科普｜凡尔赛宫从前臭到作呕？前人如何发现细菌改变人类命运？

【艺文编按】二百年前，人类生活水平随著文明进步早已大幅提高。但是，另一方面人类对世界的认识仍然非常粗浅，不少世界的迷团还在等待人类探索。经过无数前人努力，今天，科学已令人类解开不少世界的奥秘，现今科技足以让我们察看比人类肉眼少数千倍的细菌和微生物。知识也不再只流传于专业人士，平民大众也能够学会简略的科学知识，了解到世界的生物与构成。

本文摘自麦田出版的《细菌群像：50种微小又顽强，带领人类探索生命奥秘，推动科学前进的迷人生物》导论，内容讲述人类如何从愚昧无知的阶段走到发现细菌的存在，并逐步发展出庞大的微生物学区分我们现今常见的各种细菌。

虽然细菌无所不在，而且上古时代的人们就懂得用细菌来制作及保存食物，但要到三百五十多年前，人们才发现其存在。原因很简单：除去一些极少数的例外，我们无法用肉眼看到细菌。第一个看见细菌的人，很可能是生于一六三二年的荷兰布商安东尼．范．雷文霍克。为什么他对显微镜这么感兴趣，已经无从得知，但为了这项兴趣，他放弃布料生意转而研究大自然，透过显微镜观察所有他那个时代所关注的事物，像是血球在血管里的流向，以及青蛙或大蚊这些生物的生长演变。他一生中制造出数百具显微镜，以及更多镜片。其中一座能放大二百七十倍、显像完美的显微镜，更是将当时的同类仪器全比下去，使极微小的物体也能清楚呈现在观察者眼前。

一六八三年八月雷文霍克生了一场病，舌头布满舌苔，导致味觉失灵，因此他萃取各种香草及香料汁液以检查自己的味觉。三星期后，也就是一六八三年九月，他恢复健康，偶然发现被忘在一旁的玻璃杯，里头胡椒萃取汁液已变得混浊。他将液体拿到显微镜下查看，发现水中有所谓的“小动物”（animalcules），正活泼地动个不停，这非常可能就是细菌。不过他并未就此打住，而是继续检查自己嘴巴，取出牙垢作为样本查看，再度发现“小动物”。他将眼中所见绘制成图，写下详尽的观察报告，连同样本于一六八三年九月十七日交付邮寄，送往位於伦敦的皇家学会。

我们今日能知道这件事，是因为一九八○年代英国记者布莱安．J．福特为了多了解雷文霍克这个人，到皇家学会档案室找资料，偶然发现九个包裹，每个都用牛皮纸仔细地裹了四层。令福特讶异地，这些雷文霍克生前寄到伦敦的包裹里，除了信件与绘图之外，还有三十九架显微镜和上百件样本。

以现代仪器再次检视这些保存良好的样本后，我们可以确定，雷文霍克的确看到了牙垢中典型的细菌。

雷文霍克的发现在十七世纪并未引起轰动，尽管透过显微镜能看见细微的小生物，但当时的技术还无法真正研究这些小生物的形态、外表、内部构造。要研究这些东西，需要更高的解析度。而且在室温环境下，微小的物体会不断抖动，无法真正对焦，即今日大家所熟知的布朗运动。

此外还有许多问题：这些杆状、球体或弧状的东西又是什么？其中那些不动的东西也活著吗？它们是动物或植物？还是植物的一部分？是同种生物有著不同的形态？它们会变形吗？最重要的问题则是：这么微小的生物，对人类可能具任何意义吗？

上述这些问题一点都不可笑，毕竟在那个时代，对生命起源和演变的解释，还非常原始粗糙。

直到十九世纪，医学界仍然认定，疾病的传染是因有毒的蒸发气体，也就是瘴气所导致。这种推论很容易想像，当时城市既没有地下水道也没有垃圾处理，空气充斥著垃圾、腐烂的屠宰废弃物、发臭水沟的气味，也受一般民家炉灶与匠人工坊排放的黑烟污染。若在乡下，当时人们确信，染病的主因来自动物粪便所蒸发的气体，以及腐烂的沼气。

当时，就算在皇宫里也无法避开空气中弥漫的臭味。社会史学家阿兰．柯尔本一九八二年便以此为题出版了一本《恶臭与芬芳》，书写气味的历史，其中引用了一段关于凡尔赛宫的史料叙述：

“臭味弥漫在庭园和花园里，甚至连皇宫里都有令人作呕的气味。不管是通道、内院、其他附属建筑还是走廊，到处都是尿渍和粪便；屠夫每天早上在皇宫的部长翼殿旁杀猪剁肉；整条圣克卢路上全是臭死人的污泥和死猫。”

当时大部分的自然研究学者都认为，在温度、空气、水、宇宙力量的交互影响下，无生命物质会长出生物，例如破旧衣物和小麦籽会生出老鼠，蚤与虱则是从人和狗的汗水里长出。

书名：《细菌群像：50种微小又顽强，带领人类探索生命奥秘，推动科学前进的迷人生物》
作者：鲁德格‧威斯（Ludger Weß）
出版：麦田出版

从忽视到恐惧

雷文霍克之后二百余年，在一场场激烈的争辩后，才由法国学者路易．巴斯德和其他学者确认，食物的腐败与酿酒及其他种种，都是因为这种细微到只能透过显微镜才能看见的微小生物所造成，而这些微小生物，可以透过高温或化学药品消灭。

巴斯德最划时代的实验就是将煮过的高汤装进长颈玻璃瓶里，瓶颈愈往上愈细，装满后，将瓶颈加热熔化密封，里头的高汤就可以一直保持清澈，直到折断颈部，带菌的空气飘进去后，几天内高汤就会开始腐败发臭。至今还有一只当时他所制做的密封罐，保存在伦敦科学博物馆展示，里头的高汤仍然清澈无比，没有任何发馊的迹象。

为了证明东西腐败不是因空气本身的化学变化所致，巴斯德用棉球塞住瓶颈，或将瓶颈拉得又细又长并使其弯曲（形成所谓的鹅颈瓶），如此一来虽然空气能进瓶身，但微生物无法，因为所有固体物件都会被棉球和细长弯曲的瓶颈挡下。

巴斯德所提出的证据不仅证明了导致食物腐败的微生物不是偶然凭空出现，并且还证明了不同的微生物有不同的生理能力，有些能产生酒精，有些则产生醋酸或乳酸。

从此，人们慢慢开始了解雷文霍克口中“小动物”的繁殖和对人类的意义。最后，人们终于知道它们既不是动物也不是植物，而是自组成一个与众不同且界线分明的生物“王国”，也就是今日学界所称之“域”（Domain）。从此，对细菌和对其他微生物的系统性研究就此展开。

与此同时，也就是在十九世纪时，细菌（bacterium，复数为bacteria）这个源自古希腊文，意思为“小杆子”的名称渐渐为学界通用，并且出现bacillus（杆菌）、coccus（球菌）、spirillum（螺旋菌）等等以形状作为区分的专有名词。直至今日，细菌一词在日常生活语言里，仍用来泛指所有形态的细菌，连一九七○年代发现的古菌都包括在内。但实际上所谓的古菌，与真核生物（动物与植物）以及细菌一样，在生物学上自成一“域”。

（本文获麦田出版授权转载，图片及标题为编辑所拟，本文不代表艺文格物立场。）

作者简介｜鲁德格‧威斯（Ludger Weß），分子生物学出身，现为作家及学术线记者，专长领域为基因及生物工程学。除了科普专书，也是推理小说作家。