1786年9月的某一天,伽伐尼將青蛙的下半身用銅鉤串起來後,掛到鐵鉤上,不小心蛙腿直接碰到鐵鉤,這一瞬間,蛙腿竟然抽動了一下。難道青蛙腿內原本就有電,碰到金屬而釋放出來……
Author Archives: 瑞棋 張
遇見克萊因瓶
我在德國狼堡的菲諾科學中心看到很多有趣的裝置,其中有樣東西遠遠地就令我眼睛為之一亮,那是一個大到可以讓人爬進去的克萊因瓶(Kleinsche Flasche)。 克萊因瓶是德國數學家克萊因(Felix Klein)在1882年提出的,在介紹它之前,先從莫比烏斯環(Mobius strip)講起,可能比較容易想像。 將一條細長的紙帶扭轉180 度後,再把首尾兩端黏起來,就是莫比烏斯環。正常紙環用一筆畫只能畫內面或外面一圈,但在莫比烏斯環上卻能一筆畫過紙帶的兩面,因為莫比烏斯環只有一個面,不再有正面、反面的分別。 現在想像一個細長型的花瓶,我們將花瓶的頸部拉長,然後扭轉讓瓶口反向伸進瓶身內部,直到接觸瓶底,這時候再把底部與瓶口相接處鏤空,如此一來就不再有所謂的瓶內、瓶外了。我在菲諾科學中心看到的克萊因瓶便是這樣的架構。 不過,這其實還不算是真正的克萊因瓶。就像二維平面的紙帶要在三維空間扭轉,才能形成莫比烏斯環,三維的花瓶也要在四維空間扭轉,才能形成克萊因瓶。然而身處三維空間的我們無法看見第四度空間,因此真的克萊因瓶並不會完整的呈現在我們眼前,我們只能藉由花瓶模型想像克萊因瓶的真正樣貌。 莫比烏斯環有許多奇特的性質,例如將它沿著中線剪開,並不會如我們直覺以為的:變成兩個原來一半寬度的莫比烏斯環,而是一個長度兩倍、扭轉兩次的紙環。另外,莫比烏斯環上的平面人繞了一圈回到原點時,會發現自己上下顛倒,原本在左邊的心臟變成在右邊(這是概念上的二維平面,請把紙張想像為一個沒有厚度的透明膠帶)。 同樣地,克萊因瓶也有許多奇妙性質,只是牽涉到四個維度,比較難具體描述。不過我們可以從莫比烏斯環衍生出一些想像,例如一個人如果進入延伸到四維空間的克萊因瓶,再回到原點時會變成怎樣? 看著小朋友們在菲諾科學中心的克萊因瓶鑽進鑽出,讓我十分開心,我覺得這種體驗肯定會引發他們的好奇心與想像力,而這不正是科學教育的最大企求嗎? 參考資料:
提出原子論的人
老人以顫抖的手拿起筆,吃力地在紀錄本上寫下今天的天氣、溫度、濕度和氣壓。他自21歲起就每天記錄當天氣象的相關資料,至今57年從不間斷,即使今年五月再度中風,身體大不如前,他仍堅持這數十年如一日的習慣。 老人闔上紀錄本,想起當年啟蒙他研究氣象的果夫(John Gough)老師。那是他15歲的時候吧?他到哥哥接手的一所文法學校幫忙教書,第二年,大他9歲的果夫也前來任教。果夫雖雙眼失明卻博學多聞,不吝教導他語文、數學與自然科學,他無以回報,只能朗讀書報給果夫聽。 但他得之於果夫實在太多,除了學到大氣的測量與實驗方法,以及如何將氣象記錄整理成冊(他便是因此養成每天記錄的習慣),果夫還大力推薦他,讓他在27歲時得以到曼徹斯特一所學院教書。 對了,他就是在任職後才發現自己的眼睛也有缺陷,原來自己一直是色盲,其實無法看見完整的色彩。他試著探討這背後的原因,而於當年完成他的第一篇論文。結果這篇1794年發表的論文,成為史上第一篇探討色盲的科學論文,而自己的姓氏後來竟然就被用來命名色盲症(Daltonism)。 他原以為會在這所學院教書終老,沒想到學院的財務狀況日益惡化,他在1800年就失去教職。他乾脆自己開辦私塾,課餘時則針對之前觀測氣象時,注意到的「飽和蒸氣壓」現象展開實驗。 他發現相同氣體溶入水中的量,與空氣中的氣體含量,兩者有固定的比例關係,而不同氣體在水中溶解的比例關係卻各不相同。他因此思考不同氣體是否由不同粒子組成,而且粒子的數量與重量也各不相同? 經過無數實驗後,他於1803到1805年間陸續發表後來被稱為「原子論」的學說,主張每種元素都是由不可再分割的原子組成;同一元素的原子完全一樣,不同元素有不同性質與重量的原子;不同元素形成化合物時,其原子是以簡單整數比結合而成。 他還設計了各種原子的符號,一顆顆小小的圓形圖案多美麗啊!他不懂世人為何要採用瑞典化學家貝吉里斯(J. J. Berzelius)所提議的,使用字母作為元素符號,一點美感都沒有。還有一個法國人蓋呂薩克(Joseph Gay-Lussac)也讓他相當不滿,竟然指他的實驗有誤,說水的氫氧比例不是1:1。 無論外界如何批評或又怎麼紛紛擾擾,他仍堅信自己才是對的,因此他埋首繼續自己的實驗,繼續為私塾的學生上課,直到1837年中風才不得不結束私塾。他突然想起最後一屆有位姓焦耳的學生,雖然調皮卻蠻聰明的,不知現在如何了? 老人回過神來,將氣象的紀錄冊收好,上床就寢。第二天一早,照顧他生活起居的僕侍發現他倒在床邊地板,已無氣息。1844年7月27日,以原子論改變現代化學的道爾頓(John Dalton)因中風過世,享年77歲。 按:原文收錄於《科學史上的今天》中〈9月6日——道爾頓冥誕〉,此處略做修改。 參考資料:
失去記憶的人
1933年的某一天,7歲的亨利·莫萊森(Henry G. Molaison)騎腳踏車時發生事故,自此不時發作癲癇。起初症狀還算輕微,但16歲後日益嚴重,發作時口吐白沫,全身劇烈抽搐,而且發作次數越來越頻繁,生活受到嚴重影響。 他的父母曾帶著他四處求醫,試過各種療法都沒用,直到1953年被轉介到康乃狄克州的哈特福德醫院(Hartford Hospital),那裏的神經外科醫生史考維爾(William Scoville)建議一個斬草除根的方法:切除異常放電的顳葉內側。 莫萊森與父母聽說可以徹底根治,都滿懷期待地答應了。於是1953年8月25日,莫萊森接受了腦部手術,位於顳葉內側的海馬迴、杏仁核和內嗅皮質絕大部分都被切除了。 就治療癲癇而言,手術成功了,莫萊森的確很少再受癲癇之苦。但是他也喪失了記憶的能力,再也記不住見過的人、說過的話、聽過的歌,所有新的體驗猶如朝露轉眼成空,什麼也沒留下。就連手術前11年的記憶也所剩無幾,從此他的人生就永遠停留在十六、七歲。 莫萊森的情況引起了心理學家的注意,開始對他進行一系列的測試,並於1957年發表了第一份報告;為了顧及隱私,莫萊森的名字以代號H.M.取代。 報告描述手術後的H.M.無法記住新的事物,只要超過幾分鐘,或是轉移了注意力,他就忘得一乾二淨,毫無印象。因此即使已經來過很多次的心理學家出現在門口時,他都以為是初次見面。當然,他也不記得自己曾經重複做過無數次類似的實驗了;或許因為如此,他從不顯現厭煩,每次總是和善又有耐心地配合到底。 雖然無法形成新的陳述記憶(declarative memory, 泛指個人經驗或知識訊息),但H.M.卻能學會程序記憶(procedural memory, 指有固定程序的動作或技巧,如游泳、騎腳踏車)。例如要求他在紙上畫出鏡子中的圖形;要畫出鏡像的圖案本非易事,對他而言每天都是第一次畫,不記得之前的練習,應該更加困難,但久而久之,他還是越來越進步,證明程序記憶並不會遺忘。 此外,有些記憶也是會下意識地慢慢形成。例如H.M.的記憶雖然停留在二十歲以前,但他並不會對鏡中自己逐漸變老的臉孔感到訝異。而每次當他被告知父親過世時,總是不敢置信的痛哭失聲,如此長達四年之久,但後來他就自然而然地用過去式提及父親了。 H.M.大概是心理學史上最知名的病患名稱,光是第一篇的觀察論文就被引述超過二千五百次,更不用提後續的上百篇論文。因為他,我們才知道原來記憶與大腦特定區域有關;才知道短期記憶需靠海馬迴才能形成長期記憶;才區分出陳述記憶與程序記憶的差異。因為他,才開啟了後續各種關於記憶的研究。 H.M.被隱藏了55年的真正身分直到他2008年過世後才揭曉,我們才終於一睹莫萊森的面貌。相片中的他總是笑容可掬,彷彿對自己的缺憾毫無怨懟,反而樂見能派上用場。他曾如此表示: 「他們在我身上的發現可以幫忙他們幫助別人。」 的確,五十幾年來,莫萊森只要得知實驗可以造福他人,總是對心理學家來者不拒,全力配合。儘管他沒多久就忘記了自己曾盡一份心力,但他的貢獻永遠不會被世人遺忘。 參考資料:
發現左右腦各司其職的人
如果用眼罩遮住左眼,只用右眼辨認某樣新事物,之後再將眼罩換到右眼,左眼仍能辨識剛剛右眼學會的事物。大腦是怎麼做到的? 出生於1913年8月20日的美國神經心理學家斯佩里(Roger W. Sperry)一直對此感到好奇,為了搞清楚,他於1959年帶領加州理工學院的研究生,用貓進行「裂腦實驗」。 首先切開貓的頭蓋骨,將左眼通往右腦的視神經剪斷,再對右眼通往左腦的視神經也如法炮製,左、右兩眼所見的影像便只能各自傳到左腦與右腦。接著將連結左右兩個半腦的胼胝體也切斷,如此一來,就能確保接收到的影像不會經由胼胝體傳到另一個半腦。手術完成後,就能進行下個階段的實驗了。 先用眼罩遮住貓的右眼,讓牠只用左眼學會分辨三角形與正方形。訓練好後,將眼罩移往左眼,結果改用右眼的貓竟然就無法區分三角形與正方形。若再將眼罩移到回右眼,貓用左眼就又能正確辨識了。同樣地,改用右眼學習也是如此,左眼無法辨識右眼剛剛習得的。 斯佩里證明了貓的左右腦有各自獨立的感知與學習系統,而且必須靠胼胝體的連結,才能將經驗移轉給另一半大腦。接下來就是如何對人進行裂腦實驗,畢竟人的心智運作才是我們最想一窺究竟的。 當然不可能為了實驗打開一個人的大腦,做像貓那樣的手術。不過,當時有些嚴重的癲癇患者為了免於癲癇發作之苦,會接受胼胝體切除手術,這些現成的「裂腦人」便是最佳的實驗對象。 1961年,剛好有個即將接受胼胝體切除手術的病患願意參與實驗,斯佩里便派了剛進研究所的葛詹尼加(Michael Gazzaniga)前往醫院,進行測試。 葛詹尼加讓這位代稱WJ的病患每次只能看到左邊或右邊,結果當圖片在右視野一閃而過(此時只有左腦可以察覺到),WJ可以正確回答閃過的圖片是什麼,但是當圖片是在左視野閃過(只有右腦可以察覺到),病患卻說什麼都沒看見。但奇怪的是,若要求他用左手畫出來,或是用左手靠觸覺選出圖片中的物品,卻又能成功做到。 這代表右腦的確看到了圖片,但由於胼胝體已切除,右腦無法將影像傳遞給語言中樞所在的左腦(註一),因此左腦就回答什麼都沒看見。但因為右腦負責空間與圖形辨識,所以還是能指揮左手畫出圖形或摸出正確的物體。 斯佩里開啟了後續一連串的裂腦實驗,因而發現了「大腦側化」,也就是左腦與右腦各自掌管不同的功能(註二),他因此於1981年與另外兩位研究視覺系統如何處理訊息的神經科學家,共同獲頒諾貝爾生理學或醫學獎(二分之一歸於斯佩里)。 不幸的是,畢生研究腦部神經的他,後來卻罹患運動神經元病變的「漸凍症」,而於1994年過世,享年80歲。 註一:其實約有10%的人,其語言中樞是在右腦,而這些人大部分是左撇子。 註二:後來研究發現左、右腦雖然看似分工,卻不是獨立作業,而是彼此合作,不宜再用「理性左腦、感性右腦」的簡單二分法。事實上,也有裂腦人的右腦後來發展出語言能力;而視障或聽障的人,原本負責視覺或聽覺的區域也會發展出不同功能,證明大腦的神經迴路並非固定不變。 參考資料:
杜林裹屍布是真是假?
2023年10月我短暫停留杜林(Turin, 或譯為都靈),抵達杜林的第二天,我就慕名前往杜林主教座堂(Turin Cathedral)。這座教堂不若歐洲其它更宏偉的教堂有名,卻收藏了一件極具神秘色彩的物品,那就是杜林裹屍布。據稱耶穌的門徒將他自十字架取下後,就是用這塊布包裹他的屍體,結果他的臉孔與全身輪廓便印在布上面,因而成為天主教的聖物。 杜林裹屍布長4.4公尺、寬1.1公尺,上面有兩個分別為正面與背面的人體圖像,兩者在頭頂處相接,代表這塊布是從頭部對折蓋住身體前後。由於圖像上疑似傷口的位置相當吻合釘於十字架上的情況,臉孔又符合傳統描繪的耶穌長相,令信者更加深信不移。 那麼歷史上有關於這塊裹屍布的記載嗎?杜林主教座堂提供的簡介中,提及西元544年埃德薩(Edessa,位於現今土耳其的 Urfa)出現一塊有耶穌臉孔的布,據稱絕非人為繪製。這塊神奇的布幫助埃德薩免於波斯人的入侵,後來於944年被帶到君士坦丁堡,並首度被判定為主的裹屍布。不過這件聖物是否就是杜林裹屍布,並沒有其它歷史資料可以佐證。 根據目前所知最早的可靠文獻,曾參與十字軍東征的法國騎士夏爾尼(Geoffrey de Charny)於1356年過世後,其遺孀將裹屍布放在教堂中陳列展示。1453年,夏爾尼的孫女將裹屍布轉讓給薩伏伊王朝 (Savoy) 的公爵路易一世,存放在一座教堂裡。1532年教堂失火,裹屍布因而留下燒焦的痕跡與破洞。1578年,當時的薩伏伊公爵下令將裹屍布轉移到杜林,一直保存至今。 其實杜林裹屍布上的圖像直接用肉眼看並沒有那麼明顯。1898年,杜林裹屍布首次由義大利攝影師皮亞(Secondo Pia)進行拍攝,結果拍出來的負片才顯現出清楚的面孔。不過許多科學分析顯示這絕不可能是耶穌的臉,其中最直接的證據就是碳14測定法。 1988年,牛津大學、亞利桑那大學和瑞士聯邦理工學院三所大學獲准從裹屍布的一角採樣,各自獨立進行化驗,碳14測定的結果顯示,裹屍布的年代在公元1260年至1390年之間,絕不是耶穌時代的物品;這個年代也和前面所說最早的可靠文獻符合。 但還是有人主張採檢的樣本有可能是後人所做的修補,不能就此認定裹屍布的年代。不過,還有其它針對「血跡」的分析、手臂比例、人體與布的接觸面……等等,也都指向上面的圖像是人工繪製的。 梵諦岡教廷並未對杜林裹屍布的真假發表聲明,但肯定它的神聖性。例如2013年杜林主教座堂公開展示裹屍布時,教宗方濟各便用「這個人的聖像」稱之,並表示「裹屍布的人邀請我們沉思拿撒勒的耶穌」。 我原以為會有很多信徒前來朝聖,但進到教堂卻發現人並不多。不知道是因為來了也看不到杜林裹屍布(它平常並未對外展示,而是安置在教堂角落的房間裡,收藏於防彈玻璃製成的密閉盒子內,裡面注入惰性氣體防止變質),或是現在大家多以平常心視之了? 參考資料:
重現真實影像的先知
我想你對法國科學家李普曼(Gabriel Lippmann)這個人應該很陌生,甚至連聽都沒聽過,不過他所指導的一位博士生你肯定就很熟悉了,那就是俗稱居禮夫人的瑪麗·居禮(Marie Curie)。居禮夫人先後於1903年及1911年分別榮獲諾貝爾物理學獎及諾貝爾化學獎,而李普曼本人也在1908年獲頒諾貝爾物理學獎。 李普曼德出生地其實是在盧森堡,三歲時全家才搬到巴黎。他完成師範學院的學業後,原本要當老師,無奈沒通過考試,才轉而研讀物理。1872年,他以公費到德國的海德堡大學留學,指導教授是用光譜分析發現太陽所含元素的克希荷夫(Gustav Kirchhoff);另外,提出彩色視覺之生理機制的亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz)也曾指導過他。 太陽光譜與彩色視覺這兩項主題便在他心中埋下了種子,多年之後終於發芽成彩色照相術。 其實在李普曼之前就已經出現彩色照片,但這必須用紅色、綠色和藍色三種濾鏡分別拍攝,而且拍出來的彩色照片因為感光乳劑不夠穩定,無法長久保存。1886年,李普曼發想出一種不需要濾鏡的全新方式。 首先將在玻璃板塗上感光乳劑,再讓乳劑表面吸附一層水銀,形成玻璃—感光乳劑—水銀的三明治結構。當光線穿透玻璃與感光乳劑後,碰到水銀層而反彈回來,便與感光乳劑處的光線產生干涉作用而形成駐波。不同色光形成不同波長的駐波,節點落在感光乳劑產生化學作用,一次就能產生彩色影像。 但這畢竟只是理論,李普曼得證明這確實可行。經過多次的失敗嘗試後,他終於在1891年成功在感光版上顯影出太陽的彩色光譜,但由於感光乳劑對不同色光的敏感性不一,以致相片色彩仍不完美。他繼續加以改進,終於在1893年拍出全彩的照片,並立刻提交給法國科學院。 隔年,他將這項技術的背後原理寫成論文發表;就是這項發明讓他得到1908年的諾貝爾物理學獎。 不過,這個技術跟現今的彩色攝影一點關係也沒有。事實上,它還沒商業化就馬上被別的技術取代了。原來李普曼的方法需要好幾分鐘的曝光時間,製備感光版的過程又很複雜,因此盧米埃兄弟於1907年推出更簡便的彩色攝影後,就更沒有人對李普曼的發明感興趣了。 這樣得諾貝爾獎好像有點尷尬,其實不然,後來證明這個當時被棄置一旁的技術並非過時,反而是超越時代太多。半個世紀後,匈牙利物理學家蓋博(Dennis Gabor)根據李普曼的干涉原理進一步發明了全像攝影,可以呈現物體的完整三維樣貌。 其實李普曼超越時代的發明不僅如此。他於1908年提出整合攝影術(Integral Photography),建議利用微型鏡頭陣列,紀錄前方場景的完整資訊,之後再加以整合。這項技術也是要過一百年後,才有商業化的光場照相機問世。 如今回頭看,諾貝爾獎委員會頒獎給李普曼,可說是有識人之明啊! 參考資料:
發現由電生磁的人
1800年,伏打將銀片與鋅片交替堆疊,每對之間以浸了鹽水的布片隔開,創造了史上第一個電池──伏打堆。有了這個可持續產生穩定電流的裝置,科學家紛紛用來做各種實驗,包括電解、電鍍,甚至有人拿來電療,但不管是物理、化學或生物實驗,都沒有人發現電力與磁力有任何關係。直到1820年,丹麥的物理學教授奧斯特(Hans C. Ørsted)才做出石破天驚的宣告:電流可使磁針偏轉。 奧斯特於1777年8月14日出生在丹麥一個小鎮,由於鎮上沒有正式的學校,他都是在家自學,直到考上哥本哈根大學。由於父親是藥劑師,自己開設藥局,他本想繼承父業而主修藥學,卻發現自己對物理、化學與哲學更有興趣。結果他大學時還以兩篇物理和美學的論文得獎,1799年的博士論文《自然形上學的架構》則是基於大哲學家康德的論點。 奧斯特本想在哥本哈根大學謀得教職,卻未能如願,但隔年申請到一筆為期三年的獎學金,便於1801年前往德、法等國遊學。他在德國遇到大他半歲的青年化學家里特(Johann Ritter),兩人都在藥局當過學徒,也都是自學,因此相談甚歡。 里特向奧斯特介紹自己用伏打堆做的許多實驗,並闡述各種物理現象背後必有所關聯的理念,包括電與磁之間也是。對身為康德信徒的奧斯特而言,這剛好符合康德所說的「自然的一體性」(unity of nature),因此他也相當認同,1804年回到丹麥後,更熱衷於研究科學。 1806年,奧斯特獲聘為哥本哈根大學的物理學教授,他在教學之餘,也開始嘗試用伏打堆和磁針進行各種實驗,但始終沒有結果。1820年4月21日,他在上物理課時,神奇的事發生了。當他將電線接上伏打堆的瞬間,放在電線旁邊的羅盤指針竟然動了一下,讓他大為驚喜,電和磁果然互有關聯! 隨後三個月,奧斯特展開一系列的實驗。他將磁針放在導線的不同位置,畫出磁針偏轉的方向;並測量磁針距導線不同距離時的偏轉角度,來估算電流作用於磁針的強弱。最後他終於在七月發表以拉丁文寫成的論文,震驚了全歐洲的科學家。安培聞訊後也投入研究,才發現安培定律,正式揭開了電磁學的序幕。 奧斯特一舉成名後仍持續其科學教育工作,他於1824年成立自然科學推廣學會;1829年成立新的科技學院,擔任校長直至辭世。丹麥的科學發展幾乎是靠他一己之力才跟上歐洲的主要國家;為了紀念他,丹麥1999年發射的第一顆人造衛星就以他為名。而國際電工委員會(IEC)也在1930年將磁場強度的單位取名為「奧斯特」,以表彰他在電磁學的貢獻。 後記:義大利的羅馬格諾西(Gian Domenico Romagnosi)於1802年就率先發現電流會影響羅盤,但他是用義大利文在本國發表,因此完全沒有引起注意。 參考資料:
整救無數產婦卻被逐出醫界的人
產褥熱,泛指孕婦分娩時因病菌感染而高燒不退,甚至死亡的疾病。產婦發燒的病例自古即有,本是零星的個案,但到了十八世紀,隨著都市化而紛紛設立醫院後,越來越多孕婦赴醫院分娩,產褥熱的病例也快速增加,成為產婦死亡的主要原因。 當時在醫院分娩的死亡率高達兩成,醫療人員又還不知道有細菌這種東西,因此對於造成產褥熱的原因毫無頭緒,也不知如何預防或加以改善。孕婦赴醫院迎接新生命的同時,只能聽天由命,賭上自己的性命。這個無解的困境一直要到十九世紀中期,才被一位來自匈牙利的醫生塞默維斯(Ignaz Semmelweis)打破,讓無數產婦脫離產褥熱的死亡陰影。 死亡率差異 塞默維斯於1818年7月1日出生在匈牙利王國的布達(Buda),父母都是德國裔。他到維也納大學原本讀法律系,發現興趣不合,才改念醫學院。1844年畢業後本想當內科醫生卻未能如願,才轉到產科。兩年後,他到維也納綜合醫院就任,很快注意到一個奇怪的現象。 維也納綜合醫院的產科有兩個診所,但產婦在第一產科診所因產褥熱死亡的比例卻總是比第二產科診所高,而且高非常多。塞默維斯調閱1841 – 1846這六年的記錄,以年平均而言,第一診所的產褥熱死亡率從6.9%~15.8%不等,而第二診所的孕婦死亡率卻只有2%~7.6%。若以單月來看,第一診所最高還曾到31.4%,塞默維斯決定展開調查。 他比較了各種可能因素,包括兩邊的空氣、擁擠程度、接生方法、……等等,甚至連有無宗教信仰都納入考慮,但都沒發現有何不同。就在塞默維斯百思不解之際,1847年發生一件意外讓他靈光一閃。 屍體毒素 維也納綜合醫院也是教學醫院,有一天他的好友法醫學教授科萊奇卡(Jakob Kolletschka)在進行屍體解剖的教學時,不小心被學生的解剖刀劃傷,沒幾天即過世。驗屍發現其遺體的病理狀況與因產褥熱而死的產婦相似,塞默維斯因此聯想到產褥熱會不會是屍體的毒素所造成? 由於醫科學生會到第一診所觀摩實習,但第二診所始終只有助產士,那麼很可能是學生解剖完屍體後,直接過來第一診所檢查孕婦,而把屍體的毒素帶給孕婦,而第二診所的助產士並不會接觸屍體,所以兩個診所的死亡率才會相差這麼多。 為了驗證自己的猜測,塞默維斯規定上完解剖課的學生,在檢查孕婦或進到產房之前,一定要用含氯的漂白水洗手。結果實施後的第二個月,死亡率就從1847年4月的18.3%,降到6月的2.2%,之後也都一直在2%以下,證實屍體的毒素會造成產褥熱。 反噬 塞默維斯實施洗手的成效得到醫學雜誌的報導,他的學生也寫了幾篇論文投稿,他原以為其他醫療機構將會群起效尤,不料卻沒有引起什麼迴響。一則是這不符合當時所認為的:疾病都是因為體內的四種體液失衡所致,再則,洗手也並沒有完全消弭產褥熱。但或許更主要的原因在於,一旦接受塞默維斯的理論,等於承認是之前病逝的產婦是死於醫生的雙手。 1848年,匈牙利革命運動蔓延到維也納,塞默維斯的出生背景使得他被懷疑支持革命,因此他在維也納綜合醫院任期於1849年3月到期後,即未獲續聘。他向其它醫療機構與大學叩門,也都沒有回音,隔年只好黯然返回匈牙利。 塞默維斯於1851年接任佩斯(Pest)一家小醫院的主任,他再度實施洗手的規定,結果直到1855年這五年期間接生的933個產婦中,只有8人死於產褥熱,不到1%。即使如此,醫界仍對他的呼籲視若無睹,塞默維斯終於忍無可忍,他在1861年出版的《產褥熱的的病因、概念和預防》中,除了詳細列舉統計數據做為佐證,還炮火猛烈地批判多位醫界大老,結果只是引來更多對他個人的反擊與嘲笑。 殞落 塞默維斯變得越來越偏激,公開指責批評他的醫生都是殺人兇手、不學無術。他自己也開始酗酒、召妓,不知是否因為感染梅毒,行為越來越失控。1865年7月底,他被送進維也納的一家精神病院,以緊身衣綑綁,關在緊閉室內。8月13日,塞默維因感染引起的敗血症死亡,享年47歲。驗屍發現他的身上與內臟有多處傷害,肯定在院內曾遭到虐待毒打。 兩天後他葬於維也納,參加葬禮的只有寥寥數人;就連他家鄉的匈牙利醫師協會也完全未提及他的死訊。可憐的塞默維斯,貢獻重如泰山,卻死得輕如鴻毛,與他的學說一樣沒有人在乎。。 其實在他死前幾年,巴斯德(Louis Pasteur)已經證明微生物的存在,並發明巴斯德消毒法;而受巴斯德啟發的英國醫師李斯特(Joseph Lister),則恰好從塞默維斯過世那個月開始,用石碳酸溶液消毒開刀器材,大幅降低手術的死亡率。無奈塞默維斯英年早逝,來不及見到他大聲疾呼的洗手的政策,終於自1880年代開始廣為醫療院所採用。 參考資料:
神奇的尼可拉斯
論及現代天文學的起點,毫無疑義地都會指向哥白尼的日心說,他在1543年臨終前出版的《天體運行論》,扭轉了人類數千年的宇宙觀,也為科學革命邁出一大步。但其實在這一百年前,德國(當時仍是神聖羅馬帝國)的樞機主教尼可拉斯·庫薩(Nicholas of Cusa)就已經主張地球繞著太陽運行,此外,他還提出了許多超越時代的創見。 尼可拉斯於1401年在現今德國境內的庫斯(Kues, 其拉丁文Cusa因而冠入他的姓氏)出生,1423年在義大利的帕多瓦大學(University of Padua)取得教會法法學博士後,回到家鄉以教士的身分講授教會法的同時,也鑽研原始史料。他於1430年成為神父,之後一步步地於1448年當上樞機主教。 雖然致力於神學,但尼可拉斯在帕多瓦大學時接觸到的天文學與數學,讓他發展出相當全面的論點。他於1440年出版《論博學的無知》(De Docta Ignorantia),書名顯然是呼應蘇格拉底的名言:「我唯一知道的就是我什麼都不知道」。他的立論根據基於人類有限的心智能力無法企及上帝的無限性,只能不斷的逼近。 他在書中藉由數學來探討無限這個概念,例如正多邊形的邊若不斷增加,就會越來越接近圓形,只不過真實世界不可能有真正的圓。他還請讀者想像一條與圓相切的直線,隨著圓越來越大,它的圓周越來越不彎曲而趨近於直線,而當圓無限大時,圓周便會和這條相切的直線重合。他也探討了化圓為方的問題,這些數學上的探討都給後人帶來啟發。 延續這種「有限/無限」的觀點,尼可拉斯與柏拉圖一樣,認為真實世界必不完美,因此除了主張地球不是宇宙中心,而是繞著太陽旋轉,還認為地球本身不會是完美球形,公轉軌道也不可能是正圓形。雖然他的論點並非基於對天體的實際觀測,卻對克卜勒有所啟發,克卜勒在書中就特別提及尼可拉斯這不凡的見解。 在天文學上,尼可拉斯也曾建議修改曆法以因應閏年,但未獲教廷採納。另外,他還創下許多第一,例如: ——他對神聖羅馬帝國版圖的研究,導致了第一張歐洲現代地圖的誕生; ——雖然十三世紀末就已經出現凸透鏡片製成的眼鏡,但這只能讓遠視或眼睛老花者受惠,直到1451年,尼可拉斯才率先用凹透鏡矯正近視; ——他從植物生長的研究,得出植物從空氣中吸收營養的結論,這不但是第一個現代的生物學正式實驗,也是第一個空氣本身有重量的證明。 尼可拉斯雖身在教廷,卻是日耳曼地區對於文藝復興人文主義支持最力的人,在政治上他也認為政府是建立在被統治者同意的基礎上,並對神聖羅馬帝國的改革提出許多意見。他曾在自己所轄教區推動改革,卻得罪了奧地利公爵而在1460年遭到囚禁。雖然經教宗出面後,平安回到羅馬,健康狀況卻已大不如前。 560年前的今天(1464年8月11日),尼可拉斯死於旅途中,享年63歲,留下橫跨哲學、天文學、數學、光學、生物學等不同領域的大批著作。無奈如今世人多已不知這位比達文西還早半世紀、同樣既是全才又超越時代的「文藝復興人」。 參考資料: