原創 ｜ 商周， 責編 ｜ 陳曉雪

賽先生 2022-12-27 18:00發表于廣東

路易·巴斯德（1822年12月27日－1895年9月28日）被認為是19世紀的法國最偉大的科學家。

圖源：Albert Edelfelt, Public domain, via Wikimedia Commons

導讀

作為法國19世紀最偉大的科學家，巴斯德的名字幾乎是家喻戶曉，其科學產出也讓同行難以望其項背。原本是化學家的他，因為研究釀酒工藝闖入生命科學領域，隨后推翻當時流行的“自然發生學說”。他對傳染病的研究，導致了實驗室疫苗的誕生，使得人類真正進入了大規模制備疫苗的時代。

《孟德爾傳：被忽視的巨人》一書作者、免疫學研究者商周認為，人類對自然的探索和科學認知，大致的順序是數學、物理、化學、生命科學，而巴斯德所生活的十九世紀，正是連接化學和生命科學的年代。“巴斯德的一生，完美地詮釋了這個時代。”

從這個意義上來說，巴斯德的一生就是史詩。

小鎮文藝青年

隨著拿破侖時代的終結，歐洲結束了了長達二十多年的戰亂，大量的軍人解甲歸田。在法國東部的汝拉省的小鎮多勒，就有一位名叫讓-約瑟夫·巴斯德（Jean-Joseph Pasteur）的退伍軍人。他回鄉后成為了一名皮革匠人，之后結婚成家，養育了一個兒子和三個女兒[1]。

這個家庭唯一的男孩就是路易斯·巴斯德（Louis Pasteur），于1822年12月27日出生。他的小妹妹因為小時候腦部的感染出現智障。部分為了了解女兒的疾病，皮革匠老巴斯德喜歡上了閱讀，并把這種主動學習的愛好維持了一生。

老巴斯德自己勤奮好學，但對兒子并沒有太高的期望。他只是希望唯一的兒子能接受高等教育，有一份體面和收入不錯的工作，能接過家庭的重擔。

少年時代的巴斯德是一個安靜的人，喜歡繪畫。下面這兩幅他父母的畫像，就是巴斯德少年時期的作品[2]。用現在的眼光看，算得上是小鎮的文藝青年。

巴斯德青少年時代為父母所作的畫像 （圖源：參考資料2）

雖然在繪畫方面有一定的天賦，但遠沒有達到癡迷的程度，當中學畢業要去上大學的時候，巴斯德選擇了化學。

年輕有為的化學家

關于巴斯德入學大學，有個值得一提的故事。

1842年，巴斯德就獲得了巴黎高等師范學院化學系的入學資格，但因為覺得排名第16位不理想，他放棄了這個機會。1843年巴斯德再次申請入學，并以第5的排名被錄取[3]。

巴斯德之所以堅定地選擇巴黎高等師范學院的化學系，主要是想師從當時著名的化學家讓·巴蒂斯特·安德烈·杜馬。杜馬是法國科學院院士，杜馬蒸氣密度的測定法和氮的燃燒定量分析的發明人，在化學領域做出了諸多令人矚目的成績。

大學時期的巴斯德（圖源：參考資料4）

在大學時代，巴斯德做的是化學結晶體形態和結構的研究，研究的對象是酒石酸。當時的酒石酸有兩種來源：生物合成和化學合成。兩種來源的酒石酸在元素構成上一樣，但令人不解的是兩者在旋光性上卻完全不同：生物合成的酒石酸會令平面偏振光右旋，而化學合成的酒石酸卻沒有旋光性。

巴斯德用顯微鏡對化學合成的酒石酸進行了觀察，發現里面其實含有兩種晶體，一種是常見的右旋酒石酸，另一種則是左旋的。他猜想正是因為兩者混合在了一起，才使化學合成的酒石酸沒有了旋光性。

猜想只是一個假設，更關鍵是去證明。年輕的巴斯德這時顯露出了他的實驗天賦。他在顯微鏡下把化學合成酒石酸里的右旋和左旋兩種晶體分開。接下來再將它們分別溶解，證明了兩者各自的旋光性。最后將兩者以一比一的比例混合，旋光性正如假設的那樣消失了。

這項實驗在今天聽起來非常簡單，但在巴斯德的時代卻并不容易，它首次證實了旋光異構體的設想，成為了結構化學領域的一個里程碑。因為這項研究，巴斯德獲得了博士學位，更獲得了當時巴黎高等師范學院里幾位法國科學院院士的青睞，他得到了一份體面的工作，從此開始了精彩紛呈的研究生涯。

1848年，大學畢業的巴斯德照例到中學當了一年的物理學老師，然后轉到了斯特拉斯堡大學的化學教授崗位。在斯特拉斯堡，巴斯德認識了當時大學校長的女兒，兩人在1849年結婚。受過良好教育的巴斯德夫人，成了癡迷于科研的巴斯德的賢內助。

在化學教授崗位上的巴斯德繼續在化學晶體方面的研究，提出了分子不對稱理論。他還觀察到生物體對這兩種不對稱性的晶體具有明顯的選擇性，從而想到了化學和生命存在某種關聯，這也為他以后轉向生命科學的研究埋下伏筆。

釀酒行業的救星

法國是葡萄酒大國，而十九世紀的釀酒行業有著各種各樣的問題。

1854年，在化學領域已經頗有名望的巴斯德被任命為法國里爾科技大學理學院的院長和化學教授。1855年，一位是葡萄酒商的學生家長請求巴斯德研究為什么葡萄酒會變酸的問題。利用這個契機，巴斯德的研究進入了生命科學領域，也同時完成了基礎研究到應用研究的跨越[3]。

在巴斯德的年代，雖然顯微鏡的應用發現了微生物的普遍存在，但發酵和酸腐還是被認為是一種化學現象，這也是作為化學家的巴斯德被邀請去研究葡萄酒發酸問題的理由。但與當時的主流觀點不同，巴斯德認為，發酵和酸腐是一種生物學現象，而在其中起到關鍵作用的就是微生物。

利用強大的實驗能力和化學背景，巴斯德勇敢地挑戰了當時的教條。他成功證明了葡萄酒的發酵是因為酵母的生長將糖分解成了酒精，而葡萄酒變酸則是另外一種微生物 — 細菌 — 的生長的結果。1857年，巴斯德發表了相關的論文。

1857年的巴斯德（圖源：參考資料4）

將教條中的“化學現象”糾正到真實世界的“生物學現象”， 這一發現的應用價值是巨大的，因為憑借這個知識，人們就可以通過控制微生物的生長來控制發酵和酸腐。一個代表性的例子就是巴斯德消毒法，只要對牛奶做短暫的高溫處理，就可以讓它長期保鮮。

關于巴斯德這一時期的研究，可以用一句話來總結：他以一己之力提升了法國的飲料行業。

自然發生學說的掘墓人

1857年，巴斯德被任命為巴黎高等師范學院科學研究部的主任。畢業10年后回到母校，作為主管科研的主任，巴斯德推出了一系列的提高學校科研水平的改革措施，而他自己迎來了個人研究的下一個高峰。盡管之前關于發酵和酸腐的研究有著巨大的應用價值，但巴斯德沒有在這一領域逗留。1859年，37歲的巴斯德決心挑戰自然發生學說。

自然發生學說是一種關于物種起源的思想，認為有些物種可以從非生命物質中產生。這一現在看來荒唐的理論在歷史上很有市場，在人們無法做細致觀察的古代，微生物甚至一些肉眼可見的小生命的產生都被用這種學說來解釋，比如腐肉上的蛆蟲、衣服上的跳蚤，當然還有后來發現無處不在的微生物。這一決定得到了很多關心他的師長的反對，包括他的博士導師杜馬教授。反對的主要理由是因為其中的難度——17、18世紀不斷有科學家嘗試著去用實驗推翻這一學說，但沒有一個人取得成功。另外，源自于古希臘的自然發生學說在之前的兩千多年里一直都被認為是正確的，有著深厚的群眾基礎，去挑戰它意味著還將面對科學界以外的壓力[3]。

但師長們的意見沒能阻擋住巴斯德，他馬上就開展了實驗。

在實驗室里工作的巴斯德（圖源：參考資料2）

巴斯德之所以勇往直前，并不是像有人猜測的那樣是因為他想捍衛宗教，因為作為造物主的上帝不允許其他創造生命形式的存在。真正的原因有兩點：一是當年他在研究化學晶體的時候曾經意識到了 化學和生命的關聯，思考過生命的起源并開展了一些實驗，期待從非生命的化學物質里產生生命，但他在這方面的實驗沒有成功；二是當他研究葡萄酒的發酵和酸化的時候，對酵母和細菌這些微生物的生長和繁殖有了深入的了解，知道了這些微生物只能以生命傳承的方式繁衍[3]。

最后，巴斯德用兩個著名的實驗推翻了自然發生學說，這兩個實驗至今依然讓人津津樂道。

第一個是曲頸瓶實驗。在這個實驗里，巴斯德將肉湯在玻璃曲頸瓶中加熱，然后靜置不動，在這樣的條件下肉湯不會長細菌。要是在同樣的實驗里將玻璃瓶的曲頸折斷，那么加熱后的肉湯卻會長出細菌來。這兩者的差異說明，日常生活中看到的肉湯里生長的細菌很可能是來源于空氣，而曲頸瓶的特殊結構阻止了空氣中的細菌掉落到肉湯里。

為了驗證這一點，巴斯德將實驗的過程再做了一些修改。在加熱肉湯后將曲頸傾斜，以便讓肉湯能接觸到曲頸部的灰塵。結果正如他所料，肉湯里長出了細菌。

憑借這一實驗，巴斯德成功地證明了肉湯里不會自發地長出細菌來，而日常生活中肉湯總會長菌是因為空氣中有細菌的存在。

曲頸瓶實驗示意圖 （圖源：參考資料2）

另外一個實驗同樣至今讓人耳熟能詳。在這個實驗里，巴斯德和他的助手將煮過的裝有細菌培養液的燒瓶分放在不同的地方打開，然后觀察其中細菌的生長情況。結果他們發現在空氣越是不干凈的地方打開的培養瓶，其中培養液長菌變質的速度就越快。

這一實驗說明讓培養液變質的細菌不是培養液中自生的，而是來自于空氣，而且不同地方空氣中的細菌含量也不相同。

憑借這兩個優雅的實驗，巴斯德成為了自然發生學說的掘墓人。在推翻了自然發生學說的同時，巴斯德還提出了生源學說，意思是生命只能從另一個生命那里產生。

傳染病的狩獵者

生源學說是巴斯德一生中提出的最重要的理論，它的應用價值難以估量，尤其是在醫學領域。因為受到巴斯德的生源學說的影響，英國醫生約瑟夫·李斯特在1864年左右開創了無菌手術的先河，挽救了無數的生命。1874年，已經因無菌手術而名揚天下的李斯特給巴斯德的信中這樣寫道[3]：

“請允許我在此表示最誠摯的感激，感謝您在腐爛和發酵領域的杰出研究，它揭示了生源學說的真相，這一理論讓我深受啟迪，從而開創了無菌手術這一領域……”

李斯特醫生頗有紳士風度，主動把自己的成功歸功于巴斯德的理論。實際上，在李斯特開創無菌手術的1864年，巴斯德的研究依然停留在發酵和酸腐領域，并沒有涉及任何疾病。

當然，作為生源學說的提出者，巴斯德意識到了這一理論對控制傳染病的巨大價值。早在1860年，巴斯德就曾經預言：調查傳染病發生地的空氣，將有助于疾病的控制。之后他也表示，自己已經做好了研究傳染病的準備。

1865年，巴斯德終于迎來了傳染病的研究，也因此將自己的科研帶入又一個全新的領域。

那年，法國南部的蠶場遭遇致死性的蠶病的侵襲，當地養蠶業受到重創。巴斯德的博士導師杜馬教授當時的身份是參議員和前農業部長，他把這項挽救法國養蠶業的任務交給了巴斯德。讓周圍人驚訝的是，之前從來沒有接觸過疾病的巴斯德毫不猶豫地接受了這項任務，并在法國南部的阿萊斯開展了前后近五年的研究。

沒有生物學和醫學背景的巴斯德對蠶病的研究并不順利， 起初是因為他先入為主的錯誤，后來是因為這種蠶病的復雜性，它實際上包含兩種疾病：原生小孢子蟲寄生引起的“胡椒病”和病毒引起的“死扁病”。在經歷了多年的挫折后，巴斯德意識到了這兩點，也找到了對付“胡椒病”的方法（通過顯微鏡篩選沒有感染的卵），但對病毒感染的“死扁病”卻沒有提出徹底的解決方案。

從農業的角度上來說，巴斯德的研究并不算完全成功，因為沒能控制住“死扁病”，法國的養蠶業依然有著不小的損失。作為曾經被給予厚望的巴斯德，也因此承受了不少農民和從業人員的謾罵。但在巴斯德看來，這一段研究經歷依然算是成功，因為他認識到了其中的兩種疾病和它們各自的特點，并且也找到了部分有效的疾病預防辦法。所以這段研究經歷不僅沒有打消他的積極性，反而讓他在傳染病的研究上變得更加堅定。

之后巴斯德研究了更多的疾病，從動物的禽霍亂、炭疽病 、豬紅皮病到人的貧血、分娩熱和狂犬病，而且幾乎在每一種疾病的研究中都取得了大小不一的成功。對這些疾病的研究讓他找到了對付傳染病的終極武器：疫苗。

實驗室疫苗的發明人

1879年，在研究禽霍亂的過程中，巴斯德和他的助手們發現， 導致該疾病的巴氏桿菌在體外長時間的培養后致病性減弱了，再次注射到雞的體內不再會導致雞的死亡，只是引起輕微的病癥；更讓巴斯德興奮的是，注射了這種體外培養的巴氏桿菌的雞再感染后就不會再得病[3]。

這一發現讓巴斯德想起了愛德華·詹納的天花疫苗。沿著這個思路，巴斯德在實驗室里制備出了減毒禽霍亂疫苗。這是巴斯德研究的又一個高峰，也讓他進入了一個全新的領域：用疫苗預防疾病。

1881年，巴斯德開發出了牛炭疽病疫苗。

1883年，巴斯德開發出了豬紅皮病疫苗。

無論是研究禽霍亂、牛炭疽病還是豬紅皮病的疫苗， 對畜牧業都產生了巨大的影響，但真正讓巴斯德的聲譽達到頂峰的，還是開發出狂犬病的疫苗。

1880年，巴斯德開始了對狂犬病的研究。和禽霍亂、牛炭疽的病原體是細菌不同，導致狂犬病的是普通顯微鏡下看不到的病毒，而且病毒不能在體外單獨培養。這不僅讓鑒定病原體變得艱難，也讓在實驗室制備減毒活疫苗成了一個巨大的挑戰。

但巴斯德還是成功了，他利用兔子作為狂犬病毒的培養載體，在病毒進行多次傳遞之后取出兔子的大腦，干燥并制成粉末進行接種。這樣制備的疫苗在狗身上取得了初步成功之后，巴斯德在1895年迎來了第一次為人接種的機會。

狂犬病是一種致死率極高的傳染病，在被攜帶有狂犬病毒的瘋狗咬傷之后，通常有1到3個月的潛伏期，但病人一旦發病就基本意味著死亡。1885年7月6日， 一個9歲的男孩約瑟夫·邁斯特被一只瘋狗咬傷，家人把他帶到了巴斯德的實驗室請求救治。

不是醫生的巴斯德并沒有為人治病的資格，但他在一位醫生的幫助下完成了這一救治。在接下來的11天，梅斯特先后接受了13次疫苗接種。三個月后，巴斯德再次對梅斯特進行了檢查，發現他身體狀況良好，沒有患上狂犬病。

在實驗室研究狂犬疫苗的巴斯德（圖源：參考資料4）

雖然后來有人認為咬傷男孩梅斯特的那條狗可能并沒有攜帶狂犬病毒，從而質疑巴斯德的狂犬疫苗的有效性。這樣的質疑無法被證實或證偽，也就沒有意義。但在接下來的1886年，巴斯德的實驗室為350名被瘋狗咬傷的人做了疫苗的接種，只有一人后來患上了狂犬病。

在這樣的數據面前，狂犬病疫苗的效果變得毫無疑問。從此這個致死率幾乎100%的疾病找到了救治的辦法，狂犬病疫苗也慢慢走向了世界。

現在回頭看，在疫苗的發明歷史上，詹納和巴斯德的工作起到了劃時代的作用。

詹納發明的天花疫苗是天然的牛痘病毒，利用了牛痘病毒和天花病在免疫原性上的相似和致病性上的不同。換句話說，天花疫苗是自然界的饋贈，但這樣的饋贈極為稀有。詹納的發明更確切地應該稱為發現，這樣的發現難以復制。但巴斯德不同，他所制備的疫苗直接來自于病原體，在實驗室里對病原體做減毒處理。這樣的疫苗制備方法可以復制，也因此是真正的發明。

因為巴斯德的這項發明，人類真正進入了大規模制備疫苗的時代。

生前與身后

因為狂犬病疫苗的極大成功，巴斯德為自己也為法國贏得了巨大的聲譽。1887年7月4日，第一家以巴斯德命名的研究所在巴黎成立，如今幾十家巴斯德研究所遍布世界各地，包括中國的上海和香港[5]。

1892年12月27日，法國為巴斯德70歲舉行了盛大的慶祝活動。當時已經半身癱瘓的巴斯德在法國總統的攙扶下走向領獎臺，接受了來自世界各地來賓的敬意。法國政府還為這一活動發行了一個銅鍍銀的紀念章，上面寫著如下文字：“紀念巴斯德70歲生日，感恩科學和人文；為了科學、祖國和人類。”

紀念巴斯德70歲生日的場景油畫 (作者：讓-安德烈·里克森斯，圖源：參考資料6)

三年后的1895年9月28日，巴斯德在法國巴黎附近的小鎮維倫紐夫·勒伊丹去世。

因為在化學、微生物學、免疫學等諸多領域所取得的卓越成就，巴斯德在去世后被稱頌為 “進入科學王國的最完美無缺的人”。2005年，法國國家二臺舉行了“最偉大的法國人”的評選活動，結果巴斯德名列第二位，僅次于軍事家、政治家夏爾·戴高樂。

但另一方面，巴斯德的身后飽受質疑。尤其是在他去世100年個人實驗記錄被公開之后。1995年，美國普林斯頓大學科學史教授拉爾德?蓋森在研究巴斯德的實驗記錄后，出版了《巴斯德的隱秘科學》一書，書中指控巴斯德這位“最完美無缺的科學家”有著諸多的欺騙行為[7]。比如，蓋森指出亨利·杜桑才是開發出牛炭疽病疫苗的第一人，而且巴斯德在研發牛炭疽病疫苗的過程中還借鑒了杜桑的方法，但巴斯德對此從來不提。另外，關于令人矚目的狂犬病疫苗，巴斯德聲稱在為人接種前已經在50只狗身上做了實驗，但實驗記錄上卻只有11只。對于蓋森的指控，盡管立即有人站出來為巴斯德辯護，但這還是讓巴斯德的形象蒙上了陰影。

拋開巴斯德身后的榮譽和詆毀，我們來回顧他的一生：年輕的化學家，通過研究葡萄酒的發酵和酸化進入了微生物領域，隨后以一己之力推翻了自然發生學說，并提出了生源學說，接下來以病原微生物為契機轉向傳染病的研究，最終發明了防治傳染病的疫苗。

這一系列的杰出成就難免讓人驚嘆，多么精彩的人生。但如果我們換個角度，或許會有另外一種解讀。人類對自然的探索和科學認知，大致的順序是數學、物理、化學、生命科學。十九世紀，正是連接化學和生命科學的年代。而巴斯德的一生，完美地詮釋了這個時代。

從這個意義上來說，巴斯德的一生就是史詩。

后記

因為自己的研究領域是免疫和遺傳，所以想為這兩個領域的開創者撰寫中文傳記，包括遺傳學之父孟德爾和兩位免疫學先驅詹納和巴斯德。可能是覺得自己能較好地理解這幾位學者的經歷和成就，因此能寫出一些有意義的文本，這樣的想法在腦海里久了，就慢慢變成了一項使命。

在今年7月20日孟德爾誕辰200周年之際，《孟德爾傳：被忽視的巨人》終于如愿在“賽先生閱讀”的策劃下出版。因為效果還算不錯，編輯問我是否能接著寫《巴斯德傳》并在今年12月27日出版，因為今年也是巴斯德誕辰200周年。

其時我正重拾中斷了兩年多的《詹納傳：疫苗的使者》的寫作，于是又放了下來，去閱讀巴斯德。幾天后，我回復編輯說，幾個月的時間寫不出巴斯德精彩繽紛的一生，即使是全職寫作。

于是用來紀念巴斯德200周年誕辰的不是一部中文傳記，而是上面這篇小文。

參考資料

1.Rene Vallery-Radot. The life of Pasteur

2.https://en.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur

3.Rene Dubos. Louis Pasteur: Free Lance of Science.

4.https://de.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur

5.https://en.wikipedia.org/wiki/Pasteur_Institute

6.https://www.pasteurbrewing.com

7.Gerald L. Geison. The Private Science of Louis Pasteur

商周著作《孟德爾：被忽視的巨人》，由賽先生閱讀策劃，湖南科學技術出版社已于2022年7月出版，賽先生書店有售。

制版編輯 | 小毛

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