哈维发现血液循环的相关实验研究

摘要：哈维是伟大的医学家，生理学之父。他把实验方法引人生物学和医学，建立了血液循环学说。对人类历史的发展做出了突出的贡献。他尤其注重实验，曾说："无论是教解剖学或是学解剖学，都应当以实验为根据，而不应当以书本为根据。"本文通过研究有关哈维血液循环理论的实验，论述实验对血液循环理论创立的贡献。

关键词：哈维，血液循环，实验

中图分类号：G648 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）01-0007-02

1.血液循环理论产生的背景

恩格斯所说："哈维由于发现了血液循环而把生理学确立为科学。"哈维创立血液循环理论与当时的社会历史背景和他的个人修养密不可分。

首先，他性格文静，从小就勤于思考、观察敏锐。孩提时代他就玩过动物心脏，当学生时他就注意到朋友动脉受伤时血液一股股地喷出来，与静脉血平静地流出的现象完全不同，血液呈鲜红色。在医疗实践和实验工作中，他敢于怀疑那些一千多年来统治医学界的教条，他想知道为什么两个心室的结构相似，而功能却那么不同，一个专输送血液，一个却输送生命灵气，为什么动脉样的静脉只为肺提供营养，而静脉样的动脉却必须为全身提供营养；动、静脉血确实有些颜色上的差异，但在其他可观察到的性质方面，哈维实在看不出二者有什么明显的不同。哈维的这些疑问在他之前也有人提出过，但哈维与他同时代以及前人不同的是，他敢于批判前人的不足并大胆的进行实验研究，发现其中的奥秘。

其次，前人对血液奥秘的探索。盖伦、蒙底诺、列奥那多、维萨里及后来很多解剖学家都发现了主动脉舞和肺动脉瓣阻碍血液回流的作用。但他们对这一发现的重要意义却认识不足。哈维的老师哲罗姆・法布里斯发现了静脉瓣，从而朝着完全发现血液循环又迈出了一步。他认为静脉瓣的功能是防止血液从心脏倒流回周围血管中去，但他未能认识到静脉瓣的真正作用是影响血液循环本身，在他看来，这些骊膜只起调节血流量的作用，是为了使身体各部位都能分配到适当数量的血液以维持身体各部位的营养。因为他深信盖伦的学说，认为血液运动是一种潮汐涨落，却放弃继续探索，他们的实验为哈维的血液循环理论的创立打下了基础。

再次，机械论自然观对哈维实验的影响。威廉？哈维是处于伽利略和牛顿之间的伟大历史人物。他在作品中多次使用了机械的类比，如在论证心脏压迫血液进入动脉引起整个动脉体系同时搏动时，用了给手套吹气的类比；在论述心脏的不同部位同时协调地运动时引入了火枪发射子弹和机械齿轮运动的类比；为了证明肺内除了空气外别无他物，他做了向肺内注入空气后进行解剖的实验，等等。从这可以说明哈维至少注意到了心血运动与机械运动的相似性。

2.血液循环理论形成的相关实验

与他同时代的医学家们不同，哈维并没有停留在单纯的思辨推测上，而是把准确的观察实验和填密的逻辑推理相结合而形成假说，并对假说进行可控制的实验证明和定量计算，使结论建立于科学的基础之上。下面将讨论和重建哈维发现血液循环的一系列实验观察及推理步骤。最初的观察：哈维是一位优秀的实验生物学家，他先后对羊、狗、猪、鹿、蛙、鸟、蛇、鱼、虾、蚊子、虱子等128种不同动物作了实验研究，用放大镜观察心脏搏动及血液运动，做活体解别，进行大量比较解剖学的研究各种生理学实验。

血液是怎样从静脉系统到达左心房、左心室，又怎样从动脉进入静脉的呢？下面就是哈维的推理和实验证明。

2.1 哈维观察到血液可以通过腔静脉进入右心房，腔静脉的开口是明显易见的。然后，血液从右心房流入右心室，这一通道的开口同样明显可见，开口处都有防止血液倒流的瓣膜。哈维认为从右心室一定有一个出口-肺动脉（哈维称之为动脉样静脉），一早血液从右心室流入肺动脉就不能再倒孤因为呈S形的肺动脉瓣阻止了血液的倒流。

2.2 发现血液循环所面临的最后一步可引用哈维自己的话说明："我开始考虑是否血液不是潮汐运动而是一种循环运动，我以后发现情况确实如此，最后我看到靠了左心室的作用，流入动脉的血液被分布到全身和身体各个部位，正像靠了右心室的作用流入肺动脉的血液流经两肺一样。然后血液经过静脉，沿静脉回到左心室，像上面所说的那样，这样的运动也许可以叫做循环。"

2.3 哈维得出这一结论后，尸体解剖时发现的为什么静脉内血液多而动脉内血液少，右心室内积血多而在左心室内积血少等问题的解释就迎刃而解了。真实的原因是由于肺和心脏的作用使得没有通道可供动脉保留血液。当一只动物停止呼吸、肺停止运动时，肺动脉中的血液不能再通过肺而到达肺静脉，更不能到达右心室。但此时心脏并没有像肺那样立即停止过运动，心脏可继续搏动，左心室和动脉继续把其内的血液运输到身体远端并把血液送入静脉内。

2.4 哈维应用了几个关键的实验证明血液循环的理论。他选择了心脏跳动较慢，解剖后心跳延续时间较长，易于观察的蛇做实验。他剖开蛇的心腔，暴露鲜红的管形心脏，用小镊子挑起与心房相连的静脉，用绷带扎紧，便看到血液被阻断于心脏与结扎的外方，心房因得不到回流的血液而缩小变得苍白，最后心脏搏动变得越来越缓慢几乎马上要停止搏动。这时如果把结扎解除，血液便一下涌入心房，心房大小及颜色立即恢复。这说明心房里的血是静脉流入的。同样，结扎主动脉，心室就胀大欲破呈深紫色，松开结扎，血液就一涌而出，动脉里立即充满血液。心脏大小、颜色、脉搏立即恢复。这项实验简单而有力地证实了血液流动的方向。

2.5 血液又是怎样从静脉流回心脏拍呢？哈维应用了他的老师法布里修斯的一些方法和发现。哈维用绷带压迫实验证明了静脉瓣的功能是保证静脉内血液流回心脏，而不使血液倒流。他用绷带压迫肘部，以便能单独压迫静脉或连同动脉一起压迫来观察血流走向，用绷带压迫阻滞静脉，就能观察到沿静脉血流路径上出现多个小结，用一只手或两只手的手指向两边推挤静脉，可以很容易地看出静脉血是朝小结方向（即向心）流动，而非逆小结方向（离心）流动。

由上面的观察、推理和实验，哈维得出结论："显而易见的经验事实和细致的实验研究都证明血液经心室收缩而通过肺和被运输到身体各部分。血液通过肌肉的微孔而流入静脉，静脉血从四周向中央流动，从小静脉流向大静脉，最后经腔静脉、流入右心房。由食物消化不可能产生这么多的血液作潮汐运动。因此，动物体内的血液必然是一种循环运动，处于一种不停的运动状态，这是心脏的作用和功能并通一过脉搏所使然的。"

3.实验对哈维血液循环理论创立的贡献

当科学的实验方法通过伽利略、开普勒等人的工作在力学、天文学中作为一种获取知识的基本手段而建立起来后，对观察实验和经验事实的重视，对实验方法的极度自信，已构成16世纪科学一个重要的思想特征。这一时期的解剖学仅仅局限于盖仑医学的严格统治之下，在大学里，按照经院哲学模式训练出来的教授，并不亲手进行解剖，而只照本宣读盖仑的解剖学论述，由助手按他所读的内容进行解剖，这样，作为解剖学一个重要内容的解剖实验仅仅只是一种佐证权威的"验证工具"，因此，在近代科学的开端时期所做的许多解剖根本还不配称我们现今认为的形式，而只是一种教学和说服各种既成事实的方式。何况，盖仑的论述大部分以动物尸体解剖为依据，对人体结构及生理功能的解释存在不少谬误。对此，哈维的前辈如维萨里、塞尔维特等人已开始通过进行现代意义上的解剖实验，去了解人体的奥秘，但这些工作并未能成为生理学中一个普遍使用的方法，也没能真正消除盖仑错误的论述，生理学迫切需要建立一种普遍的科学实验精神。

作为培根和伽利略的同时代人，哈维首先确立了科学研究中的实验精神。在他看来，再也没有什么证据比人的感觉和观察更有说服力，没有什么教条可以超越所观察到的事实，没有一种旧传统可以窒息自然研究，因为没有什么会比自然本身更古老、更具有权威。因此，学问不在教条中，而在精巧的大自然中。这种把仔细的观察和完善的实验所获得的知识看得高于一切的近代实验精神，使哈维摆正了经验与理性的关系，也使他区别于以往所有的旧生理学家，成为第一位具现代科学实验精神的生理学家。就这一点而言，他与16世纪另一位大生理学家费尔纳尔形成了鲜明的对照，费尔纳尔认为，对事实的采纳必须要以一个先验的思想为依据，在认识人体生理机能的过程中，生理学家、解剖学家看到和体验到的事实只有通过思想的反省才能被接受，只有切合其先验理论主题的事实，才具有价值。这种颠倒了经验与理性关系的做法遭到哈维的反对，他始终强调，科学理论的建立，必须剪除头脑中已有的错误，而不能求助于任何在实验结果和解剖事实以外的知识和概念，科学事实的获取只有通过仔细的观察和精确的实验途径，这类事实才具有确定性，才具有科学价值，这一"实验乃是确实性之母"，的思想无疑成为哈维修正盖仑的错误，洞悉血液循环本质的理论先导。

哈维的发现和成功，一方面离不开自身的不懈努力，继承了前人在解剖学和生理学上的贡献，更重要的是哈维应用了正确的观察和实验的研究方法。这样，哈维就把研究生理学放到观察与实验的正确道路上来。自从血液循环发现以后，人们对机体组织的生长、呼吸作用、腺体的机能等等的认识，就面目全新了。哈维成功地把实验观察与逻辑推理有机地结合在一起，在医学史上为我们提出了一个可资借鉴的范例，显示了方法学的重要性。用科学的实验论指导整个科学研究过程已越来越显示其重要性。

参考文献：

[1] 威廉？哈维著，凌大好译：心血运动论1992，西安：陕西人民出版社，2001.

[2] （英）斯蒂芬：F.梅森.自然科学史[M].上海：上海人民出版社，1977.

[3] 曾少潜：科技名人词典[M].北京：中国青年出版社，1988：596.

[4] 恩格斯：自然辩证法[M].北京：人民出版社，1971：249.