給學生的信河馬食堂

河馬食堂(九十五)


墳場變天堂

他是科學界最傳奇性的人物之一,
他的發現給人類帶來莫大的幫助。
五十一年之久,
他只是英格蘭特丁頓(Teddington)的鄉下當牧師。
他在生命科學界,卻被稱為「生理學之父」。
植物「蒸散作用」(transpiration),是他首先提出來的。
現今廣用的「血壓計」,是他首先製造出來,
第一部「內視鏡」也是他製造的。
更奇特的是,
他將一個鄰近墳場,
乏人居住的小村,
改變成為英國最佳的度假社區之一。

  赫爾(Stephen Hales, 1677-1761)是個巧手的天才,他生於英國倫敦西南方濱海的坎特伯雷(Bekesbourne)鎮。他來自一個非常貧窮的牧師家庭,在中學時,他製作簡單的儀器,幫老師做科學的量測,賺取學費。

製作儀器的天才
  1696年,他進劍橋大學。他繼續設計各樣的巧具,替老師捕捉各種動物作標本,同學稱他為「最會抓青蛙的人」。他也製造儀器,輔助教學實驗。科學的學科,他的成績很好,他卻寫道:「許多人主觀且頑固,經常像隻驕傲的公雞,只要頭上的冠羽長一些,就想頂撞餵養者。或像隻山羊,角稍微伸一點,就想反抗牧人。我期待的科學實驗,在能夠移去人驕傲的主觀。」
  1703年,他在大學畢業時寫道:「我的主觀,也常變成自己無知的偏見。以致稍有一點才能,就變成侷限自己眼光的孤島,而忘了島嶼之外,還有一大片的海洋」。他轉念神學與哲學,繼續唸神學碩士。1706年,他取得碩士學位,留校擔任講師。這時他發表非常著名的「水分毛細管現象」的研究,成為英國皇家學會會員。毛細現象,後來成為眾人皆知的科學現象與名詞。赫爾在皇家協會又做了許多儀器,他寫道:「如果科學是推理的藝術,那麼愈簡單的儀器就愈好。」

草毯教堂裡的隱士
  1709年,赫爾放下劍橋大學的工作,到特丁頓教會擔任牧師。特丁頓位於倫敦東南方,是一片海拔約200公尺的丘陵。當地的石灰岩很多,附近是特丁頓溪與泰晤士河(River Thames)的匯流處。從十四世紀以來,這裡是倫敦居民的墳場。當時特丁頓的居民約500人,大都以照顧墳場、墓石刻字為業。赫爾前來時,會眾都感到稀奇,這個著名的科學家,怎麼會來此牧會?而且這間教會不供聚會,祇是辦理葬禮的小屋。赫爾一生,都沒有解釋這問題。
  他上任不久鼓勵會友,不要喝泰晤士河的水,他認為泰晤士河漲潮時,潮汐能上溯到特丁頓。喝含鹽分的水,不利健康。居民問他,不喝河水,那要喝什麼?他提出當地是石灰岩的地型,應該會有地下水。他帶居民到潮濕處,一直向下挖,找到許多湧泉。他建一個蓄水的深井,再挖一條水溝,依重力將水引到鄉村,村民喝到比較乾淨的水。不久,他又在村民的房頂上,裝設小型的風車,用風車的轉動改善住家的通風。他是普世第一個提出建築通風,會減少疾病的人。村裡的人都受到感動,紛紛前來聚會。1718年,他蓋了一間教堂,教堂有非常好的採光,教堂裡長了一大片的草毯,會眾可以坐在草地上聽道,他稱這教堂為「草地上的教堂」。

受苦者的關懷與改革
  在會眾的眼中,赫爾是個謎。牧會之餘,他自製一根彎曲的玻璃管,裡面放置一些水銀,一端接上動物的心臟血管,另一端用來量動物的血壓,這是人類歷史上第一部的「血壓計」。他也改造壓力計,接在植物的根部與葉子的葉柄上,量測植物導管內的水分壓力。他提出水分在導管內移動,是受到壓力差的影響。
  1719年,他與瑪香(Mary Marsham)小姐結婚。兩年後,妻子病逝,他沒有孩子,也終生未娶。不過,他把自己的苦痛,轉換成對周遭痛苦之人的祝福。他為附近的監獄,建造通風的鐵門,以格框取代密閉,使犯人有流通的空氣,鐵門也不失堅固;他為船隻建造通風的船艙,與保存水果新鮮的通氣櫃,這些製造後為普世採用。當時,特丁頓的居民,常在夜間刻墓碑,蠟燭光線不夠,易傷眼力,而且蠟燭消耗的費用,成了居民們的支出。赫爾自製蠟燭,他在蠟油中加入酒石酸鈉(sodium tartar),鈉可以提高亮度,酒石酸可使蠟油燒得久。他製造的蠟燭,燒得又久又亮。後來有些村民到城市,改賣這種新蠟燭,收入更好。

為窮人發聲
  當時,私酒釀造盛行,鄉下縱酒的人多。他到英國議會陳情,反對開放劣等的私酒,賣給窮人喝。他提出鄉下人無知,容易淪為醉鬼,他引用聖經「雖然是全業的主人,但為孩童的時候卻與奴僕毫無分別,乃在師傅和管家的手下,」(加拉太書四:1-2)。他要求政府當扮演管家的角色,訂定劣酒禁令。他用實驗數據說明劣等酒裡的成份,對人體神經的毒害,說服當時的議員。他講到激動處,痛哭流涕。後來,議會通過禁售劣酒給鄉下百姓。迄今,議會仍留著記錄:「議案通過時,赫爾眼中泛滿淚水,卻閃出喜悅光彩」。
  1727年,他出版《植物靜力學》(Vegetable Staticks)提出只要有空氣蒸氣壓力,就能讓植物源源不斷地將水份吸引上來;植物的根系也藉此機制,自土壤中吸收營養份,這是科學史上第一本植物生理的書。

細管除結石
  1730年,他自製一根非常細小的金屬管子,能夠伸入病人尿道。他在管口做一個放大鏡,一邊觀察,一邊移除尿道中的結石。這是最早的內視鏡,與內視鏡的手術。他又調配醋、蜂蜜,與當地的植物,製成藥液。他先用該液體溶解蛋殼,又他提出「能夠溶解蛋殼的液體,就能溶去病人的膽結石與膀胱結石」。藥液非常有用,四處流傳,卻引來反對。英國官方認為赫爾不是醫生,又非藥劑師,怎能為病人配藥?
  他不與官方爭辯,祇到皇家協會報告,他的作法與原理。1733年,牛津大學(University of Oxford)特頒給他榮譽醫學博士,從此,沒有人敢來質問他:「牧師,怎麼能給人配藥呢?」。因這發現,他被稱為「內視鏡之父」。1733年,他出版《血液靜力學》(Haemastaticks),首先提到血壓是血液在血管內流動所形成。這本書是十八世紀人體生理學,最重要的著作。

生命存在的法則
  他講道的方式很特別,例如,他講「上帝道成肉身的智慧與良善」(The Wisdom and Goodness of God in the Formation of Man),他用牛頓的萬有引力定律,來解釋創世記第一章,上帝起初如何從「空虛混沌」創造出生物的存在。他講道:「宇宙裡有吸引力,就有排斥力。如果吸引力等於排斥力,這個宇宙將是混沌,萬物無法聚集成形。生命要存在,必須吸引力大於排斥力,才能成形。而萬有引力祇有吸引力,沒有排斥力,印證上帝創造生命的奇妙。」

普世最高植物生理獎
  研究科學為他帶來名聲,1750年,英國國王喬治二世(George II,1727-1760)任命他為倫敦地區的大主教。他愛他的會友,他的會友也愛他,稱他是「勤勞的牧師」(assiduous minster)。他謝絕前往,仍然留在特丁頓牧會。為此,他被謔稱為「壁櫥裡的牧師」(Clerk of the closet)。
  部份特丁頓的居民,移民到美國喬治亞州(Georgia State),赫爾為他們製造用太陽光集熱器,將海水蒸發成淡水的機器,這是第一部「海水淡化製造機」。後來喬治亞的居民,推選這位從未出國的牧師,擔任殖民地區的參議員。赫爾也沒去任職,他一生都在特丁頓教會牧會,並且持續改善特丁頓的生活環境。

第一台太陽能熱水機
  各地搬來的居民愈來愈多,他做一系列的地下集水井,作飲用水源。又用砂粒作濾床,淨化用水。他也用牛皮與馬皮作水袋,放在日光下加熱,夜間給居民作洗澡用的熱水。他又用多出來的水池子栽種水生植物,作成「水花園」。
  赫爾直到安息,才放下他的工作。英國皇家學會與議會要將他葬在「西敏寺教堂」的國家墳場(Westminster abbey)。但他留下遺囑,要將他葬在特丁頓教會後的小墳場。他的墓碑上刻著:「他是幫助人的熟練工人,是上帝作為的探索者。」迄今,世界上最高的生理學學術獎,仍以他的名字命名,稱為「史蒂芬‧赫爾獎」(Merit of Stephen Hales)。



植物迷
張文亮

Go top