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盖伦对医学的发展有重要的贡献，是继古希腊医生、医学奠基人希波克拉底之后最重要的古代医学理论家。也许有些读者会想当然地认为古代医学家的作品应该是相当鄙陋的，而事实上并非如此。现有的盖伦作品经过整理后，数量竟多达22卷，共计2500万字，这还不包括据说已失传的三分之一。盖伦认为自然界的万物均有灵性，人类亦然，人的身体受灵魂操控。这种观点与基督教的某些理论正好吻合，因此虽然他并非基督徒，但由于他对人体的这种解释颇合教会的胃口，他的著作也由此得以流传。教会认为，任何与盖伦观点相左的看法都是邪恶的，应该受到诅咒和惩罚。盖伦的学说就这样与宗教、迷信彼此纠缠着流传于世，在2～16世纪长达一千四百多年的漫长岁月里，一直被奉为医生和解剖学家的“圣经”，对医学影响极大，并作为权威的说法制约着医学的发展。
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此后的几百年间，又有学者陆续描述了诸如肺动脉、主动脉等解剖结构，但是他们都未能对盖伦的主要错误有所纠正，甚至有人煞有介事地描绘了盖伦提出的由右心通往左心的小孔。这种因迷信权威而导致的对客观事物进行错误主观描述的现象，在后来的医学发展中也常常上演。
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文艺复兴运动时期形成的解放思想、重视实验研究的良好气氛，使一些有为的学者和医生开始质疑和挑战教会所推崇的盖伦的权威理论。当时的学者们已经发现心脏其实是四个腔，而非亚里士多德认为的三个。
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达·芬奇是文艺复兴运动的先驱，他在十四岁时成为佛罗伦萨一名艺术教师的学徒，这位老师要求他的学生都要学解剖。十年后，达·芬奇成长为一名非凡的艺术家，得到了许多资助甚至特权，应该说是艺术将他引向了解剖学。他以一种近乎病态的痴狂进行解剖研究长达五十年之久，还被授权可以在佛罗伦萨的一家医院进行尸体研究。据说这位艺术家在尸体堆里度过了许多个特别的夜晚……这些不同寻常的经历让达·芬奇对人体结构有了深入的了解，并能够画出真实精准的内脏解剖图。达·芬奇曾经对心脏的结构和功能进行过细致的观察，在他的手稿中记载着如何将蜂蜡注入牛的心脏，以便了解心室的形状及其功能。他还研究了心脏瓣膜的结构和功能，甚至到了五百年后的2005年，他有关心脏瓣膜的绘图作品，还启发英国帕普沃思医院一名心脏外科医师发展出了一种修复心脏瓣膜脱垂的新术式。这种对准确的追求，显然不同于古希腊哲学从思辨和空想出发的认识论，他通过实践探索世界的奥秘，而不盲目接受传统观念或崇拜古典著作。这种观念后来经伽利略发展，由培根总结成为近代自然科学的基本方法。遗憾的是，达·芬奇这些有关心脏的认识在当时没能产生广泛深刻的影响，他的许多工作是几百年之后人们发现了他的手稿才公之于世的。
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近代解剖学奠基人，比利时医生、解剖学家维萨里（Andreas Vesalius, 1514—1564）出生于达·芬奇去世前五年。他进入大学时，文艺复兴正处于高潮，但医学院还未完全摆脱中世纪的精神桎梏，解剖教学只是对盖伦学说抱残守缺，实验对象多数时候只是狗或猴子等动物材料，人体解剖的机会极少。这种教学方法实在无法令维萨里满意，于是他就自己去刑场和墓地寻找尸体。这种行径当然既违背道德又违反法律，所以他只能在半夜出没，解剖也需要偷偷摸摸。为了降低腐烂速度，他常在寒冷的冬天进行操作。就是在这样艰苦的条件下，他认真从事尸体解剖，翔实记载人体结构，积累了许多前所未有的第一手资料，纠正了当时一直沿用的盖伦解剖学中许多关于人体结构的错误说法。在对心脏的解剖过程中，他没有找到盖伦提到的心室中隔上存在的从右心室通向左心室的小孔。因此他疑惑：血液究竟通过什么途径从右心室进入左心室的呢？维萨里对盖伦学说的信任也一度超过了他自己的眼睛，他在著作中写道：
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“在不久以前，我还不敢对盖伦的意见表示丝毫的异议。但是中隔却是同心脏的其余部分一样厚密而结实，因此我看不出即使是最小的颗粒怎样能够从右心室转送到左心室去。”
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最后他选择相信自己的亲眼所见，抛弃了盖伦的观点。不唯书不唯上只唯实。他认为研究活体现象的正确道路，不是去问盖伦曾经说了些什么，而是用自己的眼睛去观察事物的本来面目。维萨里奠定了近代解剖学的基础，也促进了近代生理学的诞生。他在1543年出版了《人体的结构》一书，详尽阐明了自己的学术观点，当时他还不到二十九岁。
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选择相信自己的眼睛而不是迷信权威的学者，在这一时期不止维萨里一位。他的同学，西班牙医生塞尔维特（Michael Servetus, 1511—1553）在1553年出版的一本著作中发表了他对人体血液循环的发现。他明确地否定了盖伦关于血液从右心室穿过中隔进入左心室的学说，提出了血液从右心经过肺到左心的洞见，这其实就是肺循环的概念。他在书中阐述的肺循环是人类探索血液运行方式的一次重大飞跃。后人称赞塞尔维特是欧洲第一个具有血液循环思想认识的人，也是第一个对盖伦的“潮汐说”进行有力驳斥的人。
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关于塞尔维特的死因，在中国国内有一个较为煽情的说法：“正当他将要发现血液循环过程的时候，加尔文便烧死了他，而且还活活地把他烤了两个钟头；而宗教裁判所只是把布鲁诺简单地烧死便心满意足了……1553年10月27日，塞尔维特被绑在火型柱上。他的头颈上套着花环，那是被硫磺浸过的，花环的铁链上扣着他的著作，脚下堆着其他的著作和湿稻草及青树枝。行刑的牧师最后一次问塞尔维特是否愿意放弃自己的学说，塞尔维特保持庄严的沉默。昏暗的闷火和浓重的烟雾，不仅吞噬了一位杰出的科学家，而且使医学史上具有划时代意义的血液循环发现推迟了半个多世纪。”
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一个科学烈士的形象就这样被塑造出来了。但西方提到他的死因时，则主要归咎于当时的宗教争端。事实上，与其说塞尔维特死于科学与宗教的斗争，不如说其死于宗教内部的倾轧。他出版于1553年的那本提到肺循环的著作《基督教的复兴》，其主旨是批判“三位一体”旧教义，倡导一神教派新教。这当然是旧神学顽固势力所不能容忍的，再加上他本人也过于激进，这才惹来了杀身之祸。维萨里的结局也有一个类似的误会。他死于被判耶路撒冷朝圣之后的归途，当时他的著作已出版二十年，将宗教裁判所对维萨里的迫害简单地归结为其解剖学研究，是缺乏证据的，西方通常认为这是后世的以讹传讹。
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与塞尔维特同时期的意大利博物学家、医生塞扎尔比诺（Andrea Caesalpinus, 1524?—1603）在1571年和1593年出版的两部著作中分别提出了区别于盖伦学派的重要看法。他认为血液在心脏收缩时被排放到动脉（包括肺动脉）中，而在心脏舒张时则从腔静脉和肺静脉流回心脏。他还认识到，流向组织的血液只能通过动脉，而流回心脏的血液只能通过静脉。可以说，塞扎尔比诺不但形成了肺循环的观点，而且也具有体循环的概念。这已经和现代血液循环的科学观念十分接近了。
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前面提到的几位学者，都在不同程度上动摇了盖伦学派的观点，与此同时，盖伦学派的学者们也有新的解剖学发现，当然，这些发现是用来验证盖伦的“正确性”的。法伯瑞奇（Hieronymus Fabricius）就是盖伦学派的著名代表，他的贡献在于发现了静脉中瓣膜。但他只在1574年的著作中详细描述了瓣膜结构、位置和分布，没能正确地解释瓣膜的作用；因为按照盖伦学派的理论，无论动脉还是静脉，血液的方向都是如同潮汐一般可进可退的，其区别仅在于动脉与左心相连，而静脉与右心相连。我们现在知道，静脉瓣膜的作用是确保血液可以朝向心脏流动，避免反流。而法伯瑞奇由于坚持盖伦学派的观点，错误地以为瓣膜可以对血液的流动起一定程度的阻滞作用，以免其像洪水一样突然涌向手或脚。
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亚里士多德和盖伦对心脏的观点一直影响了人类千余年，从1543年到1593年这五十年间，我们不难发现人类对心脏和血液循环本质的认识速度大大地加快了。上述前赴后继的种种探索一点一点地动摇着陈腐的血液“潮汐运动说”，一个崭新的科学的血液循环学说即将诞生。
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在英国埃塞克斯市汉普斯特德教堂（离伦敦约80千米）的一处纪念碑上，有这样一句话：“发现血液循环，造福人类万世不朽。”这是威廉·哈维（William Harvey, 1578—1657）的墓志铭，人们以此来纪念其在医学上的卓越贡献。
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哈维出身于英国肯特郡福克斯通的一个小绅士家庭。他十六岁入剑桥大学学习，十九岁获学士学位，1600年到意大利帕多瓦大学学医，1602年获医学博士学位。当时的帕多瓦大学极负盛名，有很多著名的学者在那里工作，比如前面提到的维萨里和发现静脉瓣膜的法伯瑞奇。哈维曾向后者学习解剖学，法伯瑞奇的这一学术贡献，正是促使哈维思考血液循环规律的出发点之一。法伯瑞奇在教学中广泛使用尸体解剖的演示，给哈维留下了深刻的印象，大概从此时起，哈维便抱定这样的信念：“解剖学家不应该凭着书本学习和教课，应学习解剖并以解剖进行教学。”
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哈维在这里受到了文艺复兴时期进步思想的深刻影响，并有机会接触到了关于血液运动研究的新资料，这成了哈维提出血液循环学说的重要基础和前提。
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哈维二十四岁时学成回国，担任圣巴托罗谬医院的内科医生。在行医的过程中，他越来越有名望，于1618年被选为内科医师协会会员，同年成为英王詹姆斯一世的御医，后来又当了英王查理一世的御医。查理一世和哈维关系很好，甚至和他一起观察过小鸡的心脏跳动。
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1615年哈维被选为伦敦医师公会的解剖学教师，从1616年4月起，哈维开始讲授解剖学，并公开宣讲他所创立的血液循环学说。1628年哈维出版了《动物心血运动的解剖研究》一书，这本只有72页的册子清楚地描绘了“静脉—右心房—右心室—肺动脉—肺—肺静脉—左心房—左心室—主动脉—全身动脉—静脉”的血液循环路线，宣告了关于人体血液循环运动科学理论的正式诞生。这一年，距他的老师法伯瑞奇去世刚刚九年。
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与以前的探索者相比，哈维并没有发现新的、重大的解剖学事实，可为什么他能够揭示血液循环真正的奥秘，成了破解这一千年谜题的最核心人物呢？
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也许我们可以从他的研究过程中寻找答案。
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既然哈维思考的出发点之一是其老师法伯瑞奇对静脉瓣膜的发现，我们不妨也从此入手。法伯瑞奇对静脉瓣膜的解释不能令哈维感到信服，他敏锐地觉察到，静脉瓣一定同某种特定的功能相联系。这种直觉可能是他在接触了大量新近的关于血液运动的学说之后产生的，他猜测静脉瓣的作用可能在于确保血液只能作由静脉流入心脏的单向运动。
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为证实这一猜测，他做了这样一个简单直观的实验：用带子扎紧手臂，发现远心端（手掌方向）的静脉膨胀——这不正是现在静脉采血时普遍的做法吗？随后他用手指向远心端挤压，观察到远心端的静脉更加膨胀，而带子以上的静脉血管则呈空瘪状态。这个实验无疑证明了哈维的猜测，同时也表明他的老师法伯瑞奇所说“瓣膜可以对血液的流动起一定程度的阻滞作用，以免其像洪水一样突然涌向手或脚”，这个认识是错的。静脉瓣膜显然无法使血液从静脉流向身体各部分，血液只能从动脉流向身体，静脉瓣膜最终将使血液从静脉返回心脏。
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然而推翻一个旧学说，并非像推倒多米诺骨牌那般，否定了个别细节，其整个理论就自然而然土崩瓦解了。毕竟推翻盖伦的理论并非哈维的终极目标，他想要做的是建立符合客观事实的新学说，这就需要扎扎实实地对自己的每一步假设小心求证。
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对静脉瓣膜作用的科学解释，仿佛是将统治了医学界千年之久的旧学说撕开了一个口子。哈维乘胜追击，顺势又研究了动脉瓣、二尖瓣与三尖瓣。他发现了这些瓣膜的一个共同作用——它们是控制血液单向流动的机械阀门，可以保证血液由静脉流入心房，由心房进入心室，再由心室射入动脉。
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