路易·巴斯德(Louis Pasteur)是19世纪法国著名的化学家和微生物学家,因其在疾病病因与预防领域的历史性突破而被世人称为“微生物学之父”。他的一生充满深刻改变人类社会的科学成就:早年间,他通过观察酒石酸盐晶体发现了分子的“手性”,成为了立体化学的先驱;随后,为了解决葡萄酒变质的问题,他提出了至今仍被广泛应用于食品工业的“巴氏消毒法”。广为流传的是,巴斯德通过精妙的“鹅颈瓶实验”击碎了“自然发生说”,确立了疾病的细菌学说,证明传染病是由特定微生物病原体引起的,这直接为现代医学、无菌外科手术奠定了基石。他进一步开创了现代免疫学与疫苗研发,成功研制出霍乱、炭疽病以及最著名的狂犬病疫苗,并于1885年首次成功拯救了一名被疯狗咬伤的男童。巴斯德不仅创立了至今仍引领全球传染病研究的巴斯德研究所,更留下了“科学无国界,但科学家有祖国”的箴言。他的研究彻底重塑了现代医学与公共卫生体系,其贡献至今仍在拯救无数人的生命。
1881年由瓦勒里拍摄的路易·巴斯德照片
(巴斯德博物馆藏)
现在,如果在大街上随机拉住一个人,问他:“路易·巴斯德是谁?”你可能会得到五花八门的答案。有人可能会说他是一位化学家,有人可能会信誓旦旦地说他是现代医学的奠基人,还有人可能会猜测“巴氏杀菌法”的“巴氏”是否就是巴斯德。而熟知他的人也难用几个简单的身份或者词汇来概括巴斯德的贡献和成就。在十九世纪的科学星空中,路易·巴斯德拥有一个极其“跨界”且复杂的身份。作为一名从未接受过正规医学训练的化学家和物理学博士,他却一手缔造了现代微生物学,并引发了人类医学史上的一场革命。他不仅解开了晶体不对称性的谜团,驳斥了盛行两千年的“自然发生说”,还提出了挽救无数生命和产业的“巴氏灭菌法”以及针对炭疽和狂犬病的减毒疫苗等。不管怎样,即使巴斯德既没有正规的医学学位,起初也对治病救人毫无涉猎,但他却成为了人类历史上拯救生命最多的人之一。
要理解巴斯德,必须将他置于19世纪法国动荡的政治与社会洪流中。1822年12月27日,巴斯德出生在法国东部汝拉省的多勒(Dole),不久后举家迁往阿尔布瓦(Arbois)。他的父亲让-约瑟夫·巴斯德(Jean-Joseph Pasteur)是一名制革匠,靠着一个作坊维持着全家的生计。让-约瑟夫·巴斯德更重要的身份是拿破仑第三步兵团中荣获“荣誉军团勋章”的退伍士官。父亲的军旅生涯给家庭打下了深深的烙印。在这样的家庭中成长,巴斯德从小就浸染在对拿破仑时代无限向往的氛围中,父亲的言传身教赋予了他极度强烈的爱国主义情怀和坚韧的“弗朗什孔泰人”(Franc-Comtois)性格。彼时的法国正处于波旁复辟与多次社会革命的动荡时期,这种宏大的时代背景与朴素的家庭教育,共同铸就了巴斯德终其一生试图用科学胜利来重塑法国民族荣光的底色。在随后的岁月里,无论是面对法兰西第二帝国的崩溃,还是普法战争(1870-1871)的惨痛战败,巴斯德始终认为科学并不是孤立的象牙塔。他坚信“科学没有国界,但科学家有祖国”。这位制革匠的儿子,在未来几十年中,将把实验室视为新的战场,用显微镜和试管,誓为法兰西赢回在色当战役中失去的尊严。
抛开后世为其加冕的“天才”光环,早年的巴斯德展现出的更多是出奇的执拗与惊人的勤奋,而非那种毫不费力的聪慧。
在阿尔布瓦(Arbois)和贝桑松(Besançon)的早期求学岁月里,巴斯德的成绩并不拔尖。他的化学成绩在理学业士的考核中仅仅只是“及格”。当时的他有一个看似与科学毫无交集的爱好——画画。他为父母、乡邻和市长画的肖像惟妙惟肖。这段短暂的“艺术生涯”极具隐喻色彩:作画训练了他对空间结构极其敏锐的观察力以及对细节锱铢必较的死磕精神。正是这种视觉上的极度敏感,为他日后在显微镜下分辨微小晶体埋下了伏笔。
为了进入法国最高学术殿堂——巴黎高等师范学校(École Normale Supérieure),巴斯德付出了艰辛的努力。1842年,他首次参加入学考试,在22名录取者中仅排第15名。对于这个成绩,骄傲且固执的巴斯德无法接受,他毅然选择放弃资格,回到寄宿学校苦读一年。1843年,他以第四名的优异成绩如愿考入巴黎高师。
在巴黎,巴斯德遇到了影响他一生的导师:著名化学家让-巴蒂斯特·杜马(Jean-Baptiste Dumas)和安托万·巴拉尔(Antoine Balard)。真正点燃巴斯德研究热情的是让-巴蒂斯特·杜马的讲座。杜马不仅传授知识,更展现了科学作为社会力量的威严。1847年,巴斯德获得理学博士学位,随后在斯特拉斯堡大学开启了职业生涯。正是在那里,他遇到了妻子玛丽·洛朗(Marie Laurent)。玛丽不仅是他家庭的支柱,更是他科研事业的忠实记录者。
在巴拉尔的实验室担任助教期间,巴斯德展现出了他性格中最本真的一面。他可以连续几个星期泡在充满刺鼻气味、条件简陋的实验室里,只为了纯化一种化合物。他对当时巴黎文人墨客的沙龙毫无兴趣,生活犹如钟表般精准而单调。在同时代人的眼中,这是一个严肃、拘谨、甚至有些乏味的年轻人,但他那股不达目的誓不罢休的蛮劲,已经预示了这具平凡躯壳下即将爆发的惊人能量。也正是在巴拉尔的实验室中,巴斯德展现出了对晶体学(Cristallographie)的兴趣,并开展了实验和探究。
可以放大400倍的纳谢显微镜(Microscope Nachet),约1860年由路易·巴斯德用于其发酵和自然发生相关的研究(巴斯德博物馆藏)
如果说巴斯德的科学人生是一部交响乐,那么“不对称”或者说“反常”就是贯穿其中的主旋律。这是他一切科学直觉的源头。
1844年,当时的化学界被一个著名的难题困扰。德国化学家艾尔哈德·米切利希(Eilhard Mitscherlich)向巴黎科学院提交了一份报告:从酿酒木桶底部的葡萄酒渣中提取的酒石酸(Tartaric acid, 化学式C4H6O6),与在实验室里通过化学合成得到的消旋酒石酸,其化学成分、结晶形状都一模一样。但是,在偏振光仪器下,天然的酒石酸溶液能让光平面向右旋转;而人工合成的消旋酒石酸却对偏振光毫无反应。为什么同样的物质,光学性质却大相径庭?
初出茅庐的巴斯德决定挑战这个谜题。巴斯德在显微镜下对这些晶体进行了极为枯燥且细致的观察。他惊奇地发现,米切利希错了——消旋酒石酸的晶体并非完全对称!它实际上是由两种微小的、互为镜像的不对称晶体混合而成的,这两种晶体的形状就像人的左手和右手一样,互为镜像却无法重合。巴斯德运用镊子,以极大的耐心将这些微小的右旋晶体和左旋晶体手工分拣成两堆。当他分别测试这两种晶体的溶液时,发现它们分别使偏振光向右和向左旋转;而当把它们等量混合时,旋光性便相互抵消了。这便是科学史上著名的“手性”(Chiralité)发现。如此,巴斯德不仅解释了两种酒石酸的差异,还是建立起了分析类似晶体的理论方法。
路易·巴斯德在研究发酵过程中观察到的微生物显微照片(巴斯德研究所藏)
当年轻的巴斯德将这个发现展示给当时法国科学界泰斗、74岁的物理学家让-巴蒂斯特·毕奥(Jean-Baptiste Biot)时,毕奥亲自拿来试剂,要求巴斯德在他面前重做实验。当看到偏振光果然如巴斯德所言发生偏转时,毕奥激动地抓住巴斯德的手,热泪盈眶地说:“孩子,我一生都如此热爱科学,你今天让我听到的,让我的心都为之颤抖!”
巴斯德的研究受到了巴黎科学院的广泛关注,并受邀参加由路易·雅克·泰纳尔(Louis Jacques Thénard)组织的科学院的晚宴,作为荣誉院士的米切利希以及国内一众化学专家都表示了对巴斯德研究的称赞和鼓励。
为了进一步探究工业生产消旋酒石酸的方法并探究“不对称”更深层的原理,巴斯德开始走访德国、法国多地的酒厂,并与许多学者建立了通信联系。在这一过程中,巴斯德不断思考对酒石酸的研究能否归纳出更加普遍的原理。他将其运用于对食物和生命的思考之上,并得出结论:“任何化学物体,不管是天然的还是人工的,可根据空间形状特征分为两大类:具有对称平面的一类和不具有对称平面的一类。一类属于矿物,另一类属于生物。”“不对称性”是生命界与无机界之间的根本界限。
安托万·巴拉尔在高等师范学院的实验室。正是在这个实验室里,路易·巴斯德于1847年前后首次发现了分子不对称性。照片拍摄于1890年左右。
(巴斯德研究所)
按常理来说,巴斯德本该在晶体学的领域持续地深耕。但研究上的瓶颈以及现实工业的迫切需求使得他转向了一个全新的研究领域——发酵学。转折点发生在里尔(Lille)。作为新成立的里尔理学院院长,巴斯德被要求将科学应用于当地蓬勃发展的工业。当地酿酒商比戈(Bigo)先生遇到了甜菜酒精发酵变酸的难题。当时的学界泰斗(如德国的李比希)普遍认为发酵仅仅是分子级的化学降解和腐败过程。但巴斯德带着显微镜进入工厂,他发现正常的酒精发酵液中充满了圆球状的酵母,而变酸的酒液中则充满了杆状的乳酸菌。他由此提出:发酵根本不是纯粹的化学死亡过程,而是活体微生物的生理活动。“每一种发酵都有其特定的微生物”。
紧接着,他向自古流传的“自然发生论”(认为生命可以凭空产生)开战。在与博物学家、巴黎科学院通讯院士普歇(Pouchet)长达数年的激辩中,巴斯德设计了极其精妙且富有美感的“鹅颈瓶实验”。
他将肉汤煮沸杀菌,肉汤所在的玻璃瓶颈部被拉长并弯曲成天鹅颈状。弯曲的玻璃管允许氧气自由进出,却将空气中携带微生物的灰尘死死阻挡在弯管的底部U型槽中。结果,只要不倾斜瓶身,肉汤可以放置几年而不腐败。这一实验以最直观的方式彻底击碎了自然发生论,证明了空气中确实存在着微生物的“胚种”。
随后,巴斯德将微生物理论推向了人类社会的核心痛点:传染病。在19世纪上半叶,养蚕业是法国的一个兴旺产业。但在1850年,人们显然遇到了一种新的传染病——蚕房里的蚕大批死去,这种蚕病看来是可遗传的,因为它传给了蚕。商人、农民们都对此束手无策。
1865年,巴斯德被政府派往阿莱斯(Alès)拯救濒临崩溃的法国蚕丝业。他在显微镜下找出了导致蚕生病(微粒子病和软化病)的病原体,并发明了隔离病蛾的方法。在这个过程中,他也遭遇了人生最大的打击——几年内,他的三个女儿(Jeanne, Cécile, Camille)先后死于伤寒。这种刻骨铭心的丧女之痛,成为他日后偏执地寻求传染病救治方案最隐秘、最深沉的动力。
在19世纪末期,微生物学的焦点变成了法德两国民族竞争的缩影。巴斯德与发现结核杆菌的德国科学家罗伯特·科赫(Robert Koch)展开了极其激烈的较量。面对肆虐农业的炭疽病,巴斯德首创了“减毒疫苗”的概念。
1881年,他在普仪堡(Pouilly-le-Fort)农场进行了一场极具戏剧性的公开接种实验。他在众目睽睽之下为25只羊接种了炭疽疫苗,随后给所有羊注射了致命的炭疽杆菌。几天后,未接种的羊全部死亡,而接种了疫苗的羊安然无恙,此举震惊世界。
在路易·巴斯德在场的情况下接种狂犬病疫苗。“巴斯德先生的接种——狂犬病疫苗”。由勒·里弗伦德和F. 多希绘制,刊载于1886年4月3日《图说共和国》第299期。(巴斯德研究所藏)
他职业生涯的高潮,是研制狂犬病疫苗。与炭疽杆菌不同,狂犬病是由病毒引起的,这种病原体微小到当时的显微镜根本无法观察到。巴斯德陷入了“盲人摸象”的境地。但他凭借惊人的直觉,通过在兔子脊髓中连续传代、并利用干燥法来减弱病毒毒性。1885年,当被疯狗严重咬伤的9岁阿尔萨斯男孩约瑟夫·迈斯特(Joseph Meister)被送到他面前时,巴斯德冒着身败名裂甚至被控谋杀的风险,跨越了动物到人的界限,为男孩连续注射了14针毒性依次递增的疫苗。这不仅是科学的挑战,更是伦理的博弈——巴斯德并非执业医生,他在人类身上接种未完全验证的疫苗,在法律上属于非法行医。但“老兵精神”再次占据了上风,接种成功了。这一胜利不仅挽救了男孩,更在全球范围内催生了捐赠狂潮,促成了1888年巴斯德研究所(Institut Pasteur)的成立。
如果仅仅将巴斯德视为一位纯粹的、毫无瑕疵的科学圣人,那我们就错失了科学史中最深刻、也最迷人的部分。要真正理解巴斯德,我们必须摘下英雄史观的滤镜,借助科学史的严密考证,还原一个远比神话更复杂、更具政治手腕的人。
普林斯顿大学科学史家杰拉德·盖森(Gerald L. Geison)在《巴斯德的私人科学》(The Private Science of Louis Pasteur, 1995)中,通过对巴斯德生前严密锁藏的100多本实验室笔记的系统研读,揭开了一段“学术修饰”的秘史。在震惊世界的普仪堡炭疽疫苗公开实验中,笔记显示,巴斯德当时对自己的氧气减毒法并无完全把握。为了确保公开实验不失败,他私下使用了竞争对手图森特(Toussaint)提出的“化学防腐剂(重铬酸钾)减毒法”。而在狂犬病疫苗首次应用于约瑟夫·迈斯特身上时,其私人笔记也暴露出:此时动物实验的有效性数据远未达到他后来在论文中宣称的“完美无缺”,提前在人体上实验,是一次极其冒险的伦理跨越。他的成功在很大程度上源于对这种可怕疾病的科学“豪赌”。通过盖森的研究,巴斯德的形象变得立体、复杂且充满人性:极度好战且雄心勃勃的竞争者、善于社交与政治筹划的活动家、受宗教与政治偏见影响的科学家、严谨却又偏执的实验室管理者都是巴斯德的缩影。
不仅如此,法国著名科学社会学家布鲁诺·拉图尔(Bruno Latour)在其名著《巴斯德的实验室:细菌的战争与和平》(The Pasteurization of France, 1993)中,更是重构了对“科学发现”的传统认知。拉图尔指出,巴斯德的伟大之处,不仅仅在于他在显微镜下“看见”了细菌,更在于他是一位无与伦比的“转译者”(Translator)和战略家。
拉图尔以19世纪中叶法国的卫生运动作为背景展开,卫生学家们旨在解决工业化带来的城市拥挤和疾病对财富和健康的影响,但他们面临着巨大的知识困境——在当时,疾病的来源可能是光线、空气、土壤乃至道德、贫困等无数种因素的混合,任何事物都可能是病因。因此,卫生学家往往都各自为战,且所相信的理论往往千差万别。而巴斯德及其追随者(Pasteurians)对微生物的研究和宣称,给卫生学家提供了一个完美的战略支点。转译便在此发生,卫生学家并不是被动地接受巴斯德派的理论,而是主动地转译了它。他们找到了具体的敌人——“微生物”,进而他们的卫生工程有了不可辩驳的科学依据。相应地,巴斯德派也变得更强,因为他们的实验室研究获得了巨大的社会相关性和资源支持。正如拉图尔所说的:“卫生专家把巴派学者推广为微生物的揭示人,与此同时,他们也能自我推广,把他们成是健康的立法人。转译到最后,也就等于,在到处同时推广巴派学者和卫生专家的时候,求富的意志是通行无阻的。”(拉图尔,第96页)
巴黎巴斯德博物馆的科学物品陈列室,
桌上陈列着巴斯德使用过的物品。
拉图尔还将巴斯德派的实验室操作称为“巴斯德派学者的弹簧跳”(Le saut de ressort)。巴斯德并非对一个实验或者一种现象持续不断地研究,而是在建立其基础的认知方式之后便马上位移(déplacement)到其他相关的领域或者场所。巴斯德并未将自己局限在乌尔姆街(Rue d'Ulm)的实验室里。相反,他深入农场、酿酒厂和丝绸产地的现场,专注于提取特定的“样本”——受感染的血液或是发酵的酒液等,并带回到“安全地带”(即实验室)中去研究。他将宏观的、复杂的社会问题转化为可以带回实验室研究的微观样本。如此并形成了拉图尔所说的“弹簧跳”——用原文的话来说就是:“将实验室调动到另一个地方,在那里‘现象’被重新发现”,然后“将转变后的‘现象’带回安全地带”,最后“改变出发的条件,使第二阶段完成的工作得以应用”(拉图尔,第168页)。
这样的跳转凸显出了实验室的巨大力量(Forces):在田野中,微生物是强大的、不可见的,人类对其束手无策。但在实验室里,通过培养皿、显微镜、灭菌器等技术,力量关系被彻底颠倒。拉图尔强调,实验室是一个“证据剧场”(Theater of Proof),在这里,现象被简化、放大并展示给公众。在技术细节上,巴斯德所做的最关键的技术进步不是杀菌技术,而是能够人为地增强或减弱微生物的毒性,这也构成了上文所说的力量的一环。更加独特,或者用拉图尔自己的话说,更具戏剧性的是巴斯德派所进行的第三阶段的“弹跳”。
1881年的普仪堡实验(Pouilly-le-Fort)是巴斯德生涯的巅峰。他公开预测接种疫苗的绵羊将存活,而未接种的将死亡。这不仅是科学实验,更是一场精心编排的政治表演。而为了让疫苗在农场有效,农场必须变得像实验室一样:动物必须被标记、隔离、定期接种、严格消毒——“农场转变成部分符合实验室的条件”。巴斯德将整个世界“实验室化”了——他没有简单地将知识应用于社会,而是迫使社会进行改造,以符合实验室的条件。
于是,实验室不再仅仅是一个摆放着烧瓶和显微镜的房间,它变成了一个撬动整个法国社会的“支点”(Fulcrum)。巴斯德及其追随者形成了一股强大的政治与科学结盟力量。他们走出实验室,进入农场、医院、城市下水道和殖民地,用一套标准化的卫生程序重新规范了社会秩序。在这个意义上,巴斯德与其说是在“发现”自然规律,不如说是在“构建”一个新的社会网络。他让整个社会都变成了他实验室的延伸。
理解真实的巴斯德,就是理解科学运作的真正模式。他的专断、野心、公关手腕以及对实验数据的修饰,恰恰与他无与伦比的科学直觉、严谨的操作能力共生共存。他向我们证明,改变世界的伟大科学,从来不是在真空的象牙塔中由不闻世事的学者独自完成的;它混合着实验室的酸味、民族主义的狂热、利益群体的博弈以及人性的极其复杂。科学与社会、权力与利益、天才与凡人的深度纠缠,才构成了路易·巴斯德波澜壮阔的科学人生。
[ 参考文献 ] .
布鲁诺·拉图尔. 2016. 巴斯德的实验室:细菌的战争与和平. 翻译 伍启鸿和陈荣泰. 群学.
帕特里斯·德布雷(Patrice Debre). 2000. 巴斯德传. 翻译 姜志辉. 商务印书馆.
Geison, Gerald L. 1995. The Private Science of Louis Pasteur. American Council of Learned Societies. Princeton University Press.
Latour, Bruno. 1993. The Pasteurization of France. Translated by Alan Sheridan and John Law. Harvard University. Press.
Wikipedia. 2026. "Louis Pasteur." Accessed March 4, 2026.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur
路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822年12月27日-1895年9月28日),法国微生物学家、化学家,近代微生物学的奠基人。曾任里尔大学和巴黎高等师范学校教授,巴斯德研究所所长。在微生物发酵和病原微生物方面的研究,奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学。早年研究酒石酸的光学性质,揭示了酒石酸的“同分异构”现象;并发现微生物对同分异构体的选择作用。在研究酿酒生产中酒质变酸的问题时,指出发酵是微生物的作用,不同微生物引起不同的发酵;并应用加热灭菌(即巴氏消毒法)解决了酒的变质问题。在研究蚕病、鸡霍乱和牛羊炭疽病中,证实传染病由病原微生物所引起,并发现被减毒的鸡霍乱和炭疽病病原菌能诱发免疫性。晚年在狂犬病疫苗的研究上卓有贡献。曾用肉汤做灭菌实验,证明生物“自然发生”之不可能,主张生命只能来自生命的“生源论”。主要著作有《乳酸发酵》、《酒精发酵》、《蚕病学》等。
策划|尹菱
撰文|杨明繁
审核 | 范爱红
图片来源于网络
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