利用實驗以驗實,是自然科學得以建立及進步的根本。科學家先從觀察中歸納得出假說,然後設計並進行實驗,以驗證、修正,甚或推翻假說。這種做法後頭的根據是「科學決定論」(scientific determinism),也就是說:在相同的條件下進行相同的實驗,會得出相同的結果。
對研究物質世界的物理及化學學門而言,這種科學方法從十五世紀文藝復興及十七世紀啟蒙運動以降,已成了顛撲不破的法則。伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)的名言:「可以測量的都該予以測量,至於還測不到的,則要想辦法使其可以測得。」就是這種實驗精神的極致表現。
然而長久以來,醫學卻是上述實驗精神的化外之民。臨床醫生的訓練除了熟讀前人所撰醫書外,著重的是經驗傳承及技術養成,少有醫生會質疑行之有年的做法,也少有醫生願意花時間在動物或病人身上進行實驗。這種現象在二十一世紀的今天,還可以說是分工下的產物,因為除了醫生外,另外還有一大批所謂的基礎醫學研究人員,幫忙分攤醫學研究的工作,所以醫學的進步不成問題,只不過二十世紀以前的情形,卻大不相同。
一來,當年專職的醫學研究者少之又少,多是由醫生在行醫之餘當成嗜好進行;再來,許多醫生受到「生機論」(vitalism)的觀念影響,而對生物實驗裹足不前。所謂生機論,是說生物體當中有種不可捉摸、且變化多端的「生命力」存在,如以生物體作實驗,不可能得出前後一致的結果。因此,生機論者就不認為生物實驗是可行的做法。
生機論者最常提出的一項論點,是說同一種藥物或手術,用在罹患相同病症的不同個體身上,結果可能完全不同。只是這些人沒有想到,生物實驗的變異性過大,是由於生物體內外可變的因素太多、不易完全掌握所致,而與生命力無關。
十九世紀許多著名的生物醫學研究者,都與生機論者有過論戰。他們發現:生物體的運作,一如無生命的物質世界,也遵循物理及化學的法則,只要實驗者將引起誤差變化的因子減至最少,生物實驗的結果絕對也是可以重複驗證的。時序進入二十世紀,生機論已為多數有識之士摒棄,但其陰魂依然不散,存身於許多另類療法、特異功能的宣稱之中。
實驗醫學的傳統可以說從西元第二世紀的希臘醫生蓋倫(Galen,c. 130-200)就開始了。由於動物死後,動脈裡的血都給推到靜脈,所以是空的,也因此之前的醫生認為,動脈的功能是在傳導「生命之氣」,而非血液。至於切開活體動物的動脈會有血液流出,他們則說是從相連的靜脈傳送而來。為了駁斥這種說法,蓋倫在活體動物身上分離出一條動脈來,並在兩端打上兩個結,再將該段動脈與其他組織(包括靜脈)分離;然後他將該段動脈切開,放出其中血液,而得出活體動脈當中,確實有血液流動的證明。此外,他還藉由切斷豬的喉返神經,來證明聲帶的發聲是受神經控制,而非心臟。
雖然蓋倫是他那個時代最偉大的實驗者,但他豐富的想像力也無與倫比;他不但對任何的問題都有一套自圓其說的解釋,他更留下大量的醫學論述,使得其後長達一千多年的西方醫學都受其權威宰制,而停滯不前。一直要到文藝復興及啟蒙運動以後,才逐漸開始有人以活體動物進行實驗,其中尤以本系列文章的主角--伯納(Claude Bernard,1813-1878)最為後世稱道。
絕大多數的科學工作者,做的只是補白的工作,真正從事構圖的,少之又少,也唯有後面這些人才得以名留青史,伯納就是其中一位。他為後人所熟知的貢獻主要有以下兩點:其一、他寫了一本已成經典的著作:《實驗醫學研究入門》(An Introduction to the Study of Experimental Medicine,1865);其二、他建立了多細胞生物體擁有「內在」與「外在」兩個不同環境的觀念。前者為他贏得了「實驗醫學之父」的稱號,後者則讓他在生理學史上永垂不朽。

《實驗醫學研究入門》一書可說是實驗生物學的聖經,其英文全譯本於 1927 年出版,目前在市面流通的是 1957 年的再版。雖說是一百四十年前的著作,但讀來絲毫不覺艱澀,其中嘉言警句,仍不斷為後人引用。譬如他在該書序言中寫道:「應用正確觀念以及準確事實進行推理,通常可以得出正確的結論;但如果根據的是有誤或不準確的觀念或事實,則只會導致錯誤。這也就是為什麼醫學要用上實驗方法的理由。」諾貝爾獎得主梅達華(Peter Medawar,1915-1987)稱讚該書為:「由真正動手的科學家對於科學方法所做的最睿智評斷。」
原載 2005/01/11 中副「生理人生」專欄