Краткая история биологии - Азимов Айзек

Кроме того, Паре принадлежит идея создания хитроумных протезов конечностей; он усовершенствовал родовспомогательные приемы и перевел на французский язык краткое изложение трудов Везалия, с тем чтобы цирюльники, не знающие латыни, могли почерпнуть кое-какие сведения о строении человеческого тела, прежде чем кромсать его наугад.

Вскоре врачи вслед за учеными-анатомами, не гнушавшимися собственноручно анатомировать трупы, позабыв об академической важности, снизошли до самостоятельных хирургических операций.

Кровообращение

Выяснение строения и расположения органов тела является основной задачей анатомии. Гораздо труднее изучать их нормальное функционирование — эти вопросы составляют предмет физиологии. Греки были плохими физиологами; их представления о функционировании сердца в большинстве своем ошибочны.

Что сердце — это насос, который перекачивает кровь, не вызывало сомнения. Но откуда поступает кровь и куда она исчезает? Основной ошибкой древнегреческих медиков было то, что они считали вены единственными кровеносными сосудами. Артерии, обычно пустые у трупов, рассматривались ими как воздушные сосуды. (Слово «артерия» в переводе с греческого — «воздушный тракт».)

Правда, Герофил показал, что кровь переносят как вены, так и артерии. По его мнению, оба вида кровеносных сосудов соединяются с сердцем, и вопрос решился бы очень просто, если бы на периферии, в местах, удаленных от сердца, удалось обнаружить связь между венами и артериями. Тщательные анатомические исследования позволили установить, что вены и артерии разветвляются на более мелкие сосуды, которые в конце концов становятся настолько тонкими, что их невозможно разглядеть. Никакой связи между ними обнаружить не удалось.

На этом основании Гален предположил, что кровь движется от одного типа сосудов к другому, переходя из правой половины сердца в левую. Чтобы кровь могла проходить через сердце, утверждал он, в толстой мускульной перегородке, которая делит сердце на правую и левую части, должны быть мельчайшие дырочки. Правда, их никому не удалось разглядеть, но на протяжении семнадцати веков врачи и анатомы вслед за Галеном допускали их существование.

Итальянские анатомы XVI–XVII веков, еще не осмеливаясь выступать открыто, стали подозревать, что дело обстоит не совсем так. Джероламо Фабриций д'Аквапенденте (1537–1619) обнаружил венозные клапаны и показал, как они действуют: беспрепятственно пропускают кровь по направлению к сердцу и задерживают ее при обратном движении.

Казалось, проще всего сделать вывод, что кровь движется по венам только в одном направлении — к сердцу. Однако такой вывод противоречил бы мнению Галена о двустороннем ее движении, поэтому Фабриций лишь осмелился предположить, что клапаны замедляют, а отнюдь не приостанавливают обратный ток крови.

У Фабриция был ученик, английский студент Уильям Гарвей (1578–1657), человек с весьма решительным характером. Вернувшись в Англию, Гарвей занялся изучением сердца и обратил внимание (как и некоторые анатомы до него) на существование в сердце односторонне действующих клапанов. Следовательно, заключил он, кровь притекает в сердце извне и клапаны не дают ей вернуться обратно в вены. Соответственно кровь вытекает из сердца по артериям, но не может вернуться в сердце через односторонне действующие клапаны. Когда Гарвей перевязывал артерию, кровью переполнялась ближняя к сердцу часть; когда он перевязывал вену, раздувалась удаленная от сердца часть. Все это показывало, что кровь не приливает и не отливает, а постоянно движется в одном направлении. Она течет по венам в сердце и затем поступает в артерии, а не наоборот.

Гарвей вычислил, что за один только час сердце перекачивает количество крови, втрое превышающее вес человека. Казалось невероятным, чтобы кровь могла с такой скоростью образовываться и распадаться. Ясно, что где-то за пределами сердца кровь из артерий должна возвращаться в вены через невидимые глазу соединительные сосуды. Предположив существование таких соединительных сосудов, не составляло труда понять, что сердце многократно перекачивает одно и то же количество крови: вены — сердце — артерии — вены — сердце — артерии — вены — сердце — артерии и т. д.

В 1628 г. вышла книга Гарвея «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», в которой он опубликовал результаты своих наблюдений. Несмотря на небольшие размеры (всего 72 страницы) и скромный внешний вид, книга была под стать своей бурной эпохе — она вызвала полный переворот в истории биологии.

Именно в это время великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564–1642) ратовал за внедрение экспериментального метода в науке, тем самым полностью опровергая точку зрения Аристотеля. Исследование Гарвея было первым серьезным проявлением нового подхода к биологии. Гарвей опроверг учение Галена и заложил основы современной физиологии. (Отметим, что гарвеевское вычисление количества крови, проходящей через сердце, было первой серьезной попыткой применения математики в биологии.)

Само собой разумеется, что врачи — приверженцы старой школы яростно ополчились на Гарвея, но против фактов оказались бессильны. К тому времени, когда Гарвей состарился, его идея кровообращения получила всеобщее признание среди биологов, несмотря на то что сосуды, соединяющие артерии и вены, еще не были открыты. Так европейские ученые окончательно и бесповоротно перешагнули границы античной биологии.

Теория Гарвея положила начало борьбе между двумя антагонистическими концепциями по вопросу природы живого, борьбе, которая идет на протяжении всей истории современной биологии и продолжается до сих пор.

Как утверждают сторонники одной теории, живое существенно отличается от неживого, поэтому, изучая только неживые объекты, нельзя познать жизнь. Значит, имеется два вида законов природы: один для живой материи, другой — для неживой. Эта теория получила название виталистической.

С другой стороны, можно рассматривать жизнь как высокоспециализированную форму материи, которая, однако, существенно не отличается от менее сложно организованных систем неживой природы. Тщательное изучение неживой природы позволит лучше понять живой организм, который, по мнению приверженцев этой точки зрения, является лишь невероятно усложненной машиной. Подобного рода теория характеризует механистический материализм.

Открытие Гарвея, несомненно, послужило доводом в пользу механистического материализма. В самом деле, можно считать, что сердце — это насос, а движение крови подчиняется физическим законам движения жидкости. Если это так, то где же предел? Можно ли полагать, что все остальное в живом организме представляет собой всего-навсего набор сложных и взаимосвязанных механических систем?

Представление об организме как о механическом устройстве разделял крупнейший французский философ того времени Рене Декарт (1596–1650). Но такая точка зрения резко противоречила общепризнанным теориям, и Декарт предусмотрительно подчеркивал, что под «механизмом» он подразумевает тело человека, а не его разум и душу. Разум и душу он рассматривал с точки зрения витализма. Декарт предположил, что взаимосвязь между телом человека и его разумной душой осуществляется через придаток мозга — шишковидную железу, так как ошибочно считал, что шишковидная железа имеется только у человека. Вскоре, однако, выяснилось, что у некоторых примитивных рептилий эта железа развита еще лучше, чем у человека.

Теории Декарта оказали огромное влияние на дальнейшее развитие биологии. У него нашлось немало последователей среди физиологов, которые пытались развивать механико-материалистические взгляды. Так, итальянский физиолог Джованни Альфонсо Борелли (1608–1679) в книге, опубликованной в год его смерти, рассматривал мышцы и кости как систему рычагов. В данном случае такая точка зрения не расходится с истиной, ибо законы действия деревянных рычагов вполне применимы к рычагам из костей и мускулов. Борелли пытался применить принципы механики и к другим органам, например к легким и желудку, однако не столь успешно.