第九章生物学与人类学的进一步发展
① 在这几节中，作者大肆宣扬了反动的优生学“理论”，应该严加批判。——译注②Sir W. M.Bayliss，PrinciplesofGeneralPhysiology ， 4thed.London， 1924.W.R.Fearon，IntrcductiontoBiochemistry.2nd ed. London,194O。
无法清晰地看见。但是如果将一束强光射在这些粒子上，使发生散射现象，在观测者通过镜轴与光线正交的显微镜来看这些粒子时，粒子的大小和波长大致相等，粒子就在布朗运动中形成一些明亮的光轮；如果粒子大小比波长小得多，粒子就呈现一片朦胧不清的现象。先进的电子显微镜将在后面再加叙述。
胶体理论，由于研究了胶体的电荷性质而大有进步。胶体粒子在电力场里东奔西驰，说明这些粒子带有正的电荷或负的电荷，大概是由于对离子的选择吸附的缘故。哈迪（W.B.Hardy）爵士发现当周围的液体慢慢变化，由略带酸性而至略带硷性时，某些胶体的电荷发生逆转。在电荷为中性的“等电点”上，体系便不稳定，胶体即由溶液中沉淀而出。
由是可见粒子所带的电荷在胶体粒子的溶解中起了某种重要作用。试举一个大家所知道的例子：当牛乳变酸时，其中的乳酪即凝结。法拉第早已发现盐可以使胶体黄金的溶液凝结，格雷厄姆也研究过这个现象。1882 年舒尔茨（Schultze）注意到凝结力随盐的离子的化学价而不同。1895 年林德（Linder）与皮克顿（Picton）发现一、二、三价离子的平均凝结力之比，约为1：35：1023。1900 年哈迪证明活跃的离子所具的电性与胶体粒子所具的电性相反。1899 年，本书作者根据概率的理论研究了这个问题，当时是根据这样的假定：要中和胶体粒子所带的异性电荷，使其凝结，需要把最低限度数目的单位电荷同时带到一定空间之内。离子所带的电荷与其化学价成正比，所以必须使两个三价的、或三个两价的、或六个单价的离子结合起来，而后才能具相同的电荷。根据数学计算，凝结力之比应为1：х：X2，这里х是一未知数，视系统的性质而不同。设х＝32，则得1：32：1024，与上面说的观测的数值接近①。这只是一个近似的理论，因为它把反号离子的稳定作用及其他扰乱因素都略而未论。但所用的方法似乎可以扩大应用于相似的现象，事实上还可以扩大应用于化学化合本身，类似的概率的考虑，现在也应用于化学的热力学，成为量子物理学的基础。
粘土内胶体的集合状况，决定重土壤的物理性质；当土壤的柔软成份凝聚时，这种土壤才能变得多孔而肥沃。而且由于原形质具有胶体的结构，胶体的带电性与其他性质，对于生物学也有很大的关系。例如，化学价关系在生理学上的重要性，可以从迈因斯（Mines）在1912 年所发现的一个例子中看出来：角鲛的心脏对于各种三价离子的作用的敏感度比对于二价离子（如镁）的作用的敏感度约强万倍。胶体凝结时通常会把包含这种胶体的组织毁坏，幸又可以设法保护这些胶体不受电解质的作用。
法拉第已经知道加入一点“胶冻”就可以防止盐类对于胶体黄金的沉淀效应。自那时以后，迈因斯（1912）与其他生理学家研究过许多这类自身形成乳胶的保护性的胶体。这种乳胶质似乎形成一种薄膜，覆蔽着胶状质点，不让它们与活动离子接触。
水的纯度经过反复蒸馏而增加，其导电度降落到一个极限值与每公升内大约10-7 克分子的氢（H+）与羟（OH-）离子的浓度相当①。如果在水里加酸，
①Phil.Mog.〔5〕，vol XIⅦ，1899，P.474.alsoHardyandWhetham， JournalPhysiology ，voL， XXIV，1899,
P.288。
① 为便利计，氢离子的浓度常写为PH，而以其对数的负值表示。例如纯水的氢离子的浓度为10-7，其PH便是7。
氢离子浓度自然增加，测量一种介质的酸度，常用这个量，不但在物理化学中常用，在土壤科学与生理学中尤其常用。例如在物理化学上，蔗糖的反转率（由葡萄糖变为果糖的变率）就与氢离子的浓度有关。在农业上，土壤的酸性程度乃是土壤是否需要用石灰处理的尺度。在生理学上，人血内适合于生命的氢离子浓度的最大范围似乎在10-7.8与10-7.0之间，常态界限为10-7.5与10-7.3。由常态反应改变到包含最大可能度的酸，只不过等于在五千万份水中加入一份盐酸而已。
动物体内包含有复杂的机制，以保持生命所必需的确切的调整。例如，霍尔丹（Haldane）与普利斯特列证明（1905 年），呼吸神经中枢对于血内二氧化碳的稀微增加，感觉异常锐敏，这时呼吸作用骤然迅速，而排出多余的二氧化碳。后来更证明起控制作用的因素是受溶解的碳酸影响的血内氢离子浓度。此外还有直接的化学控制。血液与细胞组织内各种物质，如重碳酸盐、磷酸盐、氨基酸及蛋白质等与各种酸反应，而成中性的盐。这样，这些物质就保护细胞组织，免受酸的作用，而维持近似的中性，所以这些物质叫做“缓冲剂”。
营养问题的研究，在二十世纪头二十五年大有进步，特别是发现有一种饮食虽然足以供给所需要的全部能量却不能使发育保持下去。1902 年，霍普金斯（Frederick Gowland Hopkins）爵士进行了他的标准的实验。他证明，如果饲以化学上纯净的食物，幼鼠停止发育，但如果加入少许新鲜牛奶，则发育又复开始。所以新鲜牛奶包含有霍普金斯所谓的“附属的食物因素”。
这种因素是发育与健康所必需的。后来的研究者把这些物体分为几类，通常称为维生素。维生素A 与D 主要包含在动物脂肪，如乳酪与鱼肝油及绿色植物之内，但两者的分布略有不同。维生素A 能防止感染，并能防止一种眼病，后来知道它与维生素D 是两种东西。维生素D 是正在成长的动物骨骼的钙化所必需的。以后又发现一种惊人的结果，证明：将紫外线照射于儿童身体或其食物之上，在避免佝偻病方面，效果与维生素D 相同。1927 年，有几个独立的研究者从食物中提取出可以造成这种效果的化合物，并研究了它怎样在紫外线的影响下变成维生素。这是一种复杂的醇类，叫做麦角醇，很快就从酵母中制造出来，能发光，从而提供一种“盛在瓶内的日光”。维生素B 存在于各种谷类的外皮与酵母之内，可以防治神经炎和一种脚气病。东方吃精米的人多患这种病。维生素C 存在于新鲜绿色植物的组织和几种水果（特别是柠檬）内，可以防治坏血症。在美国近来还发现有第五种维生素，与维持生殖有关。差不多所有的维生素，只要有极少量，就可以产生特殊效果。这些维生素中有几种已经再分为两种或多种，因而增加了已知的维生素的总数。
内分泌器官对于动物机体的重要性，已经证明远远超出前人想象之上。
除分泌肉眼可见的分泌物的腺体，如唾液腺之外，还有多种腺体倾注其分泌物于血液之内，向人体各部供应它们的健康与生长所必需的物质。
这些内分泌腺的机制与功能，一向视为神秘。1902 年，贝利斯（Bayliss）
与斯塔林（Starling）发现前人以为是神经反射作用造成的胰脏分泌是肠内酸质作用所产生、又由血液输送到胰脏的一种化合物诱导出来的。这种物质被他们命名为内分泌刺激物，平常是当胃内的酸性物进入肠内，需要胰液的作用时，才在消化过程中产生出来的。这一内分泌刺激物的发现，引起人们对于其他类似的内分泌物的注意。每一种内分泌物都在一个器官内产生，由
血液输送至其它部分以显其功效。哈迪提议给予这些物质以“激素”的总名称。这个名称后来为贝利斯与斯塔林所采用，现在已经成为生理学上常用的名词了。
1922 年初，班廷（Banting）与贝斯特（Best）从羊的胰脏中提取出一
种物质，注射到割掉胰脏而患糖尿病的狗身上，可使其血液中糖的浓度减少，
而恢复对于糖的消化能力。这种提取物是一种激素，名叫胰岛素。现时大量
制造，用来减轻糖尿病，很有成效。
甲状腺激素对于身体与精神的健康都是必需的。幼年人缺少这种激素，发育便迟缓下来，而且可以形成一种叫做克汀病的白痴。患者的面貌呈特殊的形象。成年人缺少甲状腺激素，则发生所谓粘液性水肿。这种病可用甲状腺提取物医治，第七章内已经讲过了。另一方面，如果激素过多，则发生所谓格雷夫斯病，即突眼性甲状腺肿。甲状腺内的有效成分，叫做甲状腺素，1919 年经肯德尔（Kendall）分析出来，其化学构造则在1926 年经哈林顿（Ha-rington）测定。他还在实验室中把甲状腺素合成出来。甲状腺素含有大量的碘，食物中缺乏碘质可使人患病，只需服用碘盐，其效果有时与甲状腺提取物相同。饲养牛羊和其他牲畜的实验已经证明，动物的机体也需要碘和食物中的其他矿物质。
几百年来，人们已经知道割去性腺的某些效果，但直到近年才有人对这个问题进行精密的研究。这种工作可以说开始于1910 年斯坦纳赫（Steinach）的实验。他证明阉割后的蛙所缺乏的特征，可以用注射别的青蛙睾丸物质的办法加以恢复。其后更有实验证明把生殖腺移植到阉割或衰老的动物身上，至少可暂时恢复青春的力量。
我们还可以举出一些别的例子来说明内分泌的作用。大脑垂体虽小，在过分活跃时，却可以使身体异常高大，容貌反常，称为肢端肥大病；另一方面，如果缺乏这种内分泌物，则身材矮小，而患侏儒症。还有一种激素名肾上腺素，藏于肾上腺中，当惊悸及失却知觉之时，便会分泌，注入血液，刺激所谓内脏神经。反之，如果注射肾上腺素，就会引起通常在激动或恐惧时发生的那些生理现象。这种激素已经分离出来，其化学构造也于1901 年经日本人高峰（Takamine）测定。
过去生理学多研究生物化学方面的问题而少研究生物物理学方面的问
题，今天物理学方法的使用则日益广泛①。例如有人用测量渗透压和沉淀率的
方法，来估算蛋白质的分子量（参看256 与431 页）。
布拉格爵士父子（Sir William and Sir Lawrence Bragg）研究晶
体结构的方法（这个问题将在后一章内叙述），已经应用于纤维素、丝蛋白、
发角质与肌凝蛋白等丝状体。阿斯特伯里（Astbury）等人发现，根据x 射线
的照相图，可以用分子来解释这些东西的丝状性质以及在延伸时肌蛋白与角
质的可逆变化。兰格缪尔（Lang-muir）用有机物的结构式去说明它们的物理
性质。这一方法又由亚当（N.K.Adam）加以发展。他发现原子在空间的排列
足以说明表皮膜的各种分子的情况。
唐南（F.G.Donnan）在1911 年发表了关于平衡膜的理论。他用薄膜将一
个电解溶液系统分开，而这薄膜是离子中的一种——通常是一种胶体——渗
透不过去的。根据这一理论，薄膜两边常有可扩散的离子作不均匀的分布，
①Schmidt,Chemistryof theAmino-acidsandProteins，SpringfieldandBaltimore,1938.
因而在两边的溶液之间，产生电位与渗透压的差异。这一理论在生物学上有许多应用。1924 年，洛布（Loeb）.. 用这一理论成功他说明了蛋白质的胶体性行，此后范·斯莱克（Van Slyke）与其合作者解释了血流里的离子事实。
血液的化学过程与物理过程近来更加明白①。血红蛋白分子中的非蛋白部分（或血红素）经证明具有四个吡咯环，为一个铁原子联接，是许多生物的呼吸物质中所共有的。在许多脊椎动物和某些其他动物的血液里，它与血球蛋白相合，成为运载氧气的血红蛋白质。差不多在所有的活细胞里，它都出现在所谓细胞色素的呼吸酶系里。维尔斯塔特（Willstatter）.. 证明，在植物里，叶绿素分子的核基本上与血红素相似，只是以镁原子代替了铁。他发现了两种成份稍微不同的叶绿素，1934 年他写出具结构式。其他金属也可进入呼吸物质中；例如多肽类的铜化合物存在于软体动物与甲壳动物之内，而钒蛋白化合物存在于被囊类海生动物体内。
在研究血液里氧运输问题的同时，人们还研究了组织里氧化问题②。这些变化的复杂程度各不相同，但每一变化都包含酶对于底物分子的作用，使氢分子可以脱离出来。维兰德（Wieland）查明这个过程受到许多存在于一切活组织中的特殊酶，即脱氢酶的影响。最简单的情形是一个分子受到一个脱氢酶的作用，放出氢，与氧直接化合。在这一过程里，通常有一个或多个氢载体参加进来。这些物质可以还原，又可以氧化，因而它们可以接收并传递氢原子。这些物质里有瓦尔堡（Otto Warburg）的组织氧化酶，与“黄酶”（这是维生素B1 与蛋白质的化合物），还有辅脱氢酶，森特一乔尔吉（Szent-
Gyorgyl）的琥珀酸（丁二酸），霍普金斯的谷胱甘肽与抗坏血酸（维生素C）
呼吸酶研究方面的主要进展，通常是在发现某种特殊毒物对于某种酶的
作用的时候取得的。例如氰化物使氧化酶不起作用，麻醉剂使脱氢酶失效，
而琥珀酸的氧化遇胡萝卜酸（丙二酸）则受到阻遏。
除了食物分子由于不断地脱氢而氧化之外，组织里还发生水解作用，这就要求分解时增加水分并要求氨基分裂。克雷布斯（Krebs）.. 近来对这些化合物经过怎样的过程成为尿素被排除出去的问题，进行了研究。一向认为尿素是氨和二氧化碳简单凝结而成的。他发现这里实际存在着一个复杂的化学反应循环。至于经过这些过程剩下来的小碎块怎样氧化而产生其余可用的能量，还不明白。细胞里二氧化碳的产生好象是由于羧化酶把它们从—C—COOH群里释放出来的缘故；它们的活动需要有辅羧化酶（维生素B1的磷酸盐）在
场。二氧化碳在血液里是作为重碳酸盐输送的。梅尔德伦（Meldrum）与拉夫顿（Roughton）从血红蛋白里分出碳酸酐酶①，这种酶使肺内含重碳酸盐的血迅速地放出二氧化碳。
细胞可以不经过氧化，而靠了发酵——即分子的无氧分解——获得能
量。巴斯德发现在酵母细胞里这两个过程是互相对抗的：发酵在无氧时发生，
氧化出现时就停止。肌肉内糖原分解为乳酸的过程也是这一类型的反应。肌
肉的收缩就是由这一过程造成的。这一情况是1907 年霍普金斯与弗莱彻
（Fletcher）两位爵士发现的。近年来这个过程被分析为八个化学阶段，需
①E.H.F.Baldwin，Comperative Biochemistry, Cambridge，1937。
②NeedhamandGreen 主编，PerspectivesinBiochemistry，Cambridge，1937。
①C.A.Lovatt Evans， Recent Advances in Physiology ，6thed.，revisedbyW.H.Newton，london,，1939。
要有两种物质在场作为磷酸盐的载体，而且至少为十种酶所催化。迈耶霍夫（Meyerhof）、埃姆登（Embden）与帕纳斯（Parnas）是这一领域中的主要研究者①。人们还研究了淀粉通过酵母的作用变为酒精的同样复杂的发酵过程，发现其中某些阶段与肌肉反应是一致的。
在呼吸载体与细胞酶当中，我们已经提到过维生素。这些物质当中某些物质的化学结构以及它们在细胞代谢的复杂过程中所起的作用，在1939 年的战争以前，由于许多国家的许多研究者的辛勤工作，已经逐渐明白了②。不过在发现这些维生素以后，有一个时期，只查明一种维生素的化学结构，那就是抗佝偻病的维生素D；至于这种维生素怎样发挥调节钙和磷的代谢的功能，仍然弄不清楚。冯·欧勒在1929 年发现维生素A 与植物里的葫萝卜色素有密切的关系。这是一种复杂的不饱和醇类，是维持某些组织，如中枢神经系、视网膜与皮肤的健康所必需的。夜盲是维生素A 缺乏病的早期症状。瓦耳德（Wald）已经阐明了这种维生素通过怎样的化学反应造成视网膜的感光色蛋白。同哺乳动物的繁殖有关的维生素E 的化学结构以及可以使血液凝结，防止出血的维生素K 的化学结构也查明了；它们都是醌的衍生物。
“维生素B”已经证明是许多物质的混合体。维生素B1，也称抗神经炎
素，存在于酵母和植物种子之内，许多研究者部分离出它的结晶，而认为它
是嘧啶-噻唑类的化合物。上面讲过，它是脱羧酶的一部分，可以分解部分氧
化了的碳水化合物。正是由于这些化合物在缺乏这种维生素的情况下累积起来，才产生多发性神经炎和脚气病的特有症状。有些病人需要纯化的B1，才能治愈①。维生素B2 在化学上叫做核黄素，对于细胞的氧化很有关系。复式维生素B 的另外一个成分是烟草酸，很多年来即知其存在于烟草之内，是辅
脱氢酶的一个组成部分，可以防治吃玉蜀黍的人常患的一种名叫陪拉格拉病
（pellagra，亦名糙皮病）的缺乏症。一种吡啶化合物，维生素B6 可以防治
老鼠常患的类似陪拉格拉病的皮炎。还有B3、B4 和B5 尚在研究之中，一件有
趣的物种差别是：雀鸟需要B3 而哺乳动物却需要B4。
B1 对于动物与植物同属必需之物，尤其储藏于植物种子之内。植物能自
己制造B1，有些细菌、酵母与真菌，和动物一样，需从外面吸取B1。维生素C 即抗坏血酸，好象在大多数动物体内都能合成。据现在所知，只有人、猴和豚鼠缺少了这种维生素才会患坏血病。就化学结构论，C 是最简单的一种维生素，极不稳定，具有高度还原能力的化合物，在结构上与糖相关，结构式为C6H8O6（见253 页），在细胞代谢里中大概充当氢递体。它在叶绿素和
发芽种子里的胡萝卜素形成以前便形成了，因而维生素C 可能是综合这些基本物质的机制的一个部分。在动物体内它大量存在于两种内分泌腺里，即垂体与肾上腺皮质里。
人们一向把维生素叫做是必需的微量食物。我们也可以把它们看做是机
体不能自己制造的激素，因为激素与维生素相同，也是人体各部分健康与发
育必需的微量物质。关于内分泌腺所制造的分泌物或激素的研究已经成为一
① Perspectives in Biochemistry。
②W.R.Fearon，IntroductiontoBiochemistry，2nded.London，1940。L.J.Harris，The Vitamins， Cambridge，1938。
① 例如本书作者，在患多发性神经炎时就是这样治愈的。
种专门的学科，叫做内分泌学，是界于生理学与病理学之间的一种边沿学科
我们对于性激素的了解近年来进步很快。在早期关于睾丸激素的研究
（337 页）之后，阿伦（Allen）与多伊西（Doisy）又发现了一些新方法，
证明对割掉卵巢的老鼠注射卵巢提取物可以恢复其雌性周期。1927 年，阿舍
姆（Aschheim）与宗德克（Zondek）发现怀孕动物的尿是雌性激素的一种方
便来源。人们已经把四种密切关联的雌激素分离出来，而且定出它们的化学
的结构，还从卵巢提出第五种最活跃的雌二醇。在黄体内发现一种相关的物
质，名叫孕酮，排卵后就在卵巢之内形成与妊娠的准备和维持有关。人们还
定出四种化学性质类似的雄激素的结构。1930 年，马里安（Marrian）指出，
不论在雄性动物体内或雌性动物体内，雄雌两种激素都有，而且这种激素还
存在于植物内；一种物质既可以充当雌性的激素，也可以充当雄性的激素，
视条件而定。这些性激素都是甾醇，即菲的碳氢化合物的衍生物，与略带雌
激素性质的维生素D 有密切的关系，而且与肯纳韦（Kennaway）等人从煤焦
油提出的致癌物质有关。但是甾醇结构并不是增进雌性性欲的活动所必需
的，因为多兹（Dodds）.. 和他的同事已经从一种简单得多的碳氢化合物合成
了一些能够大大增进雌性性欲的物质。
性激素和脑垂体分泌的研究使我们了解到雌性周期的复杂的激素模式，
因而开辟了有价值的治疗方法。有很大用处的妊娠试验就是靠在尿中寻找胎
盘释放到血液里去的激素物质。
肾上腺皮质的激素近来被人制成很有效的药物，肯德尔发现这种药物是若干类似甾醇的物质混合而成的，皮质好象是这些物质的工厂与储蓄库。肾上腺皮质缺乏病叫做爱迪生病，如果在实验中将皮质割掉，几天后就会有死亡现象。
1924 年，科利普（Collip）首先提出副甲状腺激素的有效成分，并发现
它表面上具有蛋白质的性质。它调节钙与磷的代谢。如果缺少这种激素，血
钙就会降低，而出现手足搐搦的现象，即神经系统的过度兴奋，肌肉痉挛的
发作；在施行手术割除生病的甲状腺时，由于同时割掉了不认识的副甲状腺，
常常发生这种痉挛现象。
激素研究方面最有兴趣的一件事也许就是人们认识到垂体具有控制与统
一调节作用。垂体激素负责刺激性激素的分泌和黄体的形成，这样就决定了
青春期的开始，女性的月经周期的维持和妊娠的过程。垂体主宰授乳的开始，
我们可以在没有卵巢的雌性动物（甚至雄性动物）的乳腺上来证明它的作用。
垂体分泌物还影响甲状腺与肾上腺皮质。垂体提取物（垂体素），往往能促
进身体的代谢，增长脂肪的氧化，而降低碳水化合物的消耗。垂体激素的化
学结构还不明白，但它们似乎具有蛋白的性质。
有些作者把激素类扩大到另一类所谓“神经分泌”的物质。它们以化学反应方式把刺激从神经末梢传到起反应的细胞①。1867 年便发现一种这样的物质，名叫乙酰胆碱。1906 年更发现乙酰胆碱注入血循环内，能暂时扩张小动脉，所以有显著而短暂的降低血压作用。乙酰胆碱的这一和其他反应，与刺激迷走神经或副交感系统其他神经所引起的反应相仿。因此，洛伊（Loewi）
②Cameron，RecentAdvancesinEndocrinology ，4thed.London，1940。
① 上引LovattEvans 的书。
与纳夫腊迪耳（Navratil）断定乙酰胆碱可能是神经冲动的化学传导物。由于一种特殊水解酶的作用，乙酰胆碱在组织里的时间异常短暂，长期不能从动物身上提取出来，到1929 年。戴尔（Dale）与达德利（Dudley）才从脾内取得。正如乙酰胆碱似乎是从副交感神经系的末梢释放出来一样，刺激交感神经系统也能产生一种传导物质。对这方面的研究成果有很大贡献的坎农（Cannon）把这种物质命名为“交感素”。许多方面，它和肾上腺素（即肾上腺的髓质所分泌的激素）相象，例如升高血压与心率，但是人们以为这两种物质并不是一种物质，只不过彼此协作而已。
现代生理学和生物化学正在慢慢地闯入医学中。临床医学也不但提出问题，而且还为基础科学提供情报。我们可以以消化现象为例①。现在我们对消化现象的了解，实在应归功于博蒙特（William Beaumont）对于一位胃上受了枪伤的人的消化过程所作的观察（1833），伯纳德（Bernard）关于消化道的研究以及巴甫洛夫后来关于消化腺的实验，这样就把生理学、病理学和治疗学结合在一起②。由于放射学的出现，由于1897 年坎农使用一种含钡的不透光食物，临床医学家现在已经能够观察消化道，这是从前所不能办到的事。
哈佛的迈诺特（Minot）的研究成果说明饮食具有治疗作用。他发现让病
人食肝或注射肝提取物就可以治愈从前认为了治的贫血症或阻止其继续发
展。1928 年，卡斯尔（Castle）发现用正常的胃制成的肉类产品也有类似的
作用。1935 年梅伦格拉奇（Melen-gracht）证明猪胃的幽门腺也包含有这种
防治贫血的物质，这种物质在正常情况下是在胃里形成，从肠里吸收，而储
蓄在肝内的。实践医学与理论生理学相互促进的另一个例子，是矿工痉挛病。
在高温下从事沉重劳动的人出汗过多，由汗里失去过多的盐；如果他们只喝
淡水，体液过度稀释，便发生痉挛而不能工作。矿工、火夫与冶炼工人自然
爱吃重盐食物。近来根据生理学家的建议，发现让这些人饮用盐水，代替淡
水，就可以避免这种痉挛病。
本书前几版发行以来，超显微镜的病毒研究大有进展。许多疾病如天花、
麻疹、黄热病、流行性感冒和普通感冒经过长期研究，现在已经认识到都是
由于病毒所致。牲畜的口蹄疫，大瘟热，植物的郁金香折断病，马铃薯卷叶
病，烟草斑纹病等就是现在发现起因于病毒的感染的几个尽人皆知的例子。
用未涂釉的磁器或压实的浸渍的泥土过滤有细菌存在的液体，可以把细
菌过滤出来，但病毒却能随液体通过这些滤器。1892 年伊凡诺夫斯基
（Ivanovski）用烟草斑纹病证明了这个事实，七年后贝兹林克（Beizerinck）
又重新发现了这个事实。莱夫勒（Loef-fler）与弗罗施（Frosch）证明口蹄
疫也有同样的现象。不过，现在，我们可以用火棉胶片制成特种滤器。这种
胶片是用硝化纤维经过戊醇和丙酮处理后制成的，胶片上面有大小规律的微
孔；微孔的大小可由水流穿过胶片上的一定面积的流速测定。
利用这种胶片我们就可以估计病毒粒子的大小，可是由于病毒形状不同，如有的是棒形，有的是球形，仍然有困难。别的几种方法是照相、紫外
①见本书258 页和J.A.Ryle， Background toModern Science，第七章，Cambridge，1938。
②Pavlov， TheWork of theDigestiveGlands，London，1910。
①KennethM. Smith，F.R.S.，The Virus，Cambridge， 1940。
显微镜、高速离心机或让磁场对真空里的电子射线起作用的电子显微镜。用这些方法所得的结果大致相合。病毒的大小不等，大的接近小的细菌（300毫微米），小的如口蹄疫病毒仅10 毫微米，而一毫微米是一毫米的百万分之一。
我们所面临的主要问题是病毒的本质。它是微小的生物抑或较大的化学分子？美国普林斯顿（Princeton）的斯坦利（Stanley）用化学方法从烟草斑纹病病毒的悬浮液中得到一种高分子量的蛋白质，具有病毒的一切性质。
这种蛋白质有晶体的亲合力，而有些病毒是有规则的晶体。同时它们又具有生物的某些性质；病毒所造成的病有传染性，病毒粒子可以在新寄主身上繁殖。戈特纳（Gortner）与莱德劳（Laidlaw）都主张病毒是寄生物的一种高度分化的形态。我们或许可以把病毒看做是一种利用寄主的原形质的无包被之核。
病毒的化学说和生物说都满有道理，因此，我们或许可以跟着肯尼思·斯密斯（Kenneth Smith）说：“现在还没有生物的确切定义或生命的确切衡量标准。在这里我们也只能引证一下亚里斯多德在二千多年前说过的一句话：‘从无生命王国到有生命王国，大自然是逐渐过渡的，其间的界限是不清晰的和暖昧的。’”现在让我们暂时放下这个未解决的问题，至少在还没有得到更多的证据以前，把病毒看做是介乎生命与无生命之间的模棱两可的实体吧。
病毒转移的方法有多种。在动物寄主身上病毒可以通过血液、神经或淋巴转移，视病毒的种类而定。至于由一个寄主身上转移到他一个寄主身上的方式，那常常是一个复杂的过程。要研究这个问题，可能就得进行大量实验，有时还会毫无结果。有些病毒在水中生活，有些在空气中生活。流行性感冒病毒浮悬在空气中的水滴里的时候，还可以保持其传染性达一小时之久。烟草斑纹病的病毒就是在空气内生活的一个例子。有时新寄主身上要有伤口，如动物身上的抓伤，植物根毛上的裂缝，病毒才能进去。有些病毒以昆虫为媒介，如靠吃玫瑰生活的蚜虫。大多数带病毒的昆虫都是在吸取花液时通过它们长长的吸嘴感染毒素的。番茄与观赏植物的病毒是靠牧草虫传播的，绵羊的狂跃病病毒和牲畜的红孢子病病毒，是由蜱传播的。斯密斯发现一种植物病，要有两种病毒才能引起这种疾病，其中一种由昆虫传播，另一种用别的方式传播。这里只举了几个例子说明其间的关系是怎样复杂而多样。
有许多动植物的疾病的传染方式还不清楚。口蹄疫向我们提出的问题尤其困难。某些传染病的一次流行与另一次流行之间似乎没有什么机械的联系。普通昆虫似乎不是媒介。病毒可以逆风传染，因此，病毒大概不是由风媒传染的。某些动物，如兔、鼠或猬有时可能是祸息的根源。也有人认为病毒是一种名叫欧椋的候鸟群，由大陆带到英国去的。有一事实是为佐证，那就是，这种候鸟不去的苏格兰，很少发生那些突如其来的流行病。
有关病毒的性质与其传播方式的实验，使人们能够更有效地防治和控制它们的危害，虽然某些早期的经验方法也是有成效的。本书第七章内已经讲过，天花病毒的移植和以后的牛痘的接种，是首先由杰斯提加以试验，后来又由詹纳加以更充分的研究的。人们常常发现病人得过一种传染病以后，就
可以不再感染这种疾病。詹纳所用的牛痘或疫苗是一种微弱的天花病毒，可以引起一种和缓的局部病害，其所以能帮助身体抵抗病毒的感染，大概是由于形成了保护性的“抗体”（或“免疫体”），这种抗体和得过天花以后体内所产生的抗体一样。同样地，巴斯德利用感染狂犬病的家兔的脊髓制出了狂犬病的弱化病毒。如果将这些弱化病毒注射在刚得病的病人身上，在有毒的病毒还来不及分生的时候，病人身上就产生了防护性的抗体。
这种名叫“免疫”的复杂过程的性质还不很明白。1890 年贝林（Behring），北里柴三郎（Kitasato）在对破伤风有免疫性的动物血清里发现了“抗毒素”，不久又通过观察了解到动物有制造抗毒素的能力，而且这是一个极普遍的现象。
化学家兼细菌学家欧立希（P.Ehrlich）对早期的免疫学有很多贡献。他
在1891 年证明植物蛋白，如蓖麻子和相思豆，注射在动物体内以后，都会促
成特殊的抗毒素的产生。
十九世纪末，人们才认识到在细菌和许多蛋白性的物质注射体内后，身
体的反应是产生一些新化合物，去中和注人体内的物质。这些出现在血液或
组织里的新物质叫做“抗体”，而激发产生抗体的物质叫做“抗原”。
近来，兰德斯太纳（Landsteiner）又阐明了抗原的特殊性质的化学基础。
他把重氮化的芳香胺与蛋白配合起来，制成了人造抗原，并且证明，这一特
异性是重氮化胺造成的，而不是分子的蛋白部分造成的（1917）。1923 年海
德尔伯格（Heidelberger）与艾弗里（Avery）又前进一步。他们发现肺炎球
菌的“可溶物”有抗原作用，按其化学结构来说是无氮的多糖。
抗原与抗体之间的反应还难于说明；至于免疫反应，有人说这是带相反电荷的胶体质点的组合，也有人说这是一种吸附现象。欧立希认为抗原与抗体按一定的比例而生化学变化。以后海德尔伯格与肯德尔的研究（1935）提供了有力的证据，说明抗原与抗体按倍数比例化合，因而海德尔伯格说这些化学反应很可能遵照经典的化学定律。
有些病毒疾病，如牲畜的口蹄疫，人的流行性感冒，可能是好几种不同品种的病毒造成的。对某一品种的病毒具有免疫性，也许并不能抵抗其他品种的病毒。在哥本哈根近来已经制出一种疫苗，人们希望它能够防治三种主要品种的口蹄疫病毒。
邓金（Dunkin）与莱德劳发现用甲醛使之弱化的犬瘟热的病毒仍然可以
给人一些防疫能力，以后再注射活性病毒就可以证实这一点。另外还有一种
双重注射法，即在动物体上，一边注射活性病毒，另一边注射免疫血清。