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顯微鏡的發明

   荷蘭生物學家萬. 列文虎克(Anton Van Leewenhook, 1632-1723),出身於貧窮

的農民家庭,沒有受過正規教育,當過學徒,擺過雜攤,最後來到一個小鎮,找到了替鎮政府看門的工作。他在這個門衛的崗位上一直工作了60多年,他一生沒有離開過這個小鎮,也沒有換過工作。

   也許工作太輕鬆,他得打發時間,便選擇了既費時又費工的打磨透鏡鏡片,當作自己的業餘愛好。有一次列文虎克透過兩片透鏡,來觀東西,奇怪地看到東西變大了好多倍,這下子他興趣更濃了,很快地做成了第一台顯微鏡,他的一生共製造了240多台。

   1675年一個下雨的日子,列文虎克望著窗外密密麻麻的細雨出了神。

「這雨水看起來晶瑩透亮,是不是真的很乾淨?….」一連串的問題在他腦海裡盤旋。他拿起試管,從地上舀起雨水,放在自製的顯微鏡下仔細觀察。他看到有許多小動物在游動。從雨水裡發現「小人國」──原生動物後,列文虎克像得到了新鮮玩具的小孩一樣歡欣雀躍,著了迷似地用顯微鏡東找西找,幾乎到處找到「小人國」。就這樣,列文虎克藉著自己研製的顯微鏡,終於發現了當時科技界尚未知曉的另一個廣闊的世界──微生物世界。

   列文虎克的助手哈姆(J, Ham)1677 8月第一個從顯微鏡下觀察到人、狗和兔子的精液裏有精子。列文虎克也認同並把此消息公佈出去而轟動全世界。

1677年,列文虎克又在顯微鏡的幫助下,生動地描述了哈姆發現的動物精子,並証實精子對胚胎發育的重要性。1680年,他當選為荷蘭皇家學會會員。 1683年,列文虎克又進一步發現了細菌(4)

 

病理學、生理及生化學的發展

當西方醫學已經逐漸脫離希波克拉底的理論,走向以解剖病理為基礎的理性實驗醫學。這時候德國出現一位偉大的病理學家維喬(Rudolf Virchow, 1821~1901)。他認為醫學的進步必須有三個要素:第一、用新的物理診斷方法;第二、用動物實驗了解生理及藥理機制;第三、病理解剖。直到現在第三個要素仍然是醫界遵循的原則。但維喬最大的貢獻,在於用顯微鏡觀察組織中細胞的變化。1858年他出版了對西方醫學影響極其深遠的書「以生理及病理組織學為基礎的細胞病理學」,把病理解剖從器官及組織提升到細胞的層次。維喬的細胞病理學使西方醫學朝理性醫學邁進一大步,一千多年來的希波克拉底西方醫學傳統,這時已完全被推翻。

   醫學的另一個基石:生理和生化學(這兩門本為一體,後來才分開)則有法國的伯納(Claude Bemade,1813~1878)建立。伯納年輕時是戲劇作家,有評論家勸他不要在這一行混下去,應該轉行,他才下定決心讀醫學院。他在醫學院的表現並不好,勉強畢業後到醫院當助理醫師,這時伯納的實驗才華始顯露出來。他是一個非常出色的實驗生理學家,生理代謝的許多重要基本反應都是他發現的,可說是生理及生化學之父。他的研究使解剖病理進一步提升到以生理功能與化學方法,了解器官的運作與疾病起因的層次。他也是第一位有系統地以動物做醫學研究的學者,影響後世的醫學發展極為深遠。伯納是實驗醫學之父,他有句名言可以做為醫師的參考:「我們無法想像一個物理學家或化學家沒有實驗室;但對醫師,我們還不習慣有實驗室,以為只要有醫院及書本就夠了。但這是錯誤的,就好像只有礦石的知識對化學或物理學家並不夠,臨床資訊對一個醫師也不夠。」 醫師不只是要看病人,而且要從實驗的基礎徹底了解病因,才能治好疾病。

   理性醫學的脈絡是了解身體構造的解剖學開始,維薩留斯(Andreas Vesalius,1514-1564)的解剖學,則讓我們了解疾病起因和身體構造的關係,進而為了解器官及組織`的運作產生生理學。生理學研究新陳代謝的需要與有機化學結合,成為生物化學。生物化學對生物分子的研究與遺傳學的結合,就產生現代的分子遺傳學及遺傳工程。解剖學的直系子孫細胞學也發展成病理學,並和分子遺傳學結合,成為現代的分子細胞學及分子病理學,細胞學則促進微生物學的發展。另外,解剖學也和物理學結合,發展出現代各種先進的診斷方法。這個影響人類醫學發展的解剖學源頭,就是從古埃及來的傳統,被希波克拉底加入的哲學理論掩蓋後,直到文藝復興的思想解放,以及科學革命帶來的理性觀念和實驗精神後,才得以重見天日(1)

 

X光的發明說起

   在人類醫學史上,科學家一直努力研究,如何不動刀而得知體內臟器變化,這個夢想在1895年德國物理學家侖琴(Wilhelm Rontgen)發現X光後,終於成真,也揭開了影像醫學的世紀。百餘年來,影像檢驗技術不斷推陳出新,造成醫學革命性的改變。

   任何疾病的治療都始於診斷,但許多病理變化發生在肉眼難及的身體內,早年醫師靠「望、聞、問、切」從表皮外表推斷,後來發展出血液檢驗,總算有較多的判斷依據;但諸如骨折腫瘤等病變,看不到體內變化,這時X光就派上用場。但X光有放射線危害健康的疑慮,其顯像能力也有限制,所以科學家對此並不滿足,不斷尋求更佳的影像工具,終於在1949年超音波儀器的發明,就是另一突破。

   1971年結合電腦與X光的「電腦斷層的掃描(CT)」在英國問世,讓影像醫學又邁入新頁。CT能從不同角度掃描人體,創出內部結構的剖面圖,而經電腦處理後的影像不但清晰、準確、靈敏,還能配合診斷需求,放大、強化影像,讓醫師對病情的判斷更有把握。

   而在`此同時,核磁共振應用於醫學檢驗也漸趨成熟。早在1960年代相關研究便已展開,但直到美國化學家羅特堡(Paul C.Lauterbur)與曼斯菲爾 (Sir Peter Mansfield) 分別在1971 1977 年改良出新的成像技術,磁振造影(MRI)才告誕生,比電腦斷層掃瞄更先進、準確的影像檢驗。

   此外,1930年代人工放射線同位素發現後,核子醫學的研究也隨之起飛,科學家嘗試把同位素注射到人體內,利用同位素在不同細胞中代謝的不同,不僅能取得病理變化的結構影像,甚至進一步了解其病變性質,經過半世紀的努力,催生出正子攝影(Positron emission tomography, PET),讓影像醫學往前再邁進一步(5)

 

青黴素(Penicillin)的發現

   抗生素的發現是二十世紀人類歷史上最重大的成就之一,它徹底改變了我們的醫療方式,使人類的健康獲得保障,延長平均壽命。青黴素是人類使用的第一個抗生素,英國學者亞歷山大. 佛萊明(Alexander Fleming)1928年由於一次幸運的過失而發現了青黴素。有一次他外出度假時,把實驗室裡培養皿中正生長著細菌這件事給忘了。三週後當他回實驗室時,注意到在一個培養皿中長了一個黴菌斑。並且黴菌斑周圍的細菌都死了。黴菌滲出了甚麼強有力的物質?佛萊明稱為青黴素,並發現了它可以殺死許多致命性細菌。然而,因為青黴素在試管內和血清混合後很快失活,佛萊明認為它不會在人和動物身上發生作用。10多年後,弗洛里(Sir Howard Walter Florey)和錢恩(Ernst Boris Chain)1940年用青黴素重新做了實驗。他們給8隻小老鼠注射致死劑量的鏈球菌,然後給其中的4隻用青黴素治療。幾個小時內,只有那4隻用青黴素治療的還活著。到了1943年,製藥公司已發現了大批量產青黴素的方法。英國和美國正在和納粹德國交戰,這種新的藥物對控制傷口感染非常有效。到了1944年,藥物的供應已足夠治療第二次世界大戰期間所有參戰的盟軍士兵。青黴素是一種高效、低毒、臨床應用廣泛的重要抗生素。它的研製成功大大增強了人類抵抗細菌性感染的能力,帶動了抗生素家族的誕生。

   但是青黴素會在一些人發生過敏反應,所以在使用前應做皮膚試驗。1945年,佛萊明、弗洛里和錢恩「發現青黴素及臨床效用」而共同榮獲了諾貝爾生理學及醫學獎。

   現因抗生素用多了有的細菌發生抗藥性,因此學者與感染症的專家們,不斷大聲疾呼,臨床醫師以及農政畜牧單位,應慎用抗生素(6)

 

結語

       雖然中醫古籍難解處甚多,但中國四千年悠久歷史中,除了流行病,一般疾病都靠中藥來治療,有的中藥處方很靈驗。而且古代中醫普遍仁慈,有高尚的醫德。所以,到目前為止,部分國人不幸生病時,仍然喜歡先看中醫,無效再找西醫。也有,先服用西藥,沒有明顯效果,再找中醫。總之,中藥始終離不開國人。

   最近幾年,日本每召開一次大型醫學研討會,日本學者和專家提出的醫學論文總共有1千篇以上。估計全世界每年提出的醫學論文約有1萬篇以上,可見醫學方興未艾,前途無量。

   日本在明治維新以前治病是用中藥;明治維新後改用西藥,現代的日本醫學雖然以西藥為主,還用中藥,可見日本並沒有放棄中藥。日本的治療方法是先用西藥,如果效果不明顯,或副作用太大,則改用中藥,如此有時效果會比較好。

       一位哈佛大學的醫師為了了解神秘的中醫,特別到中國拜師學習,事後在他的書裡以一句話形容中醫:「一個沒有織網者的網。」他認為,中醫有一個自圓其說、很完善的理論網路、也有很令人佩服的治療方法,却無法讓人了解這個醫療網路的邏輯,完善又無法經由實驗改進的哲學理論,則限制了人們的思考,在這個架構束縛下,很難有突破性發展。一個科學理論只靠自圓其說,無法用實驗驗證及邏輯分析,常常變成教條式故步自封的狀況。

   最近報載:在美國,金融海嘯使得很多人荷包縮水,上大醫院的人數減少,間接影響大醫院的經營,因此有幾家紐約大醫院關門大吉。相反的美國對中藥的需求却直線上升。所以醫學除了是一門科學,同時還是一門藝術。    

 

參考文獻

  1. Otto L.Bettmann 原著、李師鄭 編譯:世界醫學史話,民生報社 1980;21-50
  2. 林品石 編著:中國古代發明家,正中書局 1988; 2-53
  3. 徐明達:最古老的生物。細菌的世界,天下雜誌股份有限公司,台北2004:98-163
  4. udn 部落格hsinhsiung的網誌,轉貼一生磨一鏡,

網址:http://blog.udn.com/hsinhsiung/4686602008. 12. 4.

  1. 新竹市脊髓損傷者協會網站,

網址:http://www.cc.nctu.edu.tw/~hcsci/hospital/ins/mri.htm 2008. 12. 6.

  1. 行政院國家科學委員會網站網址:web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=8191&ctNode=40&mp=1(2005.5.10)

 

 

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