第三节 血液循环　

发现血液循环之谜

科学家简介-哈维

　　大凡在科学史上有所发现、有所发明、有所创造的人，都是敢于向权威挑战的人。哥白尼敢于怀疑亚里士多德的理论，怀疑"地心说"，才创立了全新的"日心说"。到了17世纪初，又出现了一位敢于向权威提出怀疑的学者--哈维。

　　哈维（Harvey，William)，出生于英国的一个富裕农民的家里。他19岁毕业于英国的剑桥大学，之后到意大利留学，5年后他成为医学博士。在意大利学医时，他还常常去听伽利略讲授的力学和天文，深受这位教授的影响，使他的求知欲已跨越了学科的界线。伽利略注重实验的做法，对哈维影响极大，这为他日后研究医学，发现人的血液循环奠定了基础。

　　说到认识人的血液循环时，对于今天的青少年来讲，似乎无人怀疑过。然而，在古代，要认识它可不容易，而且多少科学家、学者付出了昂贵的代价--鲜血和生命。

　　在古代，著名学者、哲学家亚里士多德的言论，被誉为仅次于神的权威，不容置疑。他对于人的血液循环毫无认识，因而十分错误地提出人体内（血管内）充满着空气。这种错误的说法延续了几百年，直到1800年前，被一位古罗马的神医盖仑否定，他指出人血管里流的是血。显然，比亚里士多德前进了一大步。 盖仑的理论认为，血液在人体内像潮水一样流动之后，便消失在人体四周。由于他是一位名望极高的神医，于是人们1千年内都把他这种血液理论奉为真理，不许怀疑。

　　然而，科学是不断发展的。到了16世纪，欧洲文艺复兴，促进了科学的发展。当时比利时的医生维萨里认为盖仑的理论是错误的。不久，西班牙的医生、宗教的改革者塞尔维特便提出了血液在心肺之间进行小循环的看法，这两位巴黎大学里的同学，相继向权威盖仑进行挑战。但是他们都付出了惊人的代价，维萨里受到宗教裁判所的迫害，被判处死刑。塞尔维特由于出版了《基督教的复兴》触犯了西班牙教会，有人扬言要处死他，他便逃往日内瓦。可惜仍没有逃过劫难，他被人出卖，1553年10月，在日内瓦被当作"异教徒"，活活烧死。这两位医生为了研究人的血液循环，向权威挑战，献出了宝贵的生命。

　　科学探索是无止境的。半个世纪之后，已经成长为医生的哈维继承了他们的事业，他决心弄清人体血液的奥秘，认为如能突破对于治病救人必将有新的贡献。于是，他选择血液这一专题，进行秘密研究。

　　可以说，哈维是医生、生理学家、胚胎学家。他一生中写过大量的科学论著，但是只发表了《心血运动论》和《论动物的生殖》两书以及几封为《心血运动论》辩护的公开信。其中1628年，发表的划时代著作《关于动物心脏与血液运动的解剖研究》（中译名称以《心血运动论》驰名）标志着近代生理学的诞生，同时也奠定了哈维在科学发展史上的重要地位。在哈维晚年时，他在伦敦的寓所遭到抢劫，后又被大火焚烧，留下的手稿仅有两部，一部是论述感觉的，一部是论述动物运动的。

　　在《心血运动论》中，哈维提供了大量的证据，其中包括人的临床观察、尸体解剖、许多种类动物的解剖与观察，而且利用定量思想、逻辑分析和生理测试，从各个方面证明心脏是一个可以泵出血液的肌肉实体，血液以循环的方式在血管系统中不断流动。

　　哈维系统地分析了前人的研究情况：公元前3世纪古希腊的医生，解剖学的创始人赫罗非拉斯，最早把静脉与动脉区分开来；公元前2世纪，盖仑提出了血液流动的理论；15世纪，著名画家、医生达·芬奇，通过解剖，发现并提出了心脏有四个腔的理论，以及维萨里与塞尔维特研究的成果。前人的研究成果，首先开拓了哈维的视野，然而，他是一个善于思索的人，并不迷信权威的理论，更难能可贵的是他敢于怀疑权威的理论，他喜欢“打破沙锅问到底”，他问自己“血液真的流到人体四周就消失了吗？怎么会消失的呢？”等等。

　　他决心像伽利略一样，通过实验，去揭开人体血液循环的神秘面纱。这一系列实验，他首先拿动物开刀，他认为动物的血液与人有着相似之处，据他的笔记记载，他一生共解剖过动物的种类多达40多种。他解剖过许多大动物，通过解剖，终于发现心脏像一个水泵，把血液压出来，血液便流向全身。

　　哈维用兔子和蛇，反复做实验，他把它们解剖开之后，找出还在跳动的动脉血管，然后用镊子把它们夹住，观察血管的变化，他发现血管通往心脏的一头很快膨胀起来，而另一端就马上瘪下去了，这说明血是从心脏里向外流出来的，由此证明动脉里的血压在升高。他又用同样的方法，找出了大的静脉血管，用镊子夹住，其结果正好与动脉血管相反，靠近心脏的那一段血管瘪了下去，而远离心脏的另一端鼓胀了起来，这说明静脉血管中的血是流向心脏的。

　　哈维在不同的动物解剖中发现了上述同样的结果，他终于得出了这样一个结论：血液由心脏这个"泵"压出来，从动脉血管流出来，流向身体各处，然后，再从静脉血管中流回去，回到心脏，这样完成了血液循环。他把这一发现写成了《动物心脏和血液运动》一书，正式提出了关于血液循环的理论，为了使读者信服他的理论，他在书中说：“推理和实验都表明血液是由于心室的跳动而穿过肺脏和心脏的，由心脏送出分布全身，流到动脉和肌肉的细孔，然后通过静脉由外围各方流向中心，由较小的静脉流向较大的静脉，最后流入右心室。……因此，有绝对的必要作出这样的结论：动物的血液是被压入循环而且是不断流动着的；这是心脏借跳动起来完成的动作和机能，也是心脏的动作和唯一结果。”

　　为了让人们接受他的观点，证明人的血液循环也与动物是一样的，他还在人身上反复地实验。他请了一些比较瘦的人（容易在身上找到血管）。他把那些人手臂上的大静脉血管用绷带扎紧，结果发现靠近心脏的一段血管瘪下去，而另一端鼓了起来。他又扎住了动脉血管，发现远离心脏的那一端动脉不再跳动，而另一端，很快鼓了起来。证明完全与动物的血液循环是一样的。他在书上告诫人们“无论是教解剖学或学解剖学的，都应当以实验为依据，而不应当以书籍为依据；都应当以自然为老师，而不应当以哲学为老师。”

　　哈维终于在医学史上取得了巨大的成功，但他的理论因为有悖于权威的理论，所以，书出版之后，就遭到当时学术界、医学界、宗教界的权威人士的攻击，说他的著作是一派胡言，是荒谬而不可信的。幸好，哈维当时是英国国王查理一世的御医，受到国王的宠幸，这才使他没有像前辈维萨里、塞尔维特那样付出生命的代价。

　　直到哈维1657年逝世以后的第四年，伽利略发明的望远镜，被意大利马尔比基教授改制为显微镜用于医学上，观察到毛细血管的存在，才真正证实了哈维理论的正确性。哈维的血液循环理论的被确认，标志着当时的科技在医学领域中的显著成就。

　　哈维的贡献是划时代的，他的工作标志着新的生命科学的开始，属于发端于16世纪的科学革命的一个重要组成部分。哈维因为他的出色的心血系统的研究（以及他的动物生殖的研究），使得他成为与哥白尼、伽利略、牛顿等人齐名的科学革命的巨匠。他的《心血运动论》一书也像《天体运行论》、《关于托勒密和哥白尼两大体系的对话》、《自然哲学之数学原理》等著作一样，成为科学革命时期以及整个科学史上极为重要的文献。

血压

　　通常指血管内血液对血管壁的侧压力，以单位面积所受的力表示，压力单位用帕（即牛顿/平方米，N/m2），但临床上曾长期习惯用mmHg作为血压单位。1mmHg相当于133Pa或0.133kPa。

　　血压的形成依赖于两个基本条件：心输出量和外周阻力。心输出量是由于心肌收缩所提供的能量，将血液高速射入主动脉或肺动脉，所以心输出量是血压的动力。血液在血管内流动时遇到的阻力，成为外周阻力。血流阻力与血管长度和血黏度成正比，与血管半径成反比。

　　在一个心动周期中，动脉血压在心肌收缩时升高，舒张时下降。临床上，将心脏收缩时动脉血压上升达到的最高值称为收缩压；将心脏舒张时血压下降达到的最低值称为舒张压；收缩压与舒张压的差称为脉压。我国正常青年人在安静状态下血压一般为3.3~16/8~10.6kPa(100~120/60~80mmHg), 脉压为4~5kPa(30~40mmHg)。成年人在安静时，如血压持续高于18.6/12 kPa(140/90mmHg),或持续低于12/6.7kPa(90~50mmHg),则表示血压偏离正常水平。若血压持续偏离正常的生理变动范围则属于病理性变化，前者为高血压，后者为低血压。血压过高，心脏负担过重，易出现心悸、气促以及其他心脏病变，血管也易于损伤破坏。血压过低，血液不能顺利通过血管而到达各个组织，特别是人体中位置高于心脏的各部分，尤其是脑不能得到充足的血液供应。

血压计为什么用水银？

　　因为血压计测量的是血液的压强，即液体的压强（血液对血管壁的压强）用水银是因为水银的密度在液体中是最大的，为13.6×103千克/米3，水的密度为1.0×103千克/米3，若用水柱来代替水银测压强，则需要的玻璃管比一般的水银玻璃管长10倍多，这样携带、测量和观察都很不方便，所以用水银柱来做血压计。