血液循环有规律

血液循环的发现是科学史上最重大的发现之一，是应用类比方法的一个光辉的范例，它已经成为现代医学的奠基石。发现者哈维并未发现重大的解剖学事实，他只是对心脏和血液的性质、功能和运动提出了一个与传统观念截然相反的理论框架。正是这一点，哈维对17世纪的医学完成了一次伟大革命。这不仅是指关于人体生命的概念框架的根本改变，也是医学发展战略方向的根本转变，它构成了一个全新的医学未来研究的纲领。

在哈维发现血液循环之前，人们一般是以盖伦的血液运动模式为依据。盖伦是公元前2世纪古罗马的希腊医生，他构建了历史上第一个系统的、影响时间长达1400年之久的心血运动模式。盖伦的基本观点是把肝置于生命中枢的地位。肝是制造血的器官，也是一个精气（spirits）的本原所在。营养物质通过胃消化以后，以乳糜形式到达肠，被肠系膜静脉吸收到达肝。肝把乳糜变成静脉血，内含谷气（natural spirits），然后通过肝静脉到达腔静脉及其分支，再由这些分支被身体各部作为营养吸收。右心室和肺动脉不过是用于营养脉的腔静脉的延长，静脉血在右心室被调制得比较稀薄，但对肺还不够轻，在肺动脉进一步加工，达到肺所需要的稀薄程度，而杂质则通过呼气排出。身体各部消耗掉谷气，再退回到肝，接受新的供给，所以是潮水般的涨退运动。

右心室的血一部分通过心间隔的微孔渗入左心室。左心室还是内热的主要来源，它把内热通过动脉分布在全身各部，维持它们的生命。但过热就会发烧，肺通过使之冷却来保持心的内热并排除闷气，心搏也直接冷却内热，心脏的作用像风箱（bellons），最重要的运动是舒张，左心室借助这种舒张通过肺来吸入空气。心脏冷却后，大多数这些空气以及烟气在心脏收缩时通过同样的途径回到肺，肺吸入空气。左心室把从右心室进入的血和从肺吸入的空气调制成动脉血，它是一种气血混合物，含有元气（Vital spirits），赋予身体各个部分感觉和运动，消耗完又回到脑获得进一步的供应。元气和灵气与谷气一样，都是反复涨退运动。

上面就是盖伦以肝为本原而把吸纳作为呼吸器官的活力论涨退模型。这个理论与某些观察是一致的，如，肝与血的颜色相似，联想到含血的静脉发源于肝；尸体解剖时，发现静脉含血，动脉不含血，所以是两套血管；三尖瓣不让血从右心室回流，因此静脉血不可能从心脏来，而是从肝流到全身各部；心搏、脉搏随呼吸而增加，心脏和动脉是呼吸系统，具有冷却内热的功能，等等。盖伦理论的弱点主要是在理论与观察的不一致及其内部的不一致。哈维列举了这样一些问题：心脏和动脉与肺是否都是呼吸的功能？心脏和动脉的收缩和舒张是否同时发生？两个心室的结构几乎完全一样，为什么有不同的功能？

这些问题是盖伦是理论框架内无法解决的，或者说是无法解释的。哈维感到必须建立一个新的理论来加以解决或解释。这些问题，促使哈维提出了新的理论或假说。哈维之前的医学家也曾经用过类比方法，有的把心脏比成风箱。这种风箱是由皮囊组成的，用外力使之扩张，空气才能进入。他们用这种类比建立了心脏主动脉舒张论作为实际心脏运动的模型。但是随着对心脏进行深入的观察，人们发现这个模型与实际的心脏运动距离越来越大。持盖伦理论的医学家把血液运动同潮汐相类比。静脉、动脉中的血液含有不同的精气，即分别含有谷气和元气，在血管中经返涨落，借以不断地把营养和活力供给身体各部分，正如通过涨落，水不断地灌溉土地一样。用这种类比建立的涨落潮模型起初似乎解释了一切，但结果发现与动脉和静脉中血液的实际情况不相符合，尤其是在静脉瓣发现之后。心血管系统的种种问题归纳起来就是两个问题：心脏的功能和血液的运动问题。但是应该从哪里解决这些问题呢？

类比是科学家借以从已知领域进入未知领域的一个行之有效的方法。哈维以前的科学家之所以未能成功，是因为他们在类比中没有把握住未知领域的本质特征。盖伦用结扎动脉两端切开动脉这一判决性实验推翻了动脉含气，证实了动脉含血的论点，同时又指出动脉血与静脉血是不同的，这是血液循环理论最基本的事实。后来，伊本·纳菲斯和塞尔维分别通过思辨得到肺循环的结论，但他们都没有或没有来得及证明他们这个结论。而科隆博不但用实验解剖系统证明了肺循环，而且表明左心室不是呼吸器官。他对心、肺、动脉功能的研究和理解达到了一个新的高度。塞萨尔诺在论证肺循环时，第一次用了“循环”（circulate）来描述血液从右心室通过肺流到左心室这一运动，并说“心脏是循环的中心”。

哈维为了得到科学的结论绞尽了脑汁。他根据心脏的结构，确信血液如同被水泵的两个阀门提升一样不断地通过肺进入主动脉，根据结扎实验，有一股血液从动脉到静脉。因此，血液的循环运动是由心搏引起的。这是为了营养，也是为了借助注入的热维持血液和肢体。血液轮流加热肢体，当肢体变冷时，心脏就使它热起来。哈维的这个结论包含了血液循环理论的所有要点：（1）血液的运动是循环或圆周的，从心脏到动脉，再从动脉到静脉，从静脉回到心脏；（2）循环运动的动力来自心脏，但为什么循环还不清楚，尚需要进一步研究。

有一次，哈维在一座矿山，看到矿山用一种水泵提升水。这种泵与现在的压力泵不同，它是一种软结构，内部有一块皮子做阀门，使水管中的水流出。哈维把这种泵的作用与心脏的运动作做了恰当的类比，这是哈维成功的关键。他印象最深的是有一次应国王查理一世的邀请去给蒙哥马利亲王治疗胸瘘时，他惊奇地发现，通过瘘孔可以清晰地看见亲王心脏的运动。他观察到：心脏的主要运动是收缩而不是舒张，当心舒时它缩回，心缩时它出现和伸展；心脏收缩发生在腕部动脉的舒张和感觉到脉搏时，结论是：心脏拍击胸壁时它上举并收缩。这就是说，心脏与心尖冲动和动脉舒张相应。这个观察所得到的结论与盖伦的理论相反。盖伦认为心尖拍击胸，人们从外部感到心搏时，心室扩张，心脏充满血。哈维认为，水泵把水排入水管，心脏把血排入动脉，心脏运动由左心房收缩把血排入左心室，左心室收缩把血排入主动脉；右心房收缩把血排入右心室，右心室收缩把血排入肺动脉。

如果心脏像水泵一样输送血液，那么必定有个血源。最初的的血源来自腔静脉，然后从腔静脉通过右心房到右心室，再从肺动脉到肺，这是一条无可争议的路线。但左心室从哪里来呢？左心室到右心室之间的心间隔孔又不存在，决不会从主动脉来。这说明来路只有一个，那就是肺。这样就构成一个循环运动而不是类似潮水的涨落运动。三尖瓣、肺动脉瓣、二尖瓣、主动脉瓣，其中两个为进血服务，两个为出血服务，它们的方向说明了血流的方向循着腔静脉—右心—肺动脉—肺—左心—主动脉的路线运动，正如水泵中的阀门规定水流的发现一样。心脏像水泵一样工作，不断地把血液输送到全身。但是，这些血液最后都到哪里去了呢？同时，这血量必然是相当大的。到底有多少？哈维通过定量计算，结果表明：心脏泵出的血半小时就超出全身所能有的量，摄入的食物显然来不及供应那么多血量。这时，哈维想到静脉瓣的功能：阻碍静脉内血液离心流，血液从动脉流入静脉，再从静脉流回心脏，这是解决这个问题的唯一途径。

早年，哈维研读过亚里士多德的学说。亚里士多德的宇宙观认为：圆周运动在所有其他运动中占特殊地位，是一种完善的、理想的运动。因此，哈维把亚里士多德的大宇宙观与人体这个小宇宙观相类比。正如太阳是大宇宙的中心与心脏是人体是小宇宙的中心一样，大宇宙观中天体的运动、空气和雨的运动与人体小宇宙观中血液的运动都是圆周运动。哈维在他的著作《心血运动论》第八章中说：“我们完全有权称这血液运动是圆周的（或循环的），因为亚里士多德说，空气和雨类似天体的圆周运动……湿的土地被太阳温暖，产生蒸汽，蒸汽上升凝聚，又作为雨降下，再湿润土地，由此产生代代相传的新生命。”在体内，血液运动也是如此。各个部分被更热的、完善的、含汽的、含精气的、有营养的血赋予营养、热、生命。另一方面，血液在各个部分被冷却、凝结、损耗。它从这些部分回到出发点——心脏，即它的源泉和身体的中心，恢复到原来完善的状态。在那里通过自然的、有力的、强烈的热，一种生命的储库，它又重新液化，变成含有精气芬芳，从心脏又重新分布出去。所有这些依赖于心脏的搏动运动，这是哈维提出的一个大循环思想。哈维把这个大循环思想与小循环相类比，到他肯定地发现静脉回流就是一种圆周或循环运动时，他下意识地感到，他做出了一个重要的发现。哈维把他的发现写成了巨著《心血运动论》，一个划时代的伟大发现终于展现在世人面前，他完成了一个伟大的革命——心脏循环理论诞生了。

从哈维成功的过程中，我们可以总结出以下几点可供借鉴。

1.哈维主要运用了科学的类比方法，这是他成功的关键。哈维的类比不同于其他以前一些医学家的类比，他们有的把心脏比作风箱，有的把心脏比作潮汐。他们都没有抓住心脏运动的本质特征，因而不能揭示心脏运动的科学规律，只能徘徊于真理殿堂的大门之外。

2.哈维在运用类比方法的同时，也运用了一些其他辅助方法。这是因为哈维是一位具有优秀素质的科学家。在哈维读书的帕拉瓦大学，研究亚里士多德主要作为医学的预科课程，帕拉瓦当时是亚里士多德主义的中心。在这里，早就有过盖伦主义和亚里士多德主义的争论。亚里士多德的认为心脏是人体生命的中枢，是血液的来源和储库，是内热的中心和源泉。而盖伦则认为肝是人体生命的中枢，是产生血的源泉，正是肝产生了谷气，谷气的进一步加工形成了元气和灵气。哈维正是在帕拉瓦发现了亚里士多德生物哲学的智慧和合理部分，并运用它来强化对盖伦体系的批判，选择了心脏作为整个问题的突破口。他把心脏比作“身体的国王”，认为它是“生命的出发点，我们小宇宙的太阳，正如应该称太阳为世界的心脏。心脏是身体的守护神，生命的基础，万物的源泉，具有赋予全身营养热和生命的功能”。可以这样说，没有亚里士多德以心脏为机体中枢的观念作为助发现法，哈维就不会选择心脏作为他的新理论达到突破口。同样，没有亚里士多德关于圆周运动的观念作为助发现法，哈维就不会发现大循环。

3.哈维重视借鉴他人的研究成果，更重视自己的观察、实验和思维。他在《心血运动论》中说：“在试图发现有多少血从静脉通到动脉时，我做了活体动物的解剖，打开它们的动脉，进行了种种调查研究。我考虑了心室和进出心室的血管的对称和大小，考虑了心脏的瓣和纤维，考虑了短时间内有多少血通过，注意到摄入的食物不能供应这个量。结果，我开始考虑它是否有一个圆周运动。我后来证实了这个假说。”哈维的老师法布里发现了静脉瓣，这对哈维来说是引起一个场革命的导火线。而法布里却本能地跳出盖伦体系。伊本·纳菲斯和塞萨尔发现肺循环，维萨里否定心间隔孔的存在，盖伦证明了动脉含血的论点，这些都对哈维取得成功起过一定的借鉴作用。哈维既重视自己的观察和实验，也重视假说和理论思维。他是思想家和观察家二者合一。但他的成功不在观察，而在他对观察结果含义的分析、归纳和理解。