科学研究的艺术

W.I.B.贝弗里奇 著

陈捷 译

W.I.B.Beveridge

THE ART OF SCIENTIFIC INVESTIGATION

William Heinemann Ltd. London, 1961

威廉•伊恩•比尔德莫尔（William Ian Beardmore，WIB）贝弗里奇是澳大利亚动物病理学家，也是剑桥大学动物病理学研究所所长。他于1908年4月23日出生在澳大利亚新南威尔士州朱尼市，并于2006年8月14日去世。他是1957年的《科学研究的艺术》和1977年的《上一次大瘟疫》的作者

第三章 机遇

机遇只垂青那些懂得怎样追求她的人。―查理・尼科尔

实例

让我们先看几个说明机遇在其中起了作用的发现实例，这样来讨论机遇在科学研究中的作用就容易得多了。这些小故事据信都有可靠的来源，每个都注明了一个出处，尽管很多故事是参照了好几处的材料。本节只收入了十个，而在附录部分又收入了另外十九个说明机遇作用的故事。

巴斯德由于度假而中断了对鸡霍乱的研究，他在继续进行研究的时候碰到了一个意想不到的障碍：几乎所有的培养物都变成无菌的了。他试图用再度移植到肉汤中并给家禽注射的方法来复活培养物。这种再度培养物大部分不能生长，而家禽未受感染。他正想要丢弃一切，从头开始的时候，突然想到用新鲜培养物给同一些家禽再次进行接种。他的同事杜克劳（Duclaux)写道：

‚使大家吃惊的是：几乎所有这些家禽都经受住了这次接种，而先前未经接种的家禽，经过了通常的潜伏期以後，则全部死掉了。这一点甚至连巴斯德自己或许也大吃一惊，他没有预料到这样的成功。‛

这导致了对减弱病原体免疫法原理的确认。

细菌染色的最重要方法是丹麦内科医生革兰（Haus Christian Joachim Gram)（革兰（1853一1938)，丹麦细菌学家、医生。—译者）发明的。他叙述了他在试图对肾切片显现双染色的过程中是如何偶然发现这种方法的。革兰希望把细胞核染成紫色，把细管染成棕色，所以用了龙胆紫，接着又用了碘溶液。他发现，这样处理过的组织，能用酒精使其迅速褪色，但某种细菌仍保持蓝紫色。龙胆紫和碘意想不到地相互作用，并与一种只存在于某种细菌中的物质相互作用。从而，不仅提供了一种很好的染剂，而且提供了一种简便的试验法，它在辨认不同的细菌方面证明有极高的价值。冯梅林（Baron Joseph Von Mering)（冯梅林（1849—19O8)，德国内科医生。—译者）教授和闵可夫斯基 (Oscar Minkowski)（闵可夫斯基(1858—1931)，出生于俄国的内科医生、病理学家。—译者）教授1889年在斯特拉斯堡研究胰脏在消化过程中的功能时，用手术切除了一个狗的胰脏。过後，一个实验助手发现这只狗的尿招来了成群的苍蝇。他将此事报告了闵可夫斯基。闵可夫斯基分析了尿後发现其中有糖。正是这一发现，使我们认识了糖尿病和後来用胰岛素控制搪尿病的方法。不久前苏格兰人邓恩(Shaw Dunn)在研究肢体严重压伤後肾损伤的起因时，尝试了各种方法。其一是用四氧嘧啶作注射。他发现四氧嘧啶能使胰脏的胰岛组织坏死。这一意外的发现给糖尿病的研究提供了极为有用的工具。

法国生理学家里基特（Charles Richet)在用实验室动物试验海葵触手的提取物，以测定其毒素剂量时，突然发现，与第一次相隔一段时间第二次的微小剂量常使动物迅速死亡。起先他对此大为晨惊，简直不能相信这是他自己做出来的结果。确实，他说过，他发现诱导敏感作用或称过敏性完全是不知不觉的，他原来认为这是绝对不可能的。这种过敏现象的另一表现是由戴尔（Henry Di1e)爵士独立发现的。他在给豚鼠的几条不随意肌注射血清时，突然发现有一条肌肉对马血清反应特别强烈。在寻找这一特别现象的原因时，他发现这只豚鼠在不久前曾注射过马血清。

在对离体的青蛙心脏进行实验时，生理学家通常使用生理盐水作为灌注液。用这种方法可使青蛙心脏继续保持约半小时的跳动。一次，在伦敦大学医院，一位生理学家发现他的青蛙心胜连续跳动了好几个小时。他非常惊讶，大惑不解。他能想到的唯一可能原因是季节的影响，而这一点他也确实在报告中提出来了。後来，发现这是由于他的实验助手在制作盐水溶液时用的不是蒸馏水而是自来水。根据这个线索就不难断定自来水中的哪些盐份引起了生理活动的增加。林格(Sidney Ringer)（林格(1835一1910)，英国内科医生、生理学家。―译昔）就是这样发现了这种以他命名的溶液。这种溶液对实验生理学的贡献颇大。

德拉姆(H.E. Durham)博士记述了通过抗血清发现细菌凝集的经过如下：

‚那是1894年11月的一个值得纪念的早晨，我们都准备好了要用法伊弗(Pfejffer)提供给我们的培养液和血清去检验他做的活体内诊断反应。格鲁伯（Gruber)教授对我喊道：‘德拉姆，这儿来，你瞧！’在用血清和弧菌的合剂进行第一次注射前，他取了样品放在显微镜下，看到了凝集。几天以後，我们在用消毒的小玻璃罐制作合剂时，正巧小玻璃罐都没有消毒，所以我只好用消毒试管。放有培养液和血清混合物的试管插在那里片刻以後我喊道：‘教授先生，这儿来，瞧！’出现在他眼前的是沉积现象！就这样，我们得到了两种可用的方法：微观的和宏观的。‛

这一发现出人意外，事先没有提出过假说。这是在另一研究工作的过程中偶然发生的。由于偶然找不到消毒玻璃罐，发现了宏观的凝集现象。（承蒙迪安[H.R. Dean]教授示我以德拉姆的手稿。)

霍普金斯(Gowland Hopkins)（霍普金斯(1861一1947)，英国生物化学家。―译者）被很多人看作是生物化学之父。他让他的实习班学生进行一项众所周知的蛋白质试验作为练习，但是所有的学生都得不出反应。研究证实：只有使用一种含有杂质的醋酸，即二羟醋酸时，才能得到反应。这种醋酸以後就成为标准的试验试剂。霍普金斯根据这个线索进一步研究，找出了蛋白质中与二羟醋酸相互作用的基。这导致他作出了著名的色氨酸离析。

1915年韦尔(Weil)和费利克斯(Felix)在波兰研究虱子传染的斑疹伤寒病例。他们从一些病人身上分离出一种称之为“变形杆菌X”的细菌。他们认为这可能就是疾病的起因。于是，用病人的血清作这种细菌的凝集试验，得到了阳性的结果。以後发现“变形杆菌X”并不是这种疾病的致病微生物；然而，用这种微生物做凝集反应却是诊断斑疹伤寒的一种可靠而又特别可贵的方法。在作这种血清反应的实验研究中，韦尔和费利克斯确定了O和H的抗原及抗体。这一发现又为血清学写下了崭新的篇章。以後，又发现在马来亚灌木丛中传染的斑疹伤寒对“变形杆菌Xl9'不起凝集作用。奇怪的是，在英国获得的一种变形杆菌的新菌株，据信是变形杆菌Xl9的典型菌株，则与丛林斑疹伤寒病人的血清凝集，而不与城里传染（都市斑疹伤寒）的病人血清凝集。这种都市斑疹伤寒病人血清却可令人满意地与世界上很多地方使用的变形杆菌X19菌株起作用。以後证实：丛林斑疹伤寒和都市斑疹伤寒是两种不同的立克次体病。英国送来的变形杆菌不但不是典型的变形杆菌Xl9，而且其结果正好变成能够诊断出另一种疾病，这究竟是怎么回事，至今仍是个大谜。

流行性感冒病毒能使小鸡红血球凝集，这一现象是赫斯特（G.H. Hirst)第一个意外观察到的。麦克莱兰（L. McClelland）和黑尔（R.Hare）在检验受病毒感染的鸡胚胎时也独立作出了这一发现。红血球与含有病毒的液体混合时凝集起来了。敏锐而又善于观察的科学家迅速跟踪这一线索。这一现象的发现不仅革新了我们有关几种病毒的技术，而且对于病毒与细胞二者关系这些根本性问题开创了研究的方法。继此发现以後，很多研究人员用其它的病毒试验血液凝集，发现纽卡斯尔（Newcastle)（家禽或其它鸟类的急性病毒性疾病，病症是肺炎和脑脊髓炎。―译者）疾病、鸡瘟和牛痘都能引起这种现象。然而，又是由于偶然的观察，发现了腮腺炎病毒能引起血液凝集。以後又发现鼠肺炎的病毒也能引起这种现象。

立克次体微生物（一种与病毒很接近的微生物）引起斑疹伤寒及其它几种重要疾病，而且难以培养。科克斯(Herald Cox)（科克斯(1907–1986)，美国病毒学家。―译者）博士花了很多时间和精力去改进在组织培养中生长这种微生物的方法，曾经试图加进各种提液、维生素和激素，但都没有收效。有一天，在作试验准备时，用作组织培养的鸡胚胎组织不够了，为了凑足数量，他使用了在以前同别人一样地扔掉了的蛋黄囊。以後在检查这些培养物时，他“又惊又喜”地发现：在偶然放进了蛋黄囊的那些试管中，产生了大量的有机体。几天以後，他晚上躺在床上时突然想到，把立克次体微生物直接接种到含胚胎卵的蛋黄囊中。他早上四点起床直奔实验室，第一次将立克次休微生物注射到蛋黄囊中。就这样发现了大量生长立克次体微生物的简便方法，这种方法革新了由它们引起的多种疾病的研究，并使得生产防止这些疾病的有效疫苗成为可能。（来自私人通信）