路易·巴斯德（1822-1895）。圖源：維基百科

撰文 | 商周

責(zé)編｜ 李珊珊

在近代數(shù)百年的科學(xué)史上，一代又一代科學(xué)巨匠層出不窮，劃時(shí)代的里程碑式發(fā)現(xiàn)更是不勝枚舉。然而，真正能讓公眾親眼見(jiàn)證的科學(xué)實(shí)驗(yàn)卻寥寥無(wú)幾——這類公開(kāi)實(shí)驗(yàn)不僅需能在公共場(chǎng)合安全、有效地進(jìn)行，其結(jié)果還必須通俗易懂，便于大眾理解。

在眾多傳說(shuō)中，最為人熟知的或許莫過(guò)于伽利略的落體實(shí)驗(yàn)。據(jù)傳，約在1590年，伽利略登上比薩斜塔，同時(shí)釋放兩個(gè)質(zhì)量不同的鐵球，結(jié)果二者同時(shí)落地，從而有力駁斥了亞里士多德“重物下落更快”的觀點(diǎn)。然而，這一故事很可能只是后世演繹：除伽利略晚年學(xué)生維維安尼（Vincenzo Viviani，1622–1703）的記錄外，迄今未見(jiàn)任何同時(shí)代文獻(xiàn)或旁證能證實(shí)該實(shí)驗(yàn)確曾發(fā)生。

與伽利略那充滿傳奇色彩的自由落體實(shí)驗(yàn)不同，法國(guó)科學(xué)家路易·巴斯德（Louis Pasteur）于19世紀(jì)開(kāi)展的疫苗公開(kāi)接種試驗(yàn)，則是一次真實(shí)、可考且影響深遠(yuǎn)的科學(xué)公開(kāi)實(shí)踐。這場(chǎng)實(shí)驗(yàn)不僅驗(yàn)證了炭疽病疫苗的有效性，更使巴斯德一舉成為科學(xué)史上的傳奇人物，幾乎可以算是“一戰(zhàn)封神”。

01 減毒疫苗

1880年4月，巴斯德在法國(guó)《科學(xué)院通報(bào)》上發(fā)表了一篇關(guān)于禽霍亂減毒疫苗的論文。這項(xiàng)研究不僅成功挽救了當(dāng)時(shí)深陷疫情危機(jī)的歐洲家禽養(yǎng)殖業(yè)，更標(biāo)志著人類歷史上第一種減毒疫苗的誕生。從科學(xué)史的角度來(lái)看，這或許正是巴斯德在疫苗領(lǐng)域最具開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。

但真正讓巴斯德名揚(yáng)天下的，卻是他接下來(lái)發(fā)明的炭疽病減毒疫苗。

與愛(ài)德華·詹納（Edward Jenner）依靠偶然觀察發(fā)現(xiàn)牛痘可預(yù)防天花的成功不同——那種機(jī)遇幾乎無(wú)法復(fù)制——巴斯德開(kāi)創(chuàng)的減毒疫苗制備策略卻具有普適性，能夠系統(tǒng)性地推廣到大多數(shù)傳染病的防控中。

事實(shí)上，第一個(gè)意識(shí)到這一點(diǎn)并主動(dòng)將這一方法拓展到其他疾病的人，正是巴斯德本人。而他選定的下一個(gè)目標(biāo)，便是每年給法國(guó)畜牧業(yè)造成巨大損失的炭疽病。

然而，炭疽病疫苗的研發(fā)并非禽霍亂疫苗的簡(jiǎn)單復(fù)制粘貼。導(dǎo)致禽霍亂的多殺性巴氏桿菌（Pasteurella multocida）與炭疽桿菌（Bacillus anthracis）有一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別：后者在常規(guī)培養(yǎng)條件下會(huì)形成孢子，而這些孢子對(duì)用于減毒的氧氣并不敏感。在普通培養(yǎng)環(huán)境中，通過(guò)通入氧氣只能使炭疽桿菌的營(yíng)養(yǎng)體（即桿狀活躍形態(tài)）減毒，卻無(wú)法削弱其孢子的致病能力。因此，用這種方法制備的“減毒”疫苗仍具有相當(dāng)毒性——接種后的動(dòng)物不僅可能感染炭疽病，甚至可能因此死亡。

要解決這一問(wèn)題，必須做到在整個(gè)制備過(guò)程中防止炭疽桿菌孢子的產(chǎn)生。在經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)之后，巴斯德找到了答案：將培養(yǎng)液淺淺地鋪在培養(yǎng)皿的表面，以便讓炭疽桿菌充分接觸氧氣，最后將它放到42攝氏度下培養(yǎng)。在這樣的環(huán)境下培養(yǎng)8天之后，炭疽桿菌就會(huì)降低到一個(gè)對(duì)動(dòng)物沒(méi)有致病性的水平。

至于如何利用這些減毒的炭疽桿菌激發(fā)有效免疫，巴斯德早已制定了一套周密的接種方案。該方案分為兩步：首先，用初步減毒的炭疽桿菌為動(dòng)物進(jìn)行初次接種；12天后，再注射一劑毒性稍強(qiáng)但仍經(jīng)過(guò)減毒處理的炭疽桿菌，以進(jìn)一步強(qiáng)化免疫反應(yīng)。

1881年1月初，采用這個(gè)方法，巴斯德的團(tuán)隊(duì)在豚鼠、兔子和羊身上開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)，并且如期獲得了成功。

02 成敗之約

1881年2月21日，法國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)決定向巴斯德頒發(fā)榮譽(yù)勛章，以表彰他的疫苗研究工作。在勛章頒發(fā)的典禮上，巴斯德發(fā)表了獲獎(jiǎng)感言，并且說(shuō)如果有合適的機(jī)會(huì)，他非常愿意開(kāi)展一些公開(kāi)試驗(yàn)來(lái)證明炭疽病疫苗的效果，以便更好地進(jìn)行推廣。

有兩類人愿意為巴斯德提供這樣的公開(kāi)試驗(yàn)機(jī)會(huì)：第一類人是盼著巴斯德試驗(yàn)成功，讓科學(xué)知識(shí)盡早在農(nóng)業(yè)上獲得應(yīng)用；第二類人是希望巴斯德失敗，等著看他和他所創(chuàng)建的微生物致病說(shuō)的笑話。顯然，第二類人更多一些。

最后，塞納-馬恩省省會(huì)默倫的一名獸醫(yī)、編輯羅西尼奧爾（M. Rossignol）先生組織了一個(gè)大型的公開(kāi)田野試驗(yàn)。羅西尼奧爾屬于上面提到的兩類人中的后者，就在一個(gè)月前，他曾經(jīng)在一篇文章里這樣嘲笑過(guò)巴斯德和他的微生物致病說(shuō)：

微生物致病說(shuō)是一種時(shí)尚，它無(wú)可爭(zhēng)議地霸占著主導(dǎo)地位。這是一個(gè)甚至不能被討論的教義，尤其是當(dāng)它被它的教宗、博學(xué)的巴斯德先生宣讀的時(shí)候。

與不少當(dāng)時(shí)的獸醫(yī)一樣，羅西尼奧爾懷疑巴斯德的細(xì)菌理論，更不相信巴斯德的疫苗。為了驗(yàn)證他對(duì)巴斯德的懷疑，羅西尼奧爾聯(lián)系了近100個(gè)農(nóng)場(chǎng)主，獲得了他們?cè)诮?jīng)費(fèi)上的支持，可以開(kāi)展一個(gè)大型的免疫接種試驗(yàn)，地點(diǎn)就選在默倫北郊普伊勒堡的農(nóng)場(chǎng)。

雖然看出對(duì)方的不懷好意，也知道不少獸醫(yī)和醫(yī)生都在等著他的公開(kāi)試驗(yàn)失敗，巴斯德還是毫不猶豫地答應(yīng)了下來(lái)。

這一公開(kāi)實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃于4月2日提交給了默倫農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)，并且迅速得到了批準(zhǔn)?？偣?0只動(dòng)物將會(huì)被用到這次試驗(yàn)里。除了原本計(jì)劃的50只羊外，還臨時(shí)按照默倫農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)主席德拉羅切特男爵的意愿，加上了10頭牛。

在這項(xiàng)試驗(yàn)被批準(zhǔn)后，羅西尼奧爾充分發(fā)揮了他作為編輯的宣傳能力，將這一公開(kāi)試驗(yàn)的信息傳播到了整個(gè)法國(guó)。這吸引了法國(guó)社會(huì)各階層人士的注意，其中還包括英國(guó)《泰晤士報(bào)》駐巴黎的記者德布羅維斯基先生。通過(guò)德布羅維斯基的進(jìn)一步報(bào)道，普伊勒堡這個(gè)之前默默無(wú)聞的法國(guó)小村莊，成為了國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

4月底，巴斯德開(kāi)始制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，他召回了正在休假的助手錢伯蘭和魯克斯。按照巴斯德的計(jì)劃，他們將在5月初和中旬分別對(duì)動(dòng)物進(jìn)行兩次減毒疫苗的接種，然后在5月底注射致命性的炭疽桿菌，檢測(cè)疫苗接種的效果。

面對(duì)即將用到的50只羊，兩位助手有些不太自信，因?yàn)橹皩?shí)驗(yàn)室里總共才用14只羊做過(guò)試驗(yàn)。但巴斯德充滿信心地告訴兩位助手，在實(shí)驗(yàn)室里的動(dòng)物身上取得的成功將會(huì)在普伊勒堡重現(xiàn)。

03 公開(kāi)實(shí)驗(yàn)

5月3日那天，大量的人從附近的默倫和塞松兩個(gè)城市涌向普伊勒堡。這個(gè)龐大的觀眾人群職業(yè)多樣，包括農(nóng)民、藥劑師、獸醫(yī)、公務(wù)員，他們說(shuō)笑著在那里看熱鬧，其中不少獸醫(yī)更是期待著巴斯德接種的失敗。

巴斯德帶來(lái)了3個(gè)助手，除了錢伯蘭和魯克斯，還有一年前新加入實(shí)驗(yàn)室的路易·圖利爾。他們將試驗(yàn)動(dòng)物分成兩組：25只羊和6頭牛接種減毒疫苗，25只羊和4頭牛不接受任何接種。

在接種完成后，巴斯德在農(nóng)場(chǎng)的大廳里就炭疽病發(fā)表了演講，并且回答了現(xiàn)場(chǎng)觀眾的各種問(wèn)題。因?yàn)橛^眾的職業(yè)多樣，對(duì)科學(xué)的理解也良莠不齊，所以提出的問(wèn)題也很不相同，有的甚至不太友好，或者就是直接的質(zhì)疑。巴斯德對(duì)這樣不友好的態(tài)度早已習(xí)慣。在近一個(gè)小時(shí)的時(shí)間里，他真誠(chéng)而且耐心地回答了形形色色的提問(wèn)。

巴斯德在普伊勒堡為綿羊接種炭疽病疫苗圖。圖源：維基百科

第一次接種完之后，錢伯蘭和魯克斯在接下來(lái)的四天里每天都來(lái)回訪，為被接種動(dòng)物測(cè)量體溫，觀察是否有異常情況出現(xiàn)。被接種疫苗的動(dòng)物沒(méi)有出現(xiàn)什么異常反應(yīng)，一切都在如期進(jìn)展。

5月17日那天，巴斯德的團(tuán)隊(duì)第二次為那25只羊和6頭牛接種了疫苗。這一次接種的雖然仍然是減毒疫苗，但它比第一次接種的毒性要稍微強(qiáng)一些。

第二次接種后幾天，錢伯蘭和魯克斯還是每天都來(lái)回訪，依然沒(méi)有異常情況發(fā)生。所有31只被接種的動(dòng)物都生長(zhǎng)良好，和另外29只沒(méi)有接種的動(dòng)物一起，等待著最終驗(yàn)證時(shí)刻的到來(lái)。

在試驗(yàn)的最后一步，所有60只動(dòng)物都將接受致命性的炭疽桿菌注射，然后比較兩組動(dòng)物在患病和死亡上的差異。隨著進(jìn)行最后一次試驗(yàn)的日子臨近，獸醫(yī)界越來(lái)越興奮。大家每次會(huì)面都會(huì)討論這一熱門話題。在獸醫(yī)這個(gè)行業(yè)里，真正相信巴斯德的人依然不多，大多數(shù)人仍然持觀望態(tài)度。

5月31日，觀眾再次從默倫和塞松涌向了普伊勒堡。為了公平，這一次的注射工作不再由巴斯德團(tuán)隊(duì)的人去做，而是由來(lái)自約訥河橋村的獸醫(yī)畢奧先生執(zhí)行。

就在試驗(yàn)前的兩天，畢奧先生在前往阿爾福特國(guó)家獸醫(yī)學(xué)院的路上遇到了那里的教授科林?？屏忠恢睉岩砂退沟略谖⑸飳W(xué)和疫苗研究上的發(fā)現(xiàn)，而且之前兩人也有過(guò)一些過(guò)節(jié)。對(duì)于巴斯德正在普伊勒堡進(jìn)行的試驗(yàn)，科林不僅給予了關(guān)注，更是盼望著這次試驗(yàn)的失敗。

在兩人的交談中，科林特意提醒畢奧，細(xì)菌因?yàn)橹亓Φ脑驎?huì)在注射器中沉積，所以一般來(lái)說(shuō)上層溶液的毒性會(huì)低得多，而下層溶液則毒性很強(qiáng)。他進(jìn)一步建議畢奧，在注射前應(yīng)該先劇烈搖晃注射液，以確保毒性均勻。

科林的這個(gè)建議還算合理，在注射前將細(xì)菌溶液混勻的確能讓試驗(yàn)更加公平。但科林給畢奧的另一個(gè)建議，卻多少有些居心叵測(cè)。他告訴畢奧，注射量和毒性成正比，建議向動(dòng)物體內(nèi)注射超量的細(xì)菌溶液，以確保試驗(yàn)中動(dòng)物得到足夠的致病物質(zhì)。

在大量觀眾面前，5月31日獸醫(yī)畢奧忠實(shí)地執(zhí)行了科林的建議。不僅用力搖晃以混勻細(xì)菌溶液，而且向動(dòng)物體內(nèi)接種了三倍于計(jì)劃劑量的炭疽桿菌。為了公平，注射順序是以兩組動(dòng)物交替接種的方式進(jìn)行的。

這一切巴斯德都看在眼里，但他沒(méi)有提出異議。在他看來(lái)，這不會(huì)影響最終的結(jié)果。巴斯德的淡定和自信，無(wú)形中改變了在場(chǎng)觀眾對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，更多的人開(kāi)始認(rèn)為這一實(shí)驗(yàn)將走向成功。

下午三點(diǎn)半，整個(gè)注射工作已經(jīng)完成。因?yàn)閯?dòng)物對(duì)病原體的反應(yīng)需要一段時(shí)間，大家約定6月2日在同一地點(diǎn)會(huì)合，當(dāng)眾驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。無(wú)論是希望看巴斯德笑話的觀眾，還是衷心希望試驗(yàn)成功的人，都急切地盼望著兩天后的到來(lái)。

04 峰回路轉(zhuǎn)

6月1日，錢伯蘭和魯克斯早早來(lái)到了普伊勒堡查看情況。同一天到達(dá)那里的，還有發(fā)起試驗(yàn)的羅西尼奧爾先生。

在之前未接種疫苗的動(dòng)物中，有幾只低垂著頭站在一邊，沒(méi)有任何食欲。隨著時(shí)間推移，情況變得越來(lái)越糟。這些動(dòng)物開(kāi)始出現(xiàn)呼吸困難，四肢也因?yàn)樘撊醵@得搖擺不停。等到晚上羅西尼奧爾離開(kāi)的時(shí)候，已經(jīng)出現(xiàn)了三只動(dòng)物死亡。

而在接種疫苗的動(dòng)物中，有一些出現(xiàn)了體溫升高，其中一只更是高達(dá)40攝氏度。一只羊在接種部位出現(xiàn)了炎癥。所有動(dòng)物都保持著食欲，但有一只小羊羔除外。

當(dāng)聽(tīng)到從普伊勒堡回來(lái)的錢伯蘭和魯克斯匯報(bào)時(shí)，巴斯德開(kāi)始有些擔(dān)心起來(lái)。沒(méi)有接種疫苗動(dòng)物的患病和死亡都在意料之中，讓巴斯德?lián)牡氖墙臃N疫苗動(dòng)物出現(xiàn)了體溫升高。而更不好的消息是，羅西尼奧爾當(dāng)天下午發(fā)來(lái)了電報(bào)，認(rèn)為接種疫苗組里有一只羊很可能也要死去。

那些接種了疫苗動(dòng)物的發(fā)燒，以及其中一只的瀕死狀態(tài)，讓巴斯德焦慮不安。他開(kāi)始意識(shí)到，自己接受的這個(gè)公開(kāi)試驗(yàn)有些過(guò)于大膽，沒(méi)有給意外留下任何余地。他開(kāi)始回顧試驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，想起了5月31日注射的過(guò)量炭疽桿菌，當(dāng)時(shí)他覺(jué)得不是問(wèn)題，現(xiàn)在卻感到擔(dān)心不已。

這種焦慮每分鐘都在增長(zhǎng)，以至于巴斯德的情緒逐漸失控，開(kāi)始埋怨助手魯克斯的不小心，接著又變成了責(zé)罵。巴斯德夫人過(guò)來(lái)安慰他，請(qǐng)他早點(diǎn)休息，以便第二天早些去普伊勒堡。幾近狂躁的巴斯德聲明，他在6月2日這天不會(huì)親自去普伊勒堡，而是讓魯克斯一個(gè)人去接受觀眾的羞辱。

在以往眾多的公開(kāi)實(shí)驗(yàn)里，巴斯德從來(lái)沒(méi)有失敗過(guò)，也從來(lái)沒(méi)有為失敗做好心理準(zhǔn)備。而在這個(gè)最為重要的公開(kāi)實(shí)驗(yàn)中，失敗的危險(xiǎn)就在眼前，這讓他感到無(wú)邊的痛苦。

如果把這個(gè)試驗(yàn)放到現(xiàn)在來(lái)看，這一結(jié)果已經(jīng)讓人歡欣鼓舞了，因?yàn)閮山M之間已經(jīng)出現(xiàn)了非常明顯的差異，意味著疫苗接種產(chǎn)生了效果。但在巴斯德的年代，科學(xué)中還沒(méi)有統(tǒng)計(jì)的概念。人們更希望看到的是一個(gè)黑白分明的結(jié)果，尤其是在這樣的公開(kāi)實(shí)驗(yàn)里更是如此。

6月2日早上，巴斯德沒(méi)有去普伊勒堡的現(xiàn)場(chǎng)，而是在巴黎的實(shí)驗(yàn)室里等待來(lái)自默倫的電報(bào)。上午九點(diǎn)剛過(guò)，電報(bào)從默倫傳來(lái)。在打開(kāi)電報(bào)的一剎那，巴斯德臉上的焦慮消失了，取而代之的是激動(dòng)和欣喜。

前一天那只看上去快要死去的、接種了疫苗的小羊活下來(lái)了，而沒(méi)有接種疫苗的動(dòng)物已經(jīng)出現(xiàn)了大面積死亡。接種疫苗的6頭牛健康完好，而沒(méi)有接種疫苗的那4頭卻處在嚴(yán)重的病痛之中。

6月2日下午兩點(diǎn)，巴斯德在家人的陪同下再次來(lái)到了普伊勒堡農(nóng)場(chǎng)。在這里迎接他的，不僅有當(dāng)初的觀眾，更有熱烈的掌聲和歡呼……

05 名揚(yáng)天下

普伊勒堡公開(kāi)試驗(yàn)的結(jié)果引起了巨大的轟動(dòng)，整個(gè)法國(guó)都為之興奮不已。這次試驗(yàn)的成功不僅將給畜牧業(yè)帶來(lái)巨大的利益，也是法國(guó)科學(xué)界的一項(xiàng)偉大成就。巴斯德在普通民眾中贏得聲譽(yù)的同時(shí)，也成為了整個(gè)國(guó)家的驕傲。

因?yàn)槠找晾毡ぴ囼?yàn)的巨大影響力，巴斯德減毒疫苗試驗(yàn)成功的消息也迅速傳到了國(guó)外，尤其是疫苗的發(fā)源地——英國(guó)。即將在當(dāng)年8月于倫敦舉行的國(guó)際醫(yī)學(xué)大會(huì)的組委會(huì)向巴斯德發(fā)出了邀請(qǐng)，希望他能作為特別嘉賓到場(chǎng)。

1881年8月3日，巴斯德在兒子和女婿的陪同下到達(dá)圣詹姆斯大會(huì)堂。當(dāng)他被邀請(qǐng)走向講臺(tái)時(shí)，全場(chǎng)爆發(fā)出掌聲、歡呼聲和喝彩聲。毫無(wú)心理準(zhǔn)備的巴斯德以為觀眾歡呼的是即將到來(lái)的威爾士親王，但大會(huì)主席、外科醫(yī)生詹姆斯·佩吉特爵士告訴巴斯德，觀眾致敬和歡迎的正是巴斯德本人。

在大會(huì)的開(kāi)幕致辭中，佩吉特爵士指出醫(yī)學(xué)的三個(gè)主要目標(biāo)：新穎性、實(shí)用性和慈善性。當(dāng)舉例加以說(shuō)明時(shí)，巴斯德成為了佩吉特唯一提到的名字，全場(chǎng)再次爆發(fā)出熱烈的掌聲。

作為大會(huì)的特邀嘉賓，巴斯德還發(fā)表了關(guān)于炭疽病疫苗的演講：

• “……在結(jié)束發(fā)言之前，請(qǐng)?jiān)试S我告訴大家，作為倫敦國(guó)際醫(yī)學(xué)大會(huì)的一名參會(huì)者，我向大家介紹了一種疾病的‘疫苗接種’方法，這種疾病對(duì)家畜的危害可能比天花對(duì)人類的危害更可怕。想到這一點(diǎn)，我感到非常高興。我對(duì)‘疫苗接種’一詞進(jìn)行了擴(kuò)展。我希望科學(xué)界能將此視為對(duì)你們的詹納——英國(guó)最偉大的人物之一——的功績(jī)和巨大貢獻(xiàn)的敬意。我很高興能在倫敦這座崇高而好客的城市的土地上，為這個(gè)不朽的名字增光添彩！”

就是在這次國(guó)際醫(yī)學(xué)大會(huì)上，巴斯德對(duì)“疫苗接種”這一名詞的含義做了延伸。原本這個(gè)名詞指的是“牛痘接種”，現(xiàn)在巴斯德將它擴(kuò)展為泛指所有的疫苗接種。在向疫苗發(fā)明人詹納致敬的同時(shí)，巴斯德自己也贏得了世人的尊敬。

普伊勒堡的公開(kāi)試驗(yàn)，不僅讓炭疽病疫苗得以迅速普及，也讓巴斯德一戰(zhàn)封神。