1849年1月15日,路易斯抵达斯特拉斯堡。
这个城市靠近德国边境,虽然远离巴黎和阿尔布瓦,但有一个叫贝尔丹的朋友在这里。
贝尔丹是路易斯在布山松中学时期的同学。他是比路易斯早两年以第一名考入高等师范学校的优秀人物,现在正担任斯特拉斯堡大学的物理教授。
迎接出任同一大学副教授的路易斯时,贝尔丹愉快地说:“你今后在我家住下吧!我想你对我家会感到满意的,而且离学校也很近。”
正如贝尔丹所说,这是一个令人满意的家,路易斯一下就喜欢上了贝尔丹家。
贝尔丹对大学教务长罗兰说:“路易斯是罕见的书虫,除了读书之外没什么其他的兴趣。”路易斯就这样被调侃般地作了介绍。
但是路易斯自从拜访了教务长罗兰之后,他突然对于读书之外的某一件事大为动心。
原来,罗兰教务长有位叫玛丽的女儿,路易斯对这位姑娘产生了好感。到达斯特拉斯堡仅15天之后的2月1日,路易斯就写了一封信给罗兰教务长。
罗兰教务长:
关于我对您的女儿玛丽的求婚,我准备近日正式地提出来,现在我把我的所有情况作一个介绍,供您参考,以决定承诺与否。
我的父亲在小镇阿尔布瓦经营鞣革业,家中有姐妹们帮忙家务。我的母亲不幸于去年5月逝世。
我们一家生活上还算宽裕,不过财产总数估计不过5万法郎而已。我决定将我以后能够继承的部分都分给我的姐妹们。这样说来,我应该说没有任何财产,我所持有的是:健康的身体、正直的精神以及大学里的职位。
我在两年前毕业于高等师范学校,拥有大学教授的资格,一年之前获取了博士学位。我曾经向科学院方面提出了几个研究报告,获得了好评,最近的一个报告,反响不错。在信的后边附上了该报告的复印本一份。
以上就是我的现况,至于将来会如何发展,这很难说,除非我的兴趣转变,我预定研究化学。将来我的目标是以研究化学的成果获得任教巴黎大学的机会。毕欧先生曾经表示过,想举荐我为科学院院士,我要强调的是,我很喜欢从事研究,但不是为了沽名钓誉而从事研究。
求婚的那天,家父准备亲自赶来参加。
路易斯的这种求婚方式让罗兰教务长吃了一惊。路易斯刚来斯特拉斯堡不久,罗兰教务长还没有完全了解路易斯到底是个什么样的人,现在突然接到求婚申请,当然没法马上答复,所以这件事拖了好几个星期。
这期间,路易斯又给罗兰妻子及玛丽小姐写信,坦诚地申述自己的期望。他一直担心着罗兰教务长的态度,几乎无法着手做研究。
如此不能沉住气,整个人飘浮似的过日子,这是路易斯生平第一次的经历。
“沉醉于研究工作的我竟然会这样!”路易斯禁不住在内心里嘲笑自己。
终于,父亲和妹妹约瑟芬来到了斯特拉斯堡,路易斯跟父亲一起去罗兰家拜访,正式求婚了。
罗兰教务长最终还是接受了,并定5月29日为路易斯和玛丽的结婚日。
路易斯如愿以偿,父亲也高高兴兴地回到了阿尔布瓦,妹妹约瑟芬决定留住到路易斯完婚,还可以帮哥哥的忙。
路易斯相信,这是他平生最感幸福的时刻。
走进研究生活
娶了一生中最爱的女子为妻的路易斯,重新走进了研究生活。
作为科学家的妻子,玛丽对丈夫的工作很感兴趣并且完全理解,她全心操持家务帮助丈夫,对丈夫的健康也很关心,所以路易斯能专心于自己的工作。
自从最初的惊人发现之后,路易斯继续从事于结晶化学的研究。只要到了暑假,他就携带研究报告到巴黎,呈给恩师毕欧鉴阅。
同为路易斯恩师的杜马和塞纳蒙,对他的成果也大为赏识,他们都说:“你如果继续结晶化学方面的研究,定可成为一流的大学者。”
1852年8月,照例前往巴黎的路易斯,听到了一个重要的消息。
由于路易斯的发现而出名的副酒石酸,现在还不能自行制造,所以研究结晶时,只能利用酿酒时偶尔产生的副酒石酸。这消息是说,德国的某一工业家能以新方法制得副酒石酸。这种化合物是怎样生成的,路易斯心存疑问,所以很注意这一消息。
“去德国看看吧!不,为了知道怎样制得副酒石酸,世界上的任何地方都该去的。”路易斯的脑海闪现出这个念头,他开始坐立不安了。他马上离开了巴黎,先到莱比锡,经德累斯顿、维也纳到布拉格,途中参观各地的副酒石酸制造工厂,也打听原料产地等,获得了不少有关的知识。他回到斯特拉斯堡,马上专心研究怎样以人工方法把酒石酸转制成为副酒石酸的实验。
巴黎的毕欧和塞纳蒙,对路易斯的新研究虽抱着很大的期待,但也不能确定能从酒石酸制成不论是结晶形态、光学性质以及化学性质都和天然副酒石酸一样的东西。
但路易斯竟然做到了。1853年6月的一天,他发电报给毕欧和塞纳蒙两位老师,报告了这一好消息。
对于这一成就,巴黎药学协会马上给他奖赏。因为该协会之前已经宣布将把奖金给予发明副酒石酸制造法的人。
路易斯还从副酒石酸制得中性酒石酸。普通酒石酸对偏光是活性的,而中性酒石酸却是不活性的。这样一来,路易斯发现了4种酒石酸的存在:右旋酒石酸,左旋酒石酸,左、右旋酒石酸等量混合而成的副酒石酸,以及不活性的中性酒石酸。
法国政府在这一研究发表之后,授予了勋章给路易斯。这件事让路易斯的父亲十分高兴。儿子的研究内容很深奥,做父亲的是不能了解的,可是从政府授勋这件事来看,想必儿子的研究确实非常有价值。
路易斯和玛丽结婚已经4年,其间生了两个孩子。幸福的家庭,使路易斯能心无旁骛地奋力研究,获得了所尊敬的老师们的赞许,一切都在向他微笑。
对路易斯来说这是无比幸福的时期,唯一的遗憾是,研究费用和实验设备有些不足。
幸亏他获得了巴黎药学协会的奖金,这样就能够补充实验设备,路易斯也可以继续有关结晶的研究工作。
转任母校
1854年9月,在法国北部,靠近比利时国境的里尔市,新设立了一所理科大学,路易斯被任命为该校教授并兼总务长,除以教授身份讲授化学之外,路易斯还得以总务长的职权经营这一所新设的大学。
里尔是工业城市,为了鼓励厂家的子女多来就读理科大学,路易斯强调实验的重要性。他接着说,鼓励发明,光靠实验是不够的,还必须学习科学理论,他举了种种例子予以说明。
为了发展新大学,这位年轻总务长竭尽所能地努力着。他担任的化学课程,必须先有充分准备之后才开始,所以没多久,学生间好评如潮。
除了大学的经营和讲课之外,路易斯还有结晶的研究要做。
为了学生,任何时候他都不辞辛劳,有时还带学生到法国各地参观各种工厂。
1856年7月,路易斯跟学生一起到比利时作工业教学旅行。他怀着好奇心,到处询问请教,借实地参观以鼓起和促进学生的求知欲。
由于路易斯这般努力,年轻的里尔理科大学可与历史悠久的著名大学竞争了。教育部部长看到该大学办得如此成功,很是欣慰,并认为功劳该归于路易斯优异的教育才能。
1856年夏天,比利时旅行归来后不久,路易斯接受了一位名叫比戈的工业家的访问。比戈开口说:“路易斯老师,我有事拜托您,不知能不能和您谈谈?”
“请说。”
“我是以甜菜为原料来制造酒精的,可是失败了,亏了大本。”
“那太糟了!是什么原因造成的呢?”
“原因我也不知道。我来拜访,就是想请路易斯老师找出失败的原因,请问您肯不肯一起调查那个原因呢?”
“好的,我正在想为工业界做些有益的事,同时也想把实际工作的成果传授给学生,我很高兴有这样的机会。”路易斯答应了之后,每天一有空,就到比戈先生的工厂去。
他们从显微镜看到的微生物中,有一类叫做酵母。酵母能将糖分解为酒精和二氧化碳,这种现象称为发酵。也就是说,糖经过发酵,可制出酒精。
这种现象对于当代来说,是任何人都知道的,但是在路易斯那个时代,对于发酵这一现象是怎样发生的一点都不了解。发酵是需要酵母这一件事是知道的,但是酵母到底有什么作用他们不知道。他们酿造葡萄酒或醋的时候,全靠经验,因此经常发生意想不到的失败。
路易斯在比戈先生来访的4个月前,在准备化学讲义的时候,曾经想过“发酵是什么”这一问题,他想是时候开始研究这一问题了。所以,他对于比戈先生提出的这一研究非常热心。
正在发酵的溶液中到底有什么东西呢?路易斯开始用显微镜仔细观察。
路易斯手头只有一架旧式显微镜以及一具要以无烟煤加热的简单的恒温槽而已。恒温槽是种容器,可使放置其内的物质处于所需的一定温度之下。由于“定温”的高低,而有种种形式。
路易斯像往常一样,耐心地用显微镜观察,终于发现了有趣的现象。
发酵情况良好,溶液中的微生物呈圆形;溶液开始变质时,微生物伸长了;溶液变酸之时,也就是说发酵失败时,微生物竟然伸得更长了。
他用这种简单的观察法来判断工厂内的发酵进行得好或不好,这使得酒精酿造失败的次数大为减少。
路易斯仍然继续发酵的研究,他用显微镜观察酸败了的牛乳,发现了短杆形微生物——乳酸菌。把含有乳酸菌的溶液加入新鲜牛乳,牛乳不久便腐败而有酸味。在乳酸发酵中,乳酸菌的作用类似酵母菌。同时路易斯又发现,当乳酸菌出芽增殖时,乳酸发酵就随着增进。
以前的学说,认为发酵现象与有机物或生物无关,路易斯的观察推翻了这种学说。
1857年,路易斯转任母校高等师范学校教席。里尔大学校长,对于大学的发展有很大贡献的能干的总务长说:“理科大学现在要失去一位第一流教授,同时也是学者的人了。”言下之意,对于路易斯的转任表示惋惜。
路易斯认为里尔大学已有相当的名声和地位,即使自己不在也会继续荣盛的。反观高等师范学校,却已今非昔比,经济上、学校事务、行政上以及优秀学生的培养等各方面都很不顺利。路易斯想:“我必须挽救我的母校。我要尽可能努力,恢复高等师范学校往日的盛誉。”他被委以全权负责学校事务、行政,并兼任理科主任。
从里尔迁移到巴黎的路易斯,计划边从事学校的工作,边做发酵的研究,可他找不到适合做研究室的房子,学校方面也不肯帮忙。
不管环境如何恶劣,路易斯也不会灰心的。他不求人帮忙,自己动手把学校的一间阁楼改造成研究室。那个房门由于又低又窄小,没法使用而被学校弃置,与其说是房间不如说是洞穴。
但是,为了复兴母校,路易斯是决心做任何事情的。比如说,他的记事小册中就常写着校园要铺小石粒、改善教室的通风设备、修理餐厅门窗等。这种零零碎碎的事情,他都很注意。
在洞穴似的阁楼研究室中,路易斯最先做的,是有关酒精发酵的研究。
糖溶液保持适当温度,就会自然发酵,产生酒精、醋等。路易斯已经知道在发酵时,叫做酵母菌的微生物占有重要地位,因为他观察出酵母菌能够把糖分解为酒精和二氧化碳。
路易斯现在又发现,酒精发酵经常产生少量的甘油。换句话说,刚酿好的葡萄酒中,多多少少含有甘油。
紧接着,他又发现酒精发酵必会产生琥珀酸。
如此,一个接着一个,路易斯揭开了发酵上的各种谜团。
到了夏天,紧邻屋顶的研究室中,气温高达36℃,简直难以忍耐。但是,路易斯没有半句怨言,仍努力实验。
1859年这一整年,路易斯一直在思考着,发酵所不可缺的、微小到不用显微镜就看不到的酵母菌,到底是从哪里来的呢?
就在这一年的9月,阿尔布瓦家中,路易斯的长女患了伤寒不幸去世,路易斯悲恸欲绝,在给他父亲的信中,有如下一段话:
我每天都在想着女儿过去的种种,她是那么可爱、健康而幸福。也许再过一段日子,那个孩子就会成为我和玛丽的可爱宠儿……
原谅我提起了这些令人悲伤的事情,也让您感到伤感。但是,爸爸,神召有福的孩子,那个孩子是幸福的。我们该想想留下来的孩子们,尽力保护他们,使他们能免受世间的苦难。
就像信中说的,后来路易斯果然有了相当大的成就。他不但保护了自己的子女,也让全世界其他的孩子都能够免于许多染患疾病的困扰。
生物自然发生说
1860年1月30日,路易斯获得科学院颁授实验生理学奖。有位著名的生理学家宣布颁奖理由说:“巴斯德先生的酒精发酵、乳酸发酵以及有关酒石酸的发酵等研究,在科学界获得很高的评价。这种研究成果,在生理学上具有重大的意义。本院评审委员一致同意颁给巴斯德先生实验生理学奖。”
路易斯有关发酵的研究经过非常有趣。他发现了引起发酵的酵母,对其习性也作了观察,并且连带引发了一个疑问:“这种微生物从什么地方来的呢?”为了继续探讨这一问题,他又着手进行生物自然发生说的研究。
生物自然发生说是一种学说,认为生物是自然发生的,这种说法,早在希腊时代就有了。例如,蛆是自己涌生出来的说法,自古以来,人们都深信不疑。
17世纪初,有位意大利的医生怀疑这种说法,用实验证明蛆不是自然发生的,他的实验方法如下:两片大小和种类相同的肉片,将一片裸露,另一片盖上纱布。肉片腐败后不久,暴露的肉片有蛆出现,盖有纱布的肉片只是腐败而没有蛆。也就是说,蝇受肉香引诱而产下了卵,但是产在纱布上的卵,因养分不足,长不出蛆。
因此,蛆是蝇卵长成的事实已经明白了,认为生物是自然地发生的学说势必被否定。可是,17世纪末,显微镜发明之后,这一学说又盛行起来了。
用显微镜观察取自水洼处的一滴水,可见到其中有多得令人惊异的小生物在游动。这些小的生物,究竟是从哪里来的呢?一定是自然发生的,许多人都这么认为。
与蛆的情形不同,这些以显微镜才能见到的微小生物的问题麻烦多了。热闹而激烈的争论虽也发生过,但是没有确实的证据足以支持或推翻这一学说,因此,问题一直悬而未决。
法国学者普歇,在做了种种实验之后,于1858年12月发表论文,断言“生物自然发生是可能的”。
路易斯把这一篇论文读了又读,在有疑问的地方画了红线,决定自己来做实验确定问题的根本。
恩师毕欧知道了路易斯要研究自然发生说,想劝阻他,要他取消这个计划。毕欧说:“路易斯,生物是否自然地发生,是个不可能解决的问题,你为什么想要研究这样的问题呢?”
路易斯回答说:“因为和我至今仍在研究的发酵问题有密切的关系。引起发酵的是叫做酵母菌的微生物,我很想知道它是从哪里来的。如果能够彻底解决自然发生说这一问题,那么我的发酵方面的研究就可以顺利进行。所以,这个研究对我是绝对必要的。”
确实是这样,这不是能够简单解决的问题,或许连确实的证据都抓不到。路易斯很感谢老师毕欧的忠告,但是仍不想取消这一计划。因为如果问题解决了,自己的研究就可大为开展。
毕欧很为他担心,总想让他打消这种念头,就将此事转告了路易斯的另一位老师杜马。杜马也说:“我也不赞成他花长久的时间在这样的问题上。”
另一位老师塞纳蒙听到了这件事,他深信路易斯的才能,所以对毕欧和杜马说:“路易斯向来都耐心研究一些看来没法解决的问题,结果都解决了。说不定这一问题也能被他解决,何不让他去试一试呢?”
路易斯又要从事新的研究了。他将研究室从小阁楼转移到校门口守卫室旁边的小建筑物里面。
新研究室仍很简陋,但远比小阁楼宽大,路易斯很欢喜。而且,他有了一名年轻助手,名叫裘尔·罗兰,既健朗又聪明。裘尔·罗兰是高等师范学校的毕业生,他是第一个进入路易斯研究室当助手的人。
开始新研究的路易斯想:“如果微生物的孢子是飘浮在空气中,能否把它过滤取下来呢?”
他将试管的棉花塞子弄松,使空气能进到管内,结果棉花塞子附上了许多灰尘似的东西。路易斯将棉花塞取下,用显微镜仔细观察,发现除了有许多微细的泥沙以外,还有各种孢子。
“我们可下结论说,空气中必定有这样的孢子,这些孢子落入易腐溶液中,就会出芽繁殖,而使溶液腐败。”路易斯想完这些之后,将附有尘埃的小片棉花放进易腐溶液中实验,结果溶液腐败了。
经过一年的研究,他终于得到如下的结论:“空气中飘浮的东西,除了孢子,都不具有形成生命的条件。”这也就是说,即使用显微镜才能见到的微生物,也不是自然地发生,而是由飘浮在空气中的小小的孢子长成的。
自然发生论者普歇,反对这一结论,极力辩护自己的学说。他说:“孢子会来自空气中,是不能想象的事情。”
于是,路易斯与普歇之间,对于生物自然发生论,展开了激烈的争辩。
理论得到证明
路易斯对于自己否定自然发生论的思想始终确信不疑,为了获得明确的证据,他继续从事实验。
他为了新的实验,特地设计了一种玻璃烧瓶,那就是绰号“天鹅脖子”的曲颈瓶。这是一种玻璃圆球顶突出一个长管,管形如S字横写,管的先端有开口的烧瓶。
路易斯将易腐溶液倒入球形瓶中,将球形瓶顶端的瓶颈置于高热火焰中,然后把烧灼得通红的瓶头拉长成横写的S形,这样一来,短而略粗的瓶颈就变成细长弯曲的“天鹅脖子”了。接着他把曲颈瓶放在火上,煮沸其中的易腐溶液,这样溶液中微生物就全部死亡了。
煮的时候,水蒸气通过曲颈向外溢出。煮沸一段时间后,将曲颈瓶下的火移开,但不要移动曲颈瓶,让它自然冷却,不久,瓶外的空气反向瓶内徐徐流入,因为空气流动得很慢,所以当空气流经曲颈向下低弯的部分时,空气中的孢子和灰尘就沉降下来而附于管壁内。随后,空气继续流入瓶内,而和液面接触。
通过上面所说的这种程序处理过的任何易腐溶液,都决不腐败。如果想让它腐败,可以摇荡曲颈瓶,或将瓶颈倾斜,使液面接触到落有孢子和灰尘的曲颈低弯部分也可以。
这是很简单却非常巧妙的实验。路易斯根据这个实验发表了如下的结论:“生物自然发生的事情是绝不会有的。如果生物是自然发生的话,那么不论在任何情况下,都该会发生。但是,容易腐败的溶液如果不接触到孢子,就不会腐败。只要是腐败现象,都是因微生物的活动使东西分解而发生的。不接触孢子就不腐败的现象,显示没有孢子就不会产生微生物。这就是说,微生物是由空气中的孢子生成的。任何生物,没有亲代就不能衍生。所以我可以断言,生物的自然发生说,绝对是错误的。”
普歇仍旧不服,他反驳说:“煮沸曲颈瓶溶液后,静止冷却时,反流入瓶内的空气中,你认为有孢子,而我认为空气中本就没有你所谓的孢子,你该怎么证明这个问题?”
这个疑问是合理的,怎样证明反流入瓶内的空气中一定有孢子存在呢?经过反复深入的思考,路易斯想到一个问题:“可能由于场地的不同,空气中所含的孢子或多、或少、或甚至没有。”于是他又开始做新的实验。
就像上一次的实验一样,他将酵母溶液倒入球形瓶中,再将顶端瓶颈置于高温火焰内灼红,然后往下拉成倒U字形,管口向下。接着把酵母溶液煮沸,当溶液仍在滚沸时,就用火熔封管口。路易斯像这样做了很多烧瓶,以备实验之用。
根据路易斯的理论,像这样封闭的酵母液,不论放置多久,应该不腐败的。事实证明,这些酵母液存放于阿尔布瓦他的家中,以后经数十年确实没有腐败。
如果将瓶颈锉开,由于瓶内几无空气(因煮沸之后,瓶内空气外溢),所以含有尘埃(孢子)的外界空气就急速流入瓶内。接着用高温火焰再封闭瓶口,将它放入恒温槽,保持在25℃~30℃之间,于是,进入瓶内的孢子发芽而使溶液腐败了。
路易斯带了备用的瓶子,到各种场地去实验,结果发现瓶内酵母液,有的会腐败,有的不会,确实是因地区而异。
他去往巴黎的天文台,选择了两个地方。一个地方是在贮放重要设备的地下室,打开了10瓶,只有1瓶腐败;一个地方是在庭院,打开11瓶,全都腐败了。
学校放暑假时,路易斯带了73瓶回故乡阿尔布瓦,实验了其中的20瓶,结果8瓶腐败了。
路易斯再去往沙兰,爬到海拔850米的山顶,打开了20瓶,腐败的仅5瓶。他想:“腐败的瓶数,此地比阿尔布瓦少了3瓶。可能是空气较阿尔布瓦的新鲜清洁,而孢子数量较少的缘故,越高的地方,孢子可能就越少。”
为了证明这项推论,他去往阿尔卑斯山。路易斯找了一头骡子背着装了30瓶酵母液的箱子,路易斯跟在骡子的后面,小心照顾着贵重的行李,往山上爬。到达阿尔卑斯山的大冰河后,路易斯花费了很多精力,小心处理了20瓶。结果,腐败的只有1瓶而已。
1860年11月,路易斯向科学院提出了如下报告:“我将迄今实验所得结果加以比较对照,确信浸出液中生物发生的原因,是空气中飘浮的灰尘。”
在路易斯旅行各地做实验的同一时期,普歇也去往意大利的西西里岛,在山上或海上做了实验。结果,普歇公布了如下结论:“含尘多的都市空气也好,极为清净的海上或山上的空气也好,都发生了生物。任何地方的空气,都同样地使生物自然发生。”
关注这一争论的人们,大多认为普歇的学说是正确的。例如,某报的科学栏写了如下的评论:“巴斯德先生,想必你所做的实验会反证你自己的学说。你所主张的事,想来是不可能有的。”
为了解决这一争论,经过两人的同意,法国科学院组成裁判委员会。1864年6月21日,两人到科学院做公开辩论。路易斯在委员会中,除了口头说明,并当场做实验。普歇只是在一边观察了路易斯的实验,提出一些反驳诘问而已,并没做实验。
结果,该委员会一致认为路易斯的学说正确,并颁奖给他。科学院的一位元老是生理学家,他当场宣布:“巴斯德先生的实验是决定性的,如果生物是自然发生的话,那么获得代生物的必要条件是什么呢?是空气和腐败性溶液。巴斯德先生证明了必须使空气和腐败性溶液在一起才会发生生物。所以,生物不是自然发生的,没有充分理解的人,才会继续怀疑巴斯德先生的实验。”
路易斯终于击破生物自然发生说,揭晓了“生物来自亲代的生物”的现象。
后来的科学家发现,普歇实验时所用的枯草浸出液中所含的枯草菌,耐热性很强,即使是用100℃高温烧煮,也不容易杀死。所以,普歇实验的结果,浸出液总是腐败,导致他得出了错误的结论。
路易斯“生物来自生物”的结论是说,种瓜得瓜,种豆得豆。人是生物,猴子也是生物,但人不会生猴子,猴子也不会生人。
但是,路易斯却没有解决一个问题:“世界上的第一个生物是怎样来的呢?”这也许就是路易斯的老师们不赞成他研究自然发生论的原因吧!
为人师表
身为高等师范学校理科主任的路易斯,除了研究工作以外,还要从事发展校务以及讲授化学课的工作。在他接二连三地进行一次又一次的新实验的同时,他并不疏忽实验以外的工作,仍然完善地执行理科主任的职责。
高等师范学校的毕业生,有担任中学教师的义务。但是,为了鼓励有意从事学术研究的学生,路易斯设立了“教授资格助手”的职位。这使得通过教授资格考试的毕业生,有了能够被任命为助手,留在高等师范学校内继续研究的机会。
路易斯回想到自己从高等师范学校毕业的时候,抱有继续从事研究的热忱,结果却不能顺利实现这一愿望,于是他便设立了这个新的制度。
路易斯为了毕业生,又计划出版名为《高等师范学校理科年报》的论文集。
毕业生即使做了优秀出色的研究工作,如果没有机会发表论文,也很可能就此埋没了。《高等师范学校理科年报》就是被设想成为发表研究成果的公开园地。在偏僻地方的中学任教的毕业生,都昂首期待着《高等师范学校理科年报》的创刊。
路易斯对学生,不仅是讲授化学课程,也注意培养他们对学问的兴趣,并给他们指出毕业后的光明前途。路易斯不但是具有杰出才华的科学家,也是慈爱卓越的教育家。
由于路易斯的热心奔走,《高等师范学校理科年报》于1864年6月出版发行了。
比这早两年的1862年12月,路易斯当选为法国科学院的院士。让他成为科学院院士,是他恩师毕欧长期以来的愿望。不过让人倍感遗憾的是,这位恩师却在当年的2月与世长辞了!
葡萄酒腐败的原因
1864年,路易斯被邀请到故乡阿尔布瓦镇,调查葡萄酒腐败的原因。
阿尔布瓦是葡萄酒的著名产地。镇里的酿造业者,正因为酿造中的葡萄酒在桶内酸败的事情层出不穷而大为困惑,所以联名请求路易斯调查原因,他们将提供研究所需的费用。
路易斯立刻同意接受了这项工作,但他却拒绝收受研究费。因为研究的结果怎么样,还不得而知。
那个年代,酿造中的葡萄酒,变得酸酸、黏黏的或苦苦的,以致失败的事情时有发生。这种葡萄酒的病被称为异常发酵,路易斯对异常发酵极感兴趣,早在1863年他就开始研究了。他认为葡萄酒的异常发酵,很可能是某种微生物引起的,是微生物的孢子落入葡萄酒中,生长繁殖的结果。于是,路易斯用显微镜仔细观察,所得的结论是:葡萄酒的腐败,确实与一种奇怪的微生物的存在、繁殖有关。
既然阿尔布瓦镇诚恳邀请,路易斯就利用暑假回到阿尔布瓦。
预定做实验用的地方,是在小镇入口的一家老咖啡店。之前,穿行于街道的农夫、马车夫和旅客等经常到店里休息饮食,现在已经没什么客人,店已停业,成为空房子了。
路易斯和助手们一起到那里,把必要的研究设备安排妥当。这些装备,都是委托阿尔布瓦镇内的木匠、钣金师、铁匠等制造的,既粗糙又难看。
看到路易斯的实验设备的镇民们,都显出一副失望的神情。他们小声交谈着,开始议论路易斯和助手们。
路易斯所凭借的有力“武器”是一架显微镜。对路易斯来说,显微镜是最值得信赖的“武器”。他借着显微镜研究,知道葡萄酒的腐败,是由于一种莫名的微生物在酒内繁殖所引起的。保持葡萄酒不致腐败,只要不让“坏”孢子繁殖就可以了。但是该怎样做呢?这是个很棘手的问题。
当然,不让“坏”孢子进入葡萄酒内就可以了,但是要消除肉眼看不到的微生物却很困难。
为了这个,路易斯做了种种试验性的实验,终于得出一个事实。那就是葡萄酒桶以及其他用具都必须洗涤干净,将酿成的葡萄酒保持于50℃~60℃的温度下,经过一段时间,“坏”孢子就会死亡。将葡萄酒加热以防腐败的方法称为巴氏消毒法,也可以适用于鲜奶、啤酒等其他食品,至今在世界各地仍广泛应用着。
路易斯的新发现,对发酵学有极大的贡献,同时也带给法国全国很大的利益。
当时,法国向英国输出大量的葡萄酒,可赚不少钱。如果酒质酸败,不仅业者血本无归,整个国家财政也将要蒙受损失。由于路易斯找出了方法,葡萄酒可以顺利酿造,源源输出,为法国带来了巨大的利益。
随后,路易斯仍然继续发酵的研究,着手葡萄酒为什么会酸、马铃薯可制酒精、酒精为什么会变成醋等问题。
对于酒精变醋,他认为与醋酸菌有关。醋酸菌体积极小,中间凹入,呈念珠状相连。将醋酸菌放入酒精中会产生醋酸。路易斯用实验证明醋酸菌为了维持自己的生活和繁殖,从空气中吸收氧气而与酒精化合,将酒精变成醋,这是它的呼吸作用的一种产物。
醋酸菌的耐热性弱,加热到50℃就会死亡。所以,含有醋酸菌的葡萄酒只要加热到50℃,就不会变酸了。
制醋的时候,应该使醋酸菌能好好地生活,而霉菌会妨碍它的生活。霉菌在生活与繁殖的时候,需要空气,制醋的醋酸菌也需空气,因此,霉菌和醋酸菌之间发生激烈的生存竞争。如果醋酸菌胜了,醋的制造就顺利;如果霉菌胜了,醋就会腐败。
路易斯为了帮助有困难的人,从事酒精发酵的研究。研究过程中发明的防腐法——低温处理法,他并没有申请专利,只是公开了方法,使任何人都可以采用。
蚕病的研究
当路易斯研究葡萄酒,发表令人兴奋的研究结果的时候,一种称为小黑斑病的蚕病正在流行,这使得法国南部地区的养蚕业受到很大的损害。贫穷困苦的养蚕业者,请求政府研究对策以消除小黑斑病。
对法国来说,这是全国性的大问题,于是政府与路易斯的恩师杜马商量。杜马的家乡阿拉斯是养蚕业很兴盛的市镇,正被小黑斑病困扰着,所以他也正想解决这个问题。
“就让路易斯做吧!”杜马认为,研究这一类问题,没有比路易斯更适合的科学家了。他只要看到很多人陷于困境,为了救人,他必定会以不屈不挠的精神来研究的。除路易斯外,没有更合适的人了。杜马于是决定把蚕病的研究委托给路易斯。
路易斯对于这项意外的委托,感到很困惑。因为路易斯从没见过蚕,心想事情也许会有些棘手。
路易斯在前往阿拉斯以前,拜访了一位著名的昆虫学家。
路易斯除了请教这位昆虫学家之外,又读了有关于蚕的各种书籍,在他有了充分的准备之后,才向阿拉斯出发。
小黑斑病见于蚕卵、蚕身以及蛾身上,特征好像撒散的胡椒一样,出现点点的黑色微小斑点。病蚕多半在结茧之前就死掉了。
独自前往阿拉斯的路易斯,曾经访问了好几户养蚕人家,询问病因,所得的回答只是:“不知道是怎么得病的,感觉像霍乱或鼠疫一样蔓延得很快。”
这种疾病,简直让人无从下手。这些养蚕业者,分别用各种方法去实验,有的把硫黄和木炭粉撒在蚕身上,有的认为胡椒和砂糖比较有效,有的用灰和煤屑覆盖着,还有将葡萄酒或朗姆酒撒在桑叶后喂蚕等。但是结果都是:“任何方法都防不了小黑斑病,对小黑斑病实在没法阻止。”大家似乎都无奈了。
路易斯认为一定有什么方法可以防止小黑斑病的。要找出防治方法,得先找出让蚕生斑点的原因。
于是路易斯坐镇于阿拉斯附近的一个小养蚕场,凭借他唯一的“武器”——显微镜,开始观察蚕身上的斑点。但是,在到达阿拉斯后的第九天,他不得不中止实验了。
路易斯接到阿尔布瓦来的电报:“父病危。”他忧心忡忡,马上离开阿拉斯,赶返阿尔布瓦,在途中似乎有一种不祥的预感。果然,路易斯的预感不幸被料中了。
路易斯见到已经快要不行了的父亲,潸然泪下。上一次,当路易斯的母亲去世时,他因为悲伤过度,好几个星期什么事都不做,而呆呆地度过。这一次他却马上返回阿拉斯,又开始研究小黑斑病。想到许多人正为蚕病而苦恼,他怎能长期陷溺于悲哀之中?他要尽全力为人们服务,用来祭奠亡父在天之灵。
路易斯用显微镜检查,看来没有斑点像是健康的蚕,变成蛾后有的会生小黑斑病;而病蛾所生的蚕里面,有的却不出现斑点。这使路易斯想到一个问题:“到底在蚕的哪个时期,小黑斑病的病症表现得最为清楚呢?”调查的结果是,在茧变成蛹的时候,病症出现得最为清楚。
小黑斑病在蛹期发作,并延移到蛾。路易斯根据仔细观察所得到的事实,心想:“有小黑斑的蛾所生的卵,全患小黑斑病。带有很少很少的小黑斑的蛾,所生的卵孵化成的蚕,虽也有患小黑斑病的,但数量稀少。带有很多小黑斑的蛾,所生的卵即使孵化成蚕,可是在第一龄(孵化后到第一次脱皮)就有病发的症状,终归要失败的。”
路易斯认为这种现象类似肺结核病在人类中传布的现象。“让肺结核病患者所生的子女一起生活,这些孩子虽能成长,可是一定多多少少都带有结核病,只是有的病发得早,有的病发得晚,有的病得重,有的病得轻。蚕群中,小黑斑病的传布情形,可以说与人类肺结核病大体上是一样的。”他想以实验来证实自己的想法是否正确。
路易斯的研究方法是:先用显微镜观察事实,根据事实推想出一个合理的假说,再依假说设计实验,最后用实验的结果下结论。
路易斯用显微镜仔细小心地检查了数百只蛾。大多数的蛾患有小黑斑病,但也有几只蛾是健康的。他把蛾分为健康组和疾病组,分开放置,使其产卵,然后于第二年再比较两组卵孵化成的蚕有何异同。
阿拉斯镇民完全不相信路易斯,还没等到实验有结果,便开始说路易斯的坏话了。这是因为路易斯迄今一直是从事于化学的研究,有关生物方面的研究这是第一次。
人们都说:“如此重要的问题,不请养蚕专家或动物学家来解决,偏偏让一个化学家过来糊弄我们,政府到底是什么意思?”
路易斯听到了这些话没有在意,他对自己的研究很有信心,他先将实验留到第二年,自己先返回巴黎。
遭受重重打击
路易斯返回巴黎,还有一件令他伤心欲绝的事情等着他。两年前出生的最小的女儿卡米耶患了重病。路易斯虽然不分昼夜地小心看护,可还是没有办法挽救她的生命,终于在1865年9月,两岁的卡米耶去世了。
3个月前敬爱的父亲去世,现在又失去了可爱的幼女。
可是路易斯的不幸,不是仅此而已。第三个噩耗又将接踵而至。那是第二年即1866年的事。
为了小黑斑病的研究,路易斯带了两位助手,他们2月初前往阿拉斯。
路易斯的妻子玛丽在一个月之后,和两个女儿一起,离开巴黎前往阿拉斯。没想到,旅途中在尚贝里市,女儿塞西尔得了伤寒病。路易斯的妻子玛丽决定暂时停留在尚贝里市,先替塞西尔治病,并写信给在阿拉斯的丈夫,通知女儿生病了,她不想耽误丈夫的重要研究,所以并没打算让丈夫来看她们。
接到信的路易斯吓了一跳,很担忧女儿的安危。虽然每天都有通信,但是女儿的病况究竟如何,他放心不下。路易斯害怕塞西尔的情况会很糟糕,会像卡米耶一样无救。他又开始坐立不安,很想赶到尚贝里去看个究竟,但是又怎么能放下这么重要的研究呢?一边是工作的义务,另一边是对女儿的关怀,这让路易斯苦恼不已。助手们看着不忍心,说道:“老师,去尚贝里看看吧。”
路易斯回答说:“我也很想去,但是怕耽误了这一重要的研究。”
助手们继续劝说:“但是如果小姐有什么事就不好了,您得亲自去看看才能安心呀。”
路易斯终于决定将研究搁置两三天。
路易斯匆匆赶到尚贝里,塞西尔看来似乎比料想的要好,见到了父亲喜笑颜开。
路易斯抱着“可怕的病也许不久就会好”的渺茫的希望,在3天之后回到阿拉斯。
可惜的是,女儿塞西尔仍然没能保住生命。到了5月,她的病况急转直下,12岁的塞西尔去世了。
从去年的6月算起,不到一年的时间,路易斯失去了父亲和两个女儿。大女儿也早在7年前就去世了。
路易斯是个很爱家人的人,现在遭受重重的打击,他心头的沉痛与悲哀,不是常人所能想象的。运送塞西尔遗体到阿尔布瓦的路易斯,神情中充满了哀痛。
为了抚慰创伤的心灵,路易斯除了研究以外没有其他办法。他一回到阿拉斯,就马上恢复研究工作,他对研究的热忱,越来越旺盛了。
实验计划堆积如山,实验以外,还有很多其他的工作。比如说,发表过的有关小黑斑病的许多论文当中,只要是认为稍有价值的就必须要看。除此之外,许多人的来信,也得一一回复。虽然事情很多,但路易斯却有条不紊一个个地予以处理。
很多实验的结果都明显表示,小黑斑病会传染也会遗传。
将含有小黑斑菌的溶液涂在桑叶上,然后拿去喂蚕,就会使它患上小黑斑病。这就充分证明了小黑斑病会传染。
检查去年健康组卵孵化成的蚕和疾病组卵孵化成的蚕,结果正如所料,此病会遗传。
通过实验结果,路易斯做了结论:要防止小黑斑引起的疾病的发生,应该收集未患小黑斑病的蛾所生的卵,放在不会接触到小黑斑的地方饲养。
不过,这还不是最后的结论。要找出具体的预防方法为时过早。路易斯所做过的实验还不够充分,也还没能得到决定性的证据。
“这回要准备更多的蚕卵,以便能够支持我明年做的决定性的实验。”路易斯安静地想着。他在写给好友夏布伊的信里也说:“为了确实证明已完成的研究结果,还得再等待一年。没有比这种研究更烦人的事情了!”一年之中,只有短短的养蚕期才能从事研究工作,这让路易斯感觉很不耐烦。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源