亚历山德罗·伏特对自己读到的内容大吃一惊。他手中攥着一份手稿的早期印本,其作者声称已经解开了一个亘古的谜团:是什么物质贯穿了所有生物存在,并支撑着它们的每一个动作和意图?
答案便是电。
伏特是一位身材矮小但充满了斗争精神的人,喜欢华丽的高衣领,浓密的黑发总是把额头遮得严严实实,他觉得自己是唯一有资格评价这位作者的主张的人。1779年,他发明了一种可以随时释放静电的新工具,随后他便被擢升为帕维亚大学实验物理学教授。这一工具被其他科学家广泛采用(并为日后令他真正留名青史的装置的发明埋下了伏笔),但他们的寥寥掌声还不够。伏特想要更多的赞誉。他也理应得到更多的赞誉。他的地位不断攀升,他加入了最重要的科学中心,为自己建立了一个有影响力的人脉网络,不仅包括科学家,还包括政治家和意大利其他社会上层人士。在这一充满争议又魅力无穷的崭新研究领域——神秘莫测的电现象研究。他即将跻身世界权威之列。
电过去是(现在也是)一种自然力,当时它所蕴藏的奥秘才刚刚开始被科学探究揭示。没有人对这种无形无迹的流体知根知底。它能使人触电,有时还以从天而降的闪电形态置人于死地,至于它是不是电鱼用来击晕猎物的那种东西,仍有很大的争议。当时,电也刚刚脱离了派对把戏和荒唐猜测的范畴(那个时代的一个公认说法是,拥有强大电能的男性可以在性交中产生火花)。人们开发出了第一批基本研究工具,以收服这种狂野的存在,并用于严肃的科学调查和实验。它们的发明者堪称18世纪科学家版的摇滚明星。伏特就是其中之一,在那些致力于破解电的奥秘,并将其纳入经验真理的科学家中,他是一颗冉冉升起的新星。他的一些物理学同行甚至开始称他为“电学的牛顿”。
但此时,他手上这份手稿的作者,解剖学家路易吉·伽伐尼,却声称发现了一种电的生物变体。
伽伐尼是一个局促的乡巴佬,来自意大利的一个地方王国,直到最近才开始获得相关设备,将将跟上18世纪科学进步的步伐。他是一名尽责的产科医生,手稿里满是粗陋的医学术语。就是这样一个人,却声称自己拥有让哲学和科学领域最为睿智者皆困惑不已的新事物的相关知识?
我们从手稿中可以感觉到,伽伐尼深知他主张的重要性。“没想到命运对我如此眷顾,这可能让我们成为第一批触及那隐藏在神经中的电的人。”他在序言中如此写道,带着一种近乎预言般的战栗感。
而事实上,这一声称最终给他带来的是灭顶之灾。
伽伐尼的主张——身体是由一种电流驱动的——怎么会引起如此大的争议?要理解伏特为何会如此出离地愤怒,我们需要了解在18世纪晚期,生物学落后于物理学的程度有多深。
欧洲的科学革命推翻了以往的既定观念,代之以可检验的定律和可预测的方程,颠覆了科学家们对物理世界的理解。哥白尼和伽利略使我们的星球从此不再是宇宙的中心,而只是位于宇宙中一个不起眼角落的小小行星。开普勒发现了行星围绕新的中心——太阳运行的规律。由此,牛顿推导出万有引力定律,并推断出物体是如何落到地面上的。
可在另一边,生物学却鲜有如此重大的新发现。
对生物学而言,18世纪也曾经充满希望,最终却在生物研究陷入的僵局中尴尬收场。显微镜使生理学家能够检查细菌、血细胞和酵母的细节。解剖学家绘制了遍及身体每一个末端神经的详细分布图。人们甚至已明白,这些神经与我们四肢的运动能力密切相关。但这是如何做到的呢?在18世纪末,科学家们对人类走路、说话、摆动手指和脚趾、感觉到瘙痒并抓挠的机制几乎一无所知。无形的灵魂是如何指挥有形动物躯体运动的呢?没有人知道。
要说17世纪的人们对这类现象的理解还停留在中世纪的黑暗时代,那还是抬举他们了。其实,早在公元2世纪的罗马,一位才华横溢的医生和哲学家盖伦就已经为这一问题所困。
在当时颇具影响力的他启发了一场长达1500年的哲学思考,探讨究竟是什么流经我们的身体,让我们得以思考和运动。
盖伦的猜想源自几个世纪前亚里士多德的思想,他还借助解剖尸体的大量实践对这些思想做出了精炼和完善。他得出的结论是,神经是一根中空的管子,通过一种叫作“pneuma psychikon”,即“动物精气”的空灵物质,将人的意志传送到人的四肢和肌肉中去;这里的“动物”不是动物学上的词义,而是指阿尼玛(anima)。阿尼玛是希腊语中“生命力”一词的拉丁文译名。盖伦提出,这些精气是在体内一系列复杂的相互作用中产生的,它们起源于肝脏,在心脏提炼,与吸入的空气发生反应,最后被送到大脑的中转站。
当需要运动时,大脑就会像液压泵一样发挥作用,将这些动物精气泵入中空的神经中,然后分配到身体的所有感觉和活动部位。精气从大脑流向肌肉时,就会在后者那里产生收缩;而它们向相反的方向流动时,则会携带着感觉。
在接下来的1300年间,除了日臻精致的巴洛克式辞藻修饰,这个教条基本上不曾受到挑战。该领域的任何理论进步都不再依赖于实验探索,而是依靠哲学推理。例如,在17世纪中期,心身二元论的鼻祖勒内·笛卡儿推测,动物精气的构成可能更接近于液体,而不是“火气”,就像某种水驱动机制一样。医学科学家的情况也好不到哪里去。西西里的生理学家和物理学家阿尔方多·波雷里提出,与其说动物的灵魂是水,不如说动物的灵魂实际上是一种高度活性的碱性“精髓”——用他的话说是“Succus nerveus”,即“神经体液”。它只要受到最轻微的扰动,就会被从神经中挤出来。这种体液与肌肉中的血液反应时,会导致周围组织沸腾。
这些解释都遇到了同样的问题:随着16世纪和17世纪之交显微镜的发明,人们很快就清楚地认识到神经不可能是中空的。这就意味着不管是“动物精气”还是“神经体液”,都无法成为支配我们四肢的物质。虽然这些早期显微镜的功能强大到足以排除神经是中空管的可能,但它们的功能仍然太过简陋,无法更精确地探测神经结构。这留下了一个无法回答的关键问题:没有管道的帮助,物质怎么能在人体中运输呢?于是新的理论纷纷涌现,以填补这一空白。
证据的缺乏使这场辩论向所有人敞开了大门,提出的观点更是五花八门,从绝对可信的到极其可疑的,应有尽有。牛顿认为,大脑的信息通过振动在神经中传播,就像你拨动吉他弦一样。另一个极端观点则是巴斯的一位水疗医生的猜测(这些医生驻扎在水疗中心,当时在英国极受欢迎,他们开出确切的饮酒和沐浴处方——当然,收费不菲):大卫·金尼在1738年的一本小册子中声称,由于动物精气是在血液中携带的,在水疗中心疗养有助于疏通携带它们的血管。
值得注意的是,在19世纪之前,科学的学术分野并不那么严格。那时,研究自然界的人不太需要把自己套进各个死板的学科里,主要是因为当时还不存在这些学科,这些学科都是后来才逐步建立的。事实上,当时的科学家甚至都不叫科学家。研究自然界的人称自己为自然哲学家,有时也自称实验哲学家。其中的典型人物便是亚历山大·冯·洪堡,他周游世界,研究任何他中意的事物。像他和伽伐尼这样的人,可以自由地研究激起他们兴趣的任何事物,从骨骼结构到比较解剖学再到电学。
当时物理学和生命科学之间的界限尤其模糊,跨领域流动是常态。如果你想给18世纪研究生物学的人分类,你不得不囊括从激进神学家到物理学家的所有人。不过,有一点是明确的。负责提供实际治疗的医生并不享有很高的地位,因为人们愈加意识到他们的科学气质与治疗病人的实际医术之间存在的差距。