到一系列特殊的变化，特别是“死的”天然物体所没有的运动，如自身的运动、心跳、呼吸、语言等。不过要把这种“有机体的运动”与无机体的类似现象区分开来却并不是容易的事，往往也难以区分，如潺潺的流水、熊熊的火焰、阵阵的微风、崩塌的岩石等向人们显示出完全类似的变化。难怪幼稚的原始人认为这种“死的物体”也有独立的生命。但当时人们无论对有机体或无机体发生运动的真正原因却都不能给以圆满的解释。
早在公元前6世纪和公元前5世纪，希腊的自然哲学家和医生就对人类生命活动的本质进行了最早的科学观察（对人体构造也是如此）。亚里士多德在他的博物学中收集了当时人们所熟知的大量资料，他的大部分论述都引自德谟克利特和希波克拉底。希波克拉底学派也力图加以解释，他们试图把人类和动物的生命本源解释为变化莫测的“灵气”。埃拉西斯特拉图斯
（公元前280年）又将其分为低级的灵气和高级的灵气，即心的灵气位于心脏，灵的灵气位于大脑。
将所有这些零星的知识统一归纳起来，并首先试图建立起一个生理学体系的功绩应归于古代第一位解剖学家——伟大的希腊医生盖仑。他在研究人体器官时，不断探讨生命活动或功能的问题。他用比较的方法进行研究，首先研究了最类似人的动物猿猴。他将所取得的经验直接运用到人的身上。他已认识到生理实验的高度价值，在对猿猴、狗和猪进行活体解剖时，做了各种有趣的实验。活体解剖不仅受到狭隘无知的人的非难，而且更受到与科学为敌的神学家和温情脉脉的重感情的人的激烈攻击；然而活体解剖是研究生命必不可少的方法，并在最重要的问题上给我们以极其珍贵的启发，在一千七百年以前盖仑已认识到这一点。
盖仑把人体的所有不同的功能归结为三大类，以适应灵气的三种形式。灵的灵气——“灵魂”——位于大脑和神经，它支配思维、感觉和意志（有意识的运动）；心的灵气——“心脏”——具有“发动功能”，职掌着心跳、脉搏和制造热量；最后是肝的灵气，位于肝，它是所谓植物性生命活动、营养、新陈代谢、发育和生殖的源泉。他特别重视血液在肺部的纳新，希望总有一天能成功地从大气中离析出一种成分，这种成分作为灵气而进入血液。只是过了一千五百多年以后，拉瓦锡（Antoine-Laurent de Lavoisier）才发现了这一呼吸的灵气——氧气。像人体解剖学一样，盖仑的生理学这一伟大的体系在漫长的一千三百年间成了一部圣典，是一切知识的神圣不可侵犯的源泉。基督教反文明的影响，像对所有其他自然知识领域一样，对生理学也构成了不可逾越的障碍。从3世纪一直到16世纪，还没有出现一个科学家敢于对人的生命活动进行独立研究，并越出盖仑的体系一步。直到16世纪，一些著名的医生和解剖学家（帕拉塞尔苏斯
、塞尔维特
、维萨里等）才有所尝试。直到1628年英国医生哈维
才公布了关于血液循环的伟大发现，并证实了心脏是一个泵，它通过肌肉有规律的无意识的收缩推动血液在血管系统中畅流。哈维对于动物繁殖的研究也有很大的意义，他曾有一句名言：“一切生物都发源于卵。”
哈维所做的生理学方面的观察和试验大大推动了16世纪和17世纪的一系列发现。在18世纪中叶，学者阿尔布雷希特·哈勒
把哈维的观察和实验第一次归纳在一起。他在他的伟大著作《基础生理学》一书中，论证了这门科学的独立价值，这种价值还不仅表现在它和实用医学的关系上。哈勒把一种特殊的“敏感性”看作是神经活动的原因，把一种特殊的应激性看成是肌肉运动的原因，这样，他就为那种独特的“活力”的错误学说给予了有力的支持。
从18世纪中叶到19世纪中叶的整整一个世纪中，在医学方面，特别是在生理学方面，流行着一种陈腐的观点，即生命现象的一部分可归结为物理和化学的过程，而另一部分则由一种特殊的与物理和化学过程不相干的活力在起作用。人们对活力的本质，特别是它与“灵魂”的关系的看法，尽管五花八门，然而大家都一致认为，活力与通常“物质”的理化力是风马牛不相及的。这种活力作为一种独立的无机界所没有的“原始力”，可以支配理化力。一般认为不仅精神活动本身，神经的敏感性和肌肉的应激性，甚而至于感官活动、生殖和进化过程，都是很奇妙的，其原因是一个谜，不可能将它们归结为简单的物理化学的自然过程。因为把活力的自由活动看成是有目的、有意识地在起作用，所以哲学上就导致一种彻头彻尾的目的论。“批判的”哲学家康德也在其著名的《目的论的判断力批判》一书中曾承认，人类理性的权限在对一切现象进行机械解释时是无止境的；然而，遇到有机生命的现象时，这种权限便行不通了。所以人们不得不找出一条按照“一定目的来活动”的超自然的法则作庇护。自此以后，这种目的论就更加流行泛滥。人们对机械生命活动所作的理化方面的解释越是深入，它们与生命现象的对立就越是鲜明。血液循环和其他运动现象的一部分可以归结为机械过程，呼吸和消化像无机界的情况一样，归结为化学过程，然而一进到特有的“灵魂生命”的神经和肌肉的奇妙功能时就解释不通了，还有个体生命中所有各种力量协调一致的现象也难以说明。于是一种完整的生理学二元论便乘机发展起来，它把有机界与无机界，机械过程与生命过程，物质力与活力，躯体与灵魂，看成是根本不同的对立面。这种活力论于19世纪初为法国人路易·迪马（Louis Dumas）所创立。1795年亚历山大·洪堡
在他的小说《罗得岛的天才》中曾给二元论一个优美的诗意的表述。最近活力论以“新活力论”的形式重新出笼，然而更加不堪一击。
17世纪上半叶，著名的笛卡儿（René Descartes）根据哈维对血液循环的发现，曾表示这样的想法：“人和动物的躯体就像一部复杂的机器，它的运动是按照同一种机械规律来进行的，就像人们为了一种特定的目的而制造的机器的运动一样。”尽管如此，笛卡儿还认为，只有人才具有一个完全独立的非物质的灵魂，他甚至解释说，灵魂的主观感觉即思维是我们在世界上能够直接可靠地认识的唯一东西。然而这种二元论并没有妨碍他从多方面去认识机械的生命活动。接着博雷利
（1660年）把动物躯体的运动归结为纯物理规律，与此同时，西尔维乌斯
试图把消化与呼吸解释为纯化学的过程。博雷利在医学上创立了经典派医理学学派，西尔维乌斯创立了经典派医化学学派。可是对生命现象的合乎自然的机械解释这种合理倾向，并没有得到发扬光大。在整个18世纪中，随着目的论的活力论甚嚣尘上，这种合理倾向反而停滞不前了。直到19世纪40年代，由于新的比较生理学的出现，才把目的论的活力论彻底推翻，使生命机械论得以恢复。
我们关于人体构造的知识和生命活动的知识，绝大部分不是通过对人类机体本身的直接观察，而是通过对血缘关系相近的高级脊椎动物，首先是对哺乳动物的直接观察而获得的。就这点而论，人体解剖学和生理学的最初萌芽就是“比较的”。比较生理学有联系地概括了从最低级的动物一直到人类的整个生命现象的领域，这是19世纪的一个成果，它的伟大奠基人就是柏林的约翰内斯·弥勒（1801年生于科布伦茨，是一个鞋匠的儿子）。这位19世纪的多才多艺的渊博的生物学家，从1833年至1858年在柏林大学从事教学和研究工作整整达25年之久，只有哈勒和居维叶两个人共同的贡献才能同弥勒的学术活动媲美。最近六十年中，在德国执教和研究的几乎所有伟大的生物学家都直接或间接地出自约翰内斯·弥勒的门下。弥勒以人体解剖学和生理学为出发点，把所有从高级到低级动物的主要种类都纳入他的比较范围。弥勒把绝了种的动物的组织和生存着的动物的组织，把人类健全的机体和病态机体同时进行比较，他努力把有机生命的一切现象真正从哲学上加以总结，这样，他就在生物学知识方面攀登了前所未有的高峰。
《人类生理学手册》（1833年初版，1844年第4版，2卷，8册）是约翰内斯·弥勒广泛研究的最有价值的成果。这部经典著作的内容盛于其名，是一部全面的“比较生物学”的大纲。至今还没有人能够超越它所涉及的内容与范围。特别是书中所用的观察和实验的方法，即哲学上归纳与演绎的方法，也可以奉为典范。不过弥勒与他同时代的生理学家一样，原来也是活力论者。可是这种风行一时的活力学说在他那儿却采取了一种新的形式，并逐渐转化为自身的根本对立面。在生理学的所有领域里，弥勒却坚持以机械论来解释生命现象，他的已经变革了的活力没有超越自然界的其他物理化学规律，而是严格地遵循着这些规律；归根到底，活力就是“生命”本身，也就是我们在生命体上所观察到的所有运动现象的总和。对感官和灵魂的活动、肌肉的活动、血液循环、呼吸和消化的过程以及生殖和进化现象等的运动，他也力图用机械论的观点来加以解释。弥勒的研究工作总是从低级动物最简单的生命现象出发，循序渐进，逐步追溯到高级，一直到最高级的人，这是他所取得的最大进步。在生理学和解剖学上他采用的是批判比较法。约翰内斯·弥勒对他研究的各个方面都很精通，并能融会贯通，他确实是一个伟大的独树一帜的自然科学家。在他死后，他的伟大的学说领域立即分成四个方面，现在一般形成了四个或更多的普通学科，即人体和比较解剖学、病理解剖学、生理学和进化史。这种浩如烟海的知识领域在1858年突然出现的分工，只有当初亚历山大大帝一统的世界帝国的突然崩溃才可与之相比。
约翰内斯·弥勒有许多学生，有些学生在他生前，有些在他死后，都对生理学的各个部门做出了巨大贡献，其中最成功的（虽然不是最卓越的）一个就是特奥多尔·施旺。天才的植物学家施莱登于1838年在耶拿发现了植物的共同基本器官是细胞，并证实了植物体所有各种组织都是由细胞组成的。约翰内斯·弥勒马上认识到，这一意义重大的发现具有特别深远的影响。弥勒自己也试图证实动物体的各种不同的组织，如脊椎动物的脊索，也是由细胞组合而成的。这也启发了他的学生施旺，他立即将他的老师的论断推广到所有动物的组织体。他在他的《动植物结构和生长相似性的显微研究》（1839）一书中，成功地完成了这一艰巨任务。这样就为细胞理论奠定了基石。自此以后，细胞理论对生理学和解剖学的基本影响逐年增长，而且越来越深远。特别是约翰内斯·弥勒的另外两个学生，思想敏锐的生理学家恩斯特·布吕克（Ernst Brücke）（在维也纳）和著名的组织学家阿尔贝特·克利克（在维尔茨堡），都证明了所有有机体的生命活动可以归结为机体的组织成分即显微细胞的生命活动。恩斯特·布吕克把细胞正确地称之为“基本机体”，并指出在人体和所有其他动物体内的细胞是生命的唯一现实的独立活动的因素。克利克的特殊功绩不仅在于他建立了整个组织学，更重要的是他证实了动物的卵以及由卵分裂出来的“分裂球”都是简单的细胞。
尽管人们普遍认识到细胞理论对所有生物学的学科具有很大的意义，可是以细胞理论为基础的细胞生理学作为独立的学科出现却只是最近的事。特别是马克斯·维尔丰
（在波恩）在这方面做出了很大的贡献。他在其《原生生物的精神生理学研究》（1889）一书中，根据意义深远的实验研究指出：“通过对单细胞原生生物的仔细研究，更加圆满地证实了我（于1866年）所提出来的‘细胞灵魂理论’。”他又指出：“原生生物的灵魂过程构成了一座把无机界的化学过程与最高级动物的灵魂生命连接起来的桥梁。”维尔丰在其《普通生理学》一书中根据现代进化论的学说进一步阐明了这些观点。某些现代生理学家自以为只要通过单纯的物理化学实验这种狭隘片面的方法就可以阐明生命现象的本质；与此相反，维尔丰则首先回复到约翰内斯·弥勒的全面的立场上来。他指出，只有用弥勒的比较方法和对细胞生理学进行深入研究才能获得那样高度的立场，对整个生命现象的奇异王国有一个完整的概念，只有如此，我们才得到这样一个信念，即人类和其他动物的整体生命活动都应受到同样的物理与化学规律的支配。
19世纪下半叶，形态学和生理学的巨大进步以及生物科学的根本变革，都证明了细胞理论对生物学所有部门的根本影响。生物学由于它和实用医学的关系而对病理学也具有重大的意义。古代很多医生早已确信：人的疾病就像其他所有生物的疾病一样，都是一种自然现象，也像其他的生命功能一样，可以用自然科学的方法来加以研究。在17世纪已有个别的医学学派，如经典派医化学家和经典派医理学家，就试图将疾病的原因归结为一定的物理或化学的变化。由于当时自然科学水平很低，这种正确的努力并没有取得进展。因此，那些把疾病的本质归之于超自然的或神秘的原因的陈腐理论，直到19世纪中叶还非常流行。
这时，约翰内斯·弥勒的学生鲁道夫·微耳和有个可喜的想法，就是要把健全机体的细胞理论引申到病体上去。他试图从病态细胞和由病态细胞组成的组织的细微变化中找出那种重大变化的真实原因，那种重大变化作为一定的“症状”有威胁生命体的危险，并会造成死亡。微耳和在维尔茨堡执教的七年（1849-1856年）中完成了这一伟大任务，并取得了辉煌的成就。他在1858年发表了《细胞病理学》。这样，他一下子就把整个病理学和以病理学为基础的实用医学纳入了一个崭新的有高度成效的轨道。这种医学上的变革对解决我们的任务具有重大意义，因为它可以使我们对疾病作出一元论的纯科学的判断。无论是病人或是健康的人，像整个其他有机界一样，都应受到同样的物理和化学的“永恒不变规律”的支配。
在最新动物学所分的无数动物中，哺乳动物不仅在形态上，而且在生理上都占有一个特殊地位，人类按其整个躯体构造也属于哺乳动物，因为人类的生命活动也具有其他哺乳类的特点。事实上也的确如此。人类的血液循环和呼吸所遵循的规律和采取的形式与其他哺乳动物——也只有哺乳动物！——是一样的。这是由其心脏和肺脏的特殊细微构造所决定的。只有哺乳类的动脉血是从左心室出来经过左主动脉弓周流全身，而鸟类则是通过右主动脉弓、爬行类则是通过两个主动脉弓来完成的。哺乳类与所有其他脊椎动物的血也不同，因为哺乳类的血红细胞中的细胞核（由于退化而）消失了。哺乳动物的呼吸运动是通过横膈膜来进行的，横膈膜构成了一堵将胸腔和腹腔完全分开的隔墙。特别重要的是这个进化程度最高的一类能通过乳腺产生乳汁，其哺育方式非常独特，母亲用乳汁来哺育幼子。这种哺乳的方式对其他的生命活动也有强烈的影响，哺乳类的母爱起源于这种哺乳方式的内在形式，所以这一类的命名使我们自然而然地想起它的高尚含意。在千百万幅绘画中（其中大部分都是第一流画家绘制的），有一幅《圣母与基督》是歌颂最纯洁、最高尚的母爱的典范。母猴的过分抚爱就是这种出于本能的母爱的极端形式的表现。
因为在所有的哺乳动物中猿猴的整个躯体构造和人类最相似，所以它们的生命活动也应该相同，事实上也的确是这样。人所共知，猿猴的生活习性、运动、感官功能、灵魂生活、哺育方式等都和人类的相差无几。而且科学生理学也证实，它们的其他一些较少为人们知道的现象，如心脏活动、乳腺分泌、性生活，也与人类的很相似。特别值得注意的是许多种性成熟的牝猴，子宫内有周期性的出血，这和妇女的“月经”一样。母猴乳腺的乳汁分泌和哺乳的方式完全与妇女相同。
最后，特别有趣的是，经生理学比较证明，猿猴的发音，与人类分音节语言的初级阶段相似。在现在还存在的类人猿中，有几种印度类人猿还富有音乐感：敏捷长臂猿和合趾长臂猿发音清晰，声音嘹亮，用半音能唱完八度音节。没有偏见的语言学家都毫不怀疑，现代高度发达的概念语言是从我们新第三亚纪猿猴祖先不完全的发音逐步缓慢发展而成的。
约在19世纪末，生理学又出现了一个新的流派，它妄图把本世纪中叶业已被推翻了的旧的“活力论”重新复活，并自称为“新活力论”。在公正地评论这些含混不清的概念时，可能对“生命”的含义产生各种不同的理解。如果我们把生命中所有的现象都综合起来，而这些现象通常又是为有机体所特有，而为“无机体”即“无生命的天然物体”所缺少的那种力的形式（或质能）时，那么，我们完全有理由称之为“活力”。因为这些现象只是在原生质及其化学化合物中才会出现，我们同样也可以称之为“生命物质”。生理化学无疑已证实，这些在无数善变的组合中所出现的奇异的“生命物质”，也是由无机界中到处出现的相同元素构成的。同样，生理物理学使我们相信，所有那些出自原生质的独特的“生命过程”只不过是物理力或能量形态的独特的组合和变异，而这些在无机界中也到处可见。这种对“活力”可理解的机械的和一元论的观点在广义上说也属于物理学的范围。
而那种二元论的和神秘的新活力论，则是不科学的，应该完全加以唾弃。因为新活力论把“活力”看成是一种超自然的并与所有其他自然力或物理能量形态根本不同的现象；这种目的论假设的所谓“目的性”或结果性，是与我们在自然界到处可以遇到的“自然规律性”或真正的因果性完全背道而驰的。如果我们从更高的遗传学和宇宙学的观点来看，这种二元论则矛盾百出。无论从时间和空间来看，有机生命——我们只指在我们星球上所认识到的——只是无限“宇宙生命”中一个非常微小的部分，这种宇宙生命自从难以想象的时间起就在无限的空间里一直演进着。