【科学】陆地动物能变成鲸吗

文章转载自科学季刊《创造》的焦点——创造新闻和观点

鲸类(包括鲸和海豚)虽然终生都在水中生活,却不是鱼类,而是哺乳类动物。进化论者认为,鲸类是从一些陆地哺乳动物返回到海里生活而进化来的,并主张:“某些陆地哺乳动物前腿变成鳍,后腿消失了,身体失去了皮毛,呈现出适合水下生活的流线体型”。

一、一道无法跨越的鸿沟

事实上,鲸类和陆地哺乳动物的差异是非常巨大的,尾巴就是例子之一。鲸类不但有强大的尾巴,并具有很大的水平尾鳍,可实现高效的游泳。而且鲸类的摆尾方式与陆地哺乳类动物截然不同,它们不能像陆地动物或鱼类那样左右摇摆尾巴,而是上下摆动尾鳍来游泳。

▲ 鲸与海豚

这种摆尾方向的差异看似微不足道,其实不然。这足以证明所谓“鲸是由陆地哺乳动物进化而来”的故事不可能是真的。因为如果陆地动物的尾巴改变为上下摆动,会让生殖器官压迫在盆骨上,反复并强力地进行这样的动作,会严重降低这个动物的生殖能力——即使它能够获得更强的游泳能力,但代价却是让这个动物“断子绝孙”而灭绝。 

而且要形成鲸的尾鳍,并实现有效的上下摆尾,这必须同时发生多种基因改变,使尾巴变大并长出水平尾鳍,同时让盆骨和后肢变小,盲目随机发生这些突变已经极为困难。而且在盆骨和后肢不断缩小过程中,会无法支撑动物的体重;但这时盆骨还是没有小到能使尾巴有效地上下摆动的程度,此时这动物既难以适应陆上的环境,也难以适应水中的环境而被淘汰。

▲ 鲸的尾鳍

二、更多鸿沟要跨越

陆地哺乳动物要转变为鲸类,须改变的远远不止尾鳍,至少还包括:

  1. 改变眼睛的构造以适应光在水中的折射率,并且可以承受水下的高压。
▲ 上下摆动的鲸尾鳍

2. 改变耳朵的设计,即能吸收声波也且可以承受水下的高压。

3. 将脸前部的鼻孔的位置改到头的顶部,成为头顶上的气孔,这是极“危险”的工程,鼻孔及其相连的呼吸道移动时必须不能影响重要且脆弱的眼睛和大脑。

4. 增大肺部容量以适应长时间潜水。

5. 将全身皮肤的汗腺转变成厚厚的鲸脂,不但可以维持体温,还能减少身体比重,有利于游泳;

6. 将全身的体型改变成适应在水中游动的流线型;

7. 前肢变为鳍,后肢消失,有些鲸类还有背鳍(如虎鲸和海豚);

8. 还必须建立一项关键本能,确保幼仔在水下哺乳时不会溺亡,这是一项关乎后代生死的“适应”条件。

9. 须鲸能接收到频率低到人类难以察觉的次声波,它们通过次声波可以远距离沟通;而齿鲸依赖超声波进行沟通。海豚还有非常出色的水下超声波声呐系统,能远距离精确探测和定位水下的猎物。 

▲ 海豚捕食

三、“盲目随机渐变”无法跨越这些鸿沟

正如进化论者安东尼·马丁(Anthony Martin)的评论:“这种适应是通过身体的每一个部分的改变而获得的……要适应水中生活,身体的其余部分都会发生根本性的调整。”3

进化论的盲目随机渐变方法是没有预见性的,没有智慧,不懂DNA的语言或游泳的知识,不能变出鲸类系统性地适应海洋生活的特征,随机盲目乱变只会让动物被淘汰。实际上,并没有发现陆地动物进化为鲸类有说服力的中间过渡动物的化石4,鲸由陆地动物进化而来的故事只是基于想象。这些鲸类精妙的身体特征都指向了智慧的设计和大能的创造。

参考资料

1. 封面、插图:百度百科,维基百科;

2. creation.com/to-make-a-tail-for-a-whale;

3. Anthony R. Martin, Whales and Dolphins, Bedford Editions, London, p. 12, 1990. 

4. creation.com/whale-evolution-fraud;

5. Refuting Evolution—Chapter 5 by Jonathan Sarfati, Ph.D., F.M.

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【数学】数学界的奇人妙事

节选自《数学和数学家的故事》 作者 李学数 上海科学技术出版社

我们努力去了解伟大的作家吧,爱他们,陶醉在他们的天才中吧。但是我们要小心,不要把他们贴上标签,像药剂师的药品那样。——罗丹(Rodain)

数学家和普通人有什么不同?

我想他们和一般人一样有七情六欲,也有喜怒哀乐,只是他们从事的工作由于多数人不了解,因此一些人都以为数学家是很奇怪的人。

我的一个朋友是大学教授也是数学家,他对我说他有一次参加一个朋友的婚礼,朋友的亲戚最初围绕他有说有笑,但在有人问他从事什么职业,他说他是数学家研究整数的性质。

周围的人都纷纷说他们数学不好,很怕数学,最后大家好像连带也害怕从事数学研究的他,大家敬而远之。

他说他发现他是无趣的一个人孤单地站在那里喝酒,真是要洒一点伤心泪!

我这里想讲一讲一些数学家的趣事,了解各种各样的人,以后如果你有机会碰到一些数学家你就不会觉得他们是可怕了。

希望你们会喜欢他们,不过要像罗丹所说的不要随便在他们身上贴上标签!

不喜欢写信的怀特海德

怀特海德(Alfred North Whitehead 1861-1947)是英国著名的数学家,他是罗素的老师。当他工作时他可专心一志,旁若无人。

有一次夏天罗素带他的朋友去看怀特海德。当时他正坐在花园一个荫凉的角落在写数学文章。

当时罗素和朋友距离他只有一码距离,看他在纸一页一页地划数学符号,完全不知道他们的到来。

过了一会儿,他们只好带着敬畏的心情悄悄地走开。

怀特海德不喜欢给人写回信,有一次罗素写信向他请教一个数学问题,当时他正准备和法国数学家庞加莱(H. Poincare1854-1912)打笔战,因此急着想从老师那里得回信,他没有回信。

罗素再写一封信,怀特海德仍没有回信。

罗素打了一个电报给他,他依然保持缄默。

罗素又打了一封付好回资的电报给他,仍然没有回音。

最后只好亲自跑到他住的地方向他当面请教。

假如他的朋友有人收到他的信,大家便会集合起来恭喜接到信的幸运者,人家问怀特海德为什么不回信,他说:“假如我经常要给人写回信,我就没有时间从事于独创性的工作了。”

罗素是怀特海德的学生,以后还是同事,两人合作写书。罗素的第一夫人阿丽丝和罗素分居九年,而罗素找到一个红粉知己奥托林女士,怀特海德知道他们两人相爱,可是不方便在旅馆幽会,就常常出外旅行,要罗素在他们不在的时候看管他们的伦敦的漂亮房子,以提供机会给罗素作为和女友幽会的场所。

以后他们夫妻还花些时间协助罗素处理他的婚姻问题。

怀特海德是一个哲学家,他的哲学思想有一些中国的色彩,他在自己的 1978 年的论著:《过程与实在》(Process and Reality)一书写道:“在这样一般状态下,机体论哲学似乎更接近于印度的或中国思想的某些色彩而不是西亚或欧洲思想的色彩。一方面视过程为根本,另一方面视事实为根本。”

举例来说在该书的 348 页,他说:

“说上帝是永恒的,世界是流变的,和说世界是永恒的,上帝是流变的,同样真实。”

“说上帝是一,世界是多,和说世界是一,上帝是多,同样真实。”

“说上帝与世界比较起来是卓越地真实的,和说世界与上帝比较起来,是卓越地现实的,同样真实。”

“说世界内在于上帝内,和上帝内在于世界之内,同样真实。”

“说上帝创造世界,和说世界创造上帝,同样真实。”

他的这种对比,非常像老子的学说。如果你有过看《易经》会觉得好像是从易经翻译过来。

他说:“哲学是以有限性的语言去表达宇宙的无限性的一种尝试或企图。”他还说:“我主张哲学是对抽象概念的批判。它有双重作用:第一是使抽象概念获得正确的相对地位,以求得彼此的和谐。第二是直接对照宇宙中更具体的直觉,以求完成它们;因而促进更完整的思想体系之形成。”

辛格和日本庙签

I. M. 辛格(I.M. Singer 1924-)是美国著名的数学家,曾在麻省理工学院(MIT)及加州大学柏克莱分校教书。

辛格在一般微分几何学上有重要的贡献。在 1965 年日本的京都数理解析研究所举办美日微积几何学专题研讨会,辛格是美国来的十几位代表之一。

在开会空档时间他去参观京都美丽的市容,他进入一间佛教寺庙,看到人们抽取庙签,他也入乡随俗拿了一张庙签。

回来开会的场所,他掏出袋子里的庙签请日本数学家解释里面的内容。

日本数学家说:“您不久可以得到一个可爱的女孩”。

辛格以为这位日本教授知道他的太太在怀孕,因此故意开玩笑,也就不把这事放在心上,可是在后来问了几位其他日本教授,他们也是这样翻译,并且有人说这寺院的庙签是很灵验。

他回去美国之后,后来果然生了一个很可爱的女儿。他给朋友写信:“日本的庙签真是灵感,说我有孩子,而且还是女孩,真准!”

辛格后来在杨振宁的 Yang-Mill 方程有很重要的工作,引起许多数学家纷纷研究这方程。

意外死亡的富兰克・亚当斯

富兰克・阿当斯(J.F. Adams.)是剑桥大学天文学与几何学教授,他是近世代数拓扑学(Algebraic topoclgy)一位杰出的数学家,可惜的是他在 1989 年 1 月 7 日在一次车祸中过世。

他的工作在数学上是很重要,可惜很难对一般的读者解释,可以说他的贡献在一百年之后还会在数学史上像牛顿那样被人追忆。

1986 年德国海德堡大学庆祝建校 600 周年特别颁给他名誉博士学位,在举行颁学位仪式,他必需给一个演讲。他不想用英语讲,同时他感到他的德语不是那么的好,讲来可能所有的人会觉得莫名奇妙。

他是很认真的人,于是就用拉丁语(在欧洲已经几乎是绝迹的语言)。他把演讲稿写好,里面包含了一些笑话,然后请人教他用正确的德国发音拉丁语,于是他很骄傲地用德国音调给了拉丁语的演讲。

他对政治并不太有兴趣,可是遇到一些认为不合理的事他就会起来抗议。在 1986 年美国对利比亚袭击。他给美国的朋友写信说:“在利比亚那里,里根总统和撒切尔夫人成功地使你们美国的不沉航空母舰 Airstrip One 看上去像一个打手的配角。在事件发生前的那个星期日,我的妻子克莉丝(Grace)和我忙于向我们当地的美国基地提交抗议书,我并且试图对一个全副武装的美国卫兵说明,从打很久以前我就是美国的朋友,我只想看到的是美国为自己的最高利益行事。”

他在 1987 年写:“我性格中缺点之一,我就是没有像克莉丝所希望于我的那样,在政治上活跃。”

在 1983 年在波兰华沙举行国际数学家大会。由于西方许多国家的数学家因为政治原因不想去参加。亚当斯参加了,他给没有出席的朋友写自己的观感:“国际会议不是一件坏事,由于许多西方数学家们的缺席,这次会议没有开得像应该的那样好,他们包括许多特邀演讲人,他们已经接受了发言邀请但却不设法通知会议组织者他们不来。波兰人很不喜欢这一点,如果你不告诉人家是在抗议,那么做这些抗议之类的事又有什么用呢?许多发言的人把自己的演讲献给波兰数学家(当然是曾经在或是在监狱中的);这就更受人们的欢迎……”

在他信中他也描写了他的一个怪癖,只要看到眼前有最高的物体,他就想要爬到它的顶端,不管它是座建筑物还是座山。

“我还细致地游览了科学与工业宫,这次数学会议就是在这里召开的……普通瞭望台设在第 31 层,一般的电梯则开到第 33 层。再上去另有一部电梯,据推测是为工作人员专用的,它从第 33 层开到第 45 层。由于全是爬楼梯观光,所以我能很好了解地形,而且对什么时候电梯没有而只有楼梯也毫不在意。我发现几个更好更合适的瞭望点高高地在楼塔里,这里的鸽子看到了我,非常惊讶。塔的顶部是一个直立管形的钢尖。因为我已经不再去理会所有的波兰文告示,我猜测它们肯定是禁止一切未经许可的人员再往上走,于是就往上爬登上塔尖,直至往上放着一个梯子的地方。”

亚当斯喜欢乡村的生活,他也喜欢园艺。他在海明福特・克莱(Hemingford Grey)的家的后院设计了一座半圆形多年生植物园,在屋子的一边他造了种纸莎草的园池子,有一次一只癞蛤蟆跑来定居,他的女儿凯蒂(Katy)好高兴,说那有紫铜色眼睛的癞蛤蟆是一个可爱的家伙,吃饭要在池边吃,可以好好地不断欣赏。

亚当斯也喜欢做复杂的木工活及涂瓷釉。在 1975 年他为妻子做一只首饰匣为生日礼物。它用日本栎木,配上很多用暗锁接合的接缝,黄铜铰链和锁,杉木隔底盘等等。为了提防匣子做坏,他同时做了两个匣子的毛坯,一个坏了,另外还可做一个。

第一个匣子开始并不太好,放在集中取暖的屋子,它的盖子会内凹,他把匣子拿出来,把盖子去掉,刨去同匣子其余部分配合不好的地方,最后做好,第二只首饰匣也做得非常好,当拿去作圣诞礼物时,使人非常惊讶它和第一只匣子是很漂亮的一对。

亚当斯过世了,许多人很怀念这位见到山就爬,爬过苏格兰的山,日本的一些山的数学家。这个数学家待人谦和,不会嚣张,可是却爱开跑车,和他性格不相配,最后死于车祸真是令人惋惜。

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【文摘】赫兹:全世界每一个电台,每天仍在呼唤他的名字

作者/张文亮

来源/科学大师的求学、恋爱与理念

海因里希·赫兹(德语:Heinrich Hertz,1857年2月22日-1894年1月1日)

象牙塔中的独白

在温雷克古堡(WindeckCastle)的长春藤下,

止不住兴奋地对可爱的伊,

讲述自己的电磁学研究心得:

『你知道电磁波吗?  

知道无线电波接受器吗? 

知道电位差产生的电弧吗? 

知道如何自制巨大的电池吗? 

知道如何检定电流的惰性吗?那是……』

伊利沙白小姐微笑地听这位紧张的男士

滔滔不绝地讲…… 

就是当时物理系的高材生,也不会懂的内容,

伊只是用微笑的眼神,鼓励他讲下去…… 

知道那是他一生执着,不计名利的

研究菁华。 

到落日余晖染红小山麓上的冷杉树,

整整四个小时,

他才讲完电磁学实验,接着问:

『那你愿意……嫁给我吗?』  

孤独的一条电波,在寻找一声爱情的共振。

『是的,我愿意。』伊利沙白坚定地答道。

伊没有想到这声肯定,燃起

一个颓丧男人的生命热忱,

建立了日后全球无线电波通讯网路,

迄今全世界每一个电台,每天仍在唤出他的名字——

 Hz(赫兹)  

知道他是谁吗?  

德国物理学大师——『电磁波王子』赫兹。

公元一八六〇年德国的『铁血宰相,俾斯麦在议会上狂吼:「只有权力!只有权力!!才能重组德意志联邦,才能打败我们的敌人!」从此欧洲大地染满青年人的鲜血,弥漫重炮的硝烟。

唰!唰!唰!……一队队精良的德国陆军举着军旗,在大将毛奇(Count Helmcith Moltke)的率领下走上边疆。鼓号连天,『上刺刀,冲锋!杀……』一八六四年击败丹麦,一八六六年击败奥地利,一八七O年再击败法国,一八七一年巴黎的防卫军在毛奇的重炮口下,像是一排等死的蚂蚁……

胜利!胜利!不断的胜利!一八七O年的德国年轻一代,掀起崇拜军事武力的狂热。雄伟的目标、激情的口号、有效率的组织,把全国人民塑造成一模一样的东西。却有一个人例外

〖起起伏伏的孩子〗

一八七六年九月,入伍的赫兹(HeinrichHertz)写信给父母道:『如果要医治一个懒惰的人,军队是最好的地方。每日每时,总有许多忙不完的事情。但是,我受不了每天都做同样事情的枯燥,真是在苦捱日子,而不是在学东西……车队在训练众人成为一致,我却天生无法与团体一致。六个月后,赫兹的父亲,动用关系让赫兹顺利离开军校。

赫兹进军校以前还在一所技术学院念工程系,他觉得工程太枯燥,日子灰色得很,他写道:『我怀疑我是这里多余的人。』因而转去念陆军官校。

离开军校后,他去德雷斯顿(Dresden)。因为高中时代数学成绩最好,他选择念数学系。念了半年,他觉得纯数学太抽象了,他写下:『这里的日子没有幽默、没有欢笑,又必须强迫自己完全投入。』

转到慕尼黑念建筑系,念了三个月又觉得没意思,再度转学到柏林大学念物理系。

当时除了他的母亲以外,没有人看得出来这位三心二意的学生,将来会成为首先发射无线电波,带动德国精密电学科技的人

〖母亲的特殊教育方法〗

赫兹一八五七年二月二十二日生于德国北部的汉堡(Hanburg),父亲是律师,母亲是法兰克福大学物理学教授潘弗努肯(Pfefferkorn)博士的女儿。赫兹在六岁能拿稳笔时,母亲就教他雕刻,培养他能够长期工作的专心与忍耐,奠下他日后能以熟练的双手制造精密光电仪器的基础。 

赫兹一生都感谢他的母亲:『到我六岁,每天晚饭以后,妈妈都花一小时念一篇长文章给我听,然后鼓励我发表意见,与我讨论。』(随手注:建议弟兄姐妹们也用这样的方法教育孩子,而不是一味地学习知识。)在德国那个鼓励军事发展,消除个人的歧异性的极权时代,赫兹母亲的教育方法,刚好与时代潮流相反,也造成赫兹日后特立独行的个性。 

〖读书与考试〗

赫兹在念中学时,就显出独特巧妙的制造能力。他的音乐并不好,但是他会自己造乐器;他的生物课也不好,但是他会自制显微镜;在化学课程,他自己烧制实验用的玻璃器皿。这种特殊的本领,几乎吓坏了学校老师。

赫兹这种非考试所能测出的成绩,令他的老师很难评断他在班上的名次。赫兹写道:『我妈妈每天陪我看书,每星期六自己给三个孩子考试。她永远比学校的考试早知道我们的程度。所以在学校考试时,我都不用紧张。她已在考试前责备或鼓励我们,考试的结果好坏,她不用看也知道。』

赫兹中学毕业后,还不知道自己这种善于制造的能力,该去哪个系就读最能发挥。他三年内转了四所学校,母亲并没有责备他,因为她知道自己孩子的能力

赫兹进柏林大学物理系后,就证明走对了!他在大学里出类拔萃。赫兹写道:『一个学生对于考试的成败,要抱着近乎『无知』的单纯,才能在不断的考试竞争中,失败了再来,失败了再来……不被失败打败,不致徒留在自责自怜的泥泞中。』 

〖旷野先知〗 

赫兹高度的创造力逐渐伸入一片留待开发的电磁学领域,一八七九年八月,他以《电流的惰性研究》获得研究论文比赛第一名。他给母亲的信上写道:『在精确的实验与努力里,绝对没有什么叫『失败』。如果没有达到预定的目标,只要调整向左或向右,都是正面的结果。』

一八八〇年二月,赫兹以电子动力(eletrodynamic)研究完成博士论文,他写下『对我而言,实验室是世界最美丽的角落,可以充分地发挥我那无止尽的热心。我对外面的大世界,没有丝毫的野心……我知道我是把生命当做一场实验,像是圣经里的施洗约翰,只能走到无人的旷野去呼喊真理,让世界上的人来听;我不可能为世界妥协我的原则。』他研究学问,不仅获得知识学位,也塑造他的生命个性。

他可以不理世界,但是现实却紧追不舍,要他低头。毕业后,他的深奥理论不能为他换来什么好工作,只好留校当了三年博士后研究。那段黯淡岁月,他仍持续研究电子学,怎能想到百年后,跟随他脚步的电机、电子工程学系的学生会这么热门抢手。

太超前的研究者,需要经过漫长的年日,世界才能了解他,加上赫兹不擅于交际,他写道:『我没有办法忍受社交场合里,没有意义的对白。我把一生的路弄得更狭窄了。』 

〖穷途末路〗 

一八八三年五月他终于找到第一份教职,在德国北部的军港基尔(Kiel)工业学校教机械科。这里没有实验室,他只好又开始烧制他的玻璃瓶、做电池,慢慢把简单的实验室装配起来。

他的空暇时间很多,经常一个人到海边的沙滩散步。孤单、工作不稳定、想家,使他愈来愈愤世嫉俗。他在一八八四年五月写道:『我深深地感到不公平——为什么人要有炫人的头衔,众人的眼光才会盯着你,却没有人在意你手上做了什么事?

一八八四年十二月他经历一次严重的失恋。这是一生中最灰色的日子,他也搞不清楚为什么会把自己弄到这步田地?他课堂上的学生都快逃光了,只剩七个人留下来听课;他满腹理想全化为牢骚,一八八五年初他情绪差到几乎自杀。这时只有短短几个字的祷告:『主啊,你知道!』 

〖苦境转回〗

一八八五年三月,他有机会转到德国西南部边境的卡尔斯鲁尔(Karlsruhe)技术学院,担任物理系教授。又开始装配他的电学实验室,并且在上课时示范电学实验。他说:『我不相信一个人只能由理论,就可以知道实际。』

小学校的实验经费少得可怜,他却一点一滴造出一间精密的电磁实验室。系上教三角学的多尔(MaxDoll)教授很欣赏他,知道这个年轻人身上有一种不与人比较的风骨;他请赫兹来家里坐坐,把女儿伊利沙白(Elisabeth Doll)介绍给他。

伊利沙白后来写下:『赫兹在星光下有一种近乎骄傲的自信。他自认是全世界唯一了解星光是什么的人,在他看来满天的星光是不同的光体,规律地发出不同频率的电磁波来到地上……在他的说明中,星夜不只是美丽的,而且是规则准确的。』赫兹的自信没有错,十九世纪全世界最懂电磁波实验的有两人,一位是法拉第(Michael Faraday),另一位就是赫兹。 

伊利沙白不懂电磁波,但是她知道这位寻求科学之真的男士,心里也是一片真诚与率直。他们认识不到四个月就结婚,当时赫兹二十九岁。

赫兹找到爱情的归宿,并展开他一生最著名的研究。因为这一实验研究的成功,后来纽约物理系教授薛默士(MorrisH.Shamos)回顾历史上物理学家,由伽利略到爱因斯坦,他认为最伟大的物理实验家就是赫兹。赫兹以实验证明人类千古的谜团——光的本质是电磁波

〖第一个发射电磁波的人〗 

如果物理学像是一出歌剧,那歌剧最精彩的一个高音无疑就是电磁波的研究。今天的无线电波、收音机、电视、人造卫星通讯,都是电磁波研究的结果。

一八八六年十月,赫兹发明『电流共振器』(resonator),使空气中能够产生并传送一定频率(frequency)的电磁波,这是一个不得了的发明,除了天然的太阳、星星、烛光之外,这是人类第一次能够发射电磁波。一八八七年十二月,赫兹再发明『电流振荡器』(oscillator),利用电流加速的装置可以产生一种高频率的电流。这是第一个人工微波(microwave)的产生;比微波更高频率的有红外线、可见光、紫外线、X光、伽玛射线,一般人称为『光』其实是电磁波中一段极窄的范围。

一八八八年赫兹发表这项研究成果,立刻震惊世界科学家解开人类长久的谜团,电磁学上的不朽贡献,不是来自名校名教授,而是来自一所名不见经传的学院、一个躲在象牙塔里的怪人

不要讥笑象牙塔,因为许多科学的突破,不是来自万众瞩目的科技舞台,却是来自象牙塔内默默的耕耘者。

后来的科学界为了感谢他的贡献,将电磁波每一秒钟振荡一次的频率,就称为赫兹(简称为Hz,或称为赫)。今天全世界每一本物理课本,一定会出现Hz这个字。德国的皇家科学会赠送他金质奖章,德国著名的波恩(Bonn)大学也奉上物理学教授一职。 

赫兹对社会没有什么要求,只是带着妻子,抱着还未满月的女儿到莱茵河边散步。他的妻子写信给父亲道:『我终于看到赫兹对我笑了,他第一次像是个放松的螺丝。』 

一八八九年,赫兹再发表光的反射、折射、偏光的测量;发明一种空气中的电磁波收集器,这是人类的第一支天线(antenna),从此人类对电磁波可收发自如了。他又发现阴极射线发出的光束也有波的形式,且证明另一伟大电磁学家马克斯威尔(James Clerk Maxwell)理论的正确。

赫兹并没有活得很久,积劳成疾,死于一八九四年一月一日。他的贡献造福了许许多多的电子、电机、通讯、广电……事业。在短暂的一生中,这样的努力值得吗?正如他对上帝的祷告:『主啊,你知道!』不管最后人类的历史有没有记他一笔,上帝必定记念他的祷告,也许这就够了

科学进化论与创造论系列

论科学和信仰

缸中之脑

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【文摘】数学奇才帕斯卡:我的上帝永远没有离开我

作者/张文亮

来源/科学大师的求学、恋爱与理念

数学奇才帕斯卡(1623-1662年)

清楚的理性、炽热的心

帕斯卡一生横跨神学、科学与文学诸领域,有人说他是大师里的大师,有人称他是天才里的天才。因为他简简单单地用根管子与一杯水银,就证实了大气压力与高度的关系;在纸上涂涂鸭,就创立了数学上的机率论与排列组合,并开拓了三角几何的演算空间;偶尔拼拼装装,就制造出人类历史上第一部数值计算器。帕斯卡定律,今天在理工科的书本上一定会提到它。但是在这些伟大的成就后面,是什么呢?是一个人走出人群的喧哗,在一片大而陌生的旷野上徘徊,静静地解析问题背后的问题;『因此,我愈思想,我的思索进度没有向前,反而愈益退后,最后退到最基础的问题上。』找到最基本的问题,竟是自我深处向穹苍至高之处的呼吁。一六五四年十一月二十三日,帕斯卡终于找到了最基本的问题与答案,但在他有生之年,从未将这个答案与问题告诉人,只写了一本《思想录》,将一生最精华之处藏在这本小册中。现在,让我们一起来挖掘帕斯卡与他的《思想录》吧!  

〖喔!原来空气这么重〗

 在法国的中部有个小城叫克拉蒙特一飞伦(Clermont-Ferrand),城外有座无名小山,山上满布着古老的黑色大岩石,沿着小径爬到山顶,可以看到碧蓝弯曲的脱雷登河(TretaineRiver),滋润着两旁草绿青翠的利马京平原(Limagne Plain),还可以看到十二世纪修建的罗马风格教堂,在大地上矗立深思。直到今天,各地络绎不绝的游客、学生来到这里,爬上小山,纪念三百多年前,帕斯卡在这里进行一个举世闻名的实验『用水银柱上升的高度证明气压的存在』。山谷间彷佛仍回响着,当年众人看着沉重的水银,在真空管内静静地爬上了760毫米(mm),的高度,禁不住发出的惊呼声。『什么,空气竟然有这么大的压力,将水银压上这么高?而我们每天在空气中活动,竟然不晓得自己身上承受着这么大的压力。哇!原来陆地上的人也像鱼一样,活在深深的「空气之海」里。』 帕斯卡答道:『因为压力只与深度有关。在相同的水平位置上,无论你往哪里移动,所承受的压力都一样。因为压力没有增加或减少,所以人类一直感觉不到活在大气的巨大压力底下。』  这一段话就是着名的帕斯卡定律(Law of Pascal)。后来的土木工程、航太工程、造船工程的流体动力学(hydraulicdynamic)与流体静力学(hydrostatics)就是从这里开始。『那么空气压力从哪里来呢?我看头上不是空无一物吗?也看不到什么在压我呀!』有人继续问道。『空气的压力,来自空气的重量,空气的重量有52×1017公斤,很重不是吗?因为空气的厚度至少有五百公里。』二十八岁的帕斯卡也是世界上第一个算出空气重量与密度的人。如果你由低处爬到山上,或由山上走下山,你就会感觉到压力的改变了!』啊,看来上帝在创世记第一章中,创造空气,并不像一般人想来是那么『轻而易举』的事。想想看,52的后面加上17个零的公斤数是多大的重量啊!而这又大又重的事怎么证明呢?很单纯的一支水银管就可以了。这就是大自然的奥妙——单纯的美,而且是可以被了解的。帕斯卡后来在《思想录》(LesPensees)写道:『人类最伟大的地方,是在他能够思想一些永远不变的法则……有两种人会认识上帝,一种是身处尊贵或卑微,内中常存谦卑的心;第二种是,只要真理,不管反对的人。

〖把数学当小说看〗

 一六二三年六月十九日,帕斯卡(Blaise Pascal)生于法国的克拉蒙特一飞伦。他的父亲(Etienne Pascal)是城里的税赋官,这是一个需要数学计算能力方能胜任的差事。父亲对数学的喜好与对信仰的真诚影响了他的一生。帕斯卡三岁的时候母亲就死了,留下他与二岁的妹妹洁克琳(Jacqueline)、六岁的姐姐洁柏特(Gilberte)。伤心欲绝的父亲终生没有再娶。六岁的小姐姐就遵照母亲生前的吩咐,照顾弟弟妹妹,直到他们长大。在孩子们睡觉前没有妈妈为他们唱温柔的摇篮曲,或讲奇妙的童话故事,只有爸爸用最喜爱的数学,编简单的计算故事给孩子们读。所以这一家小孩在成长的过程中,一直以为数学与童话没有什么不同。附近邻居不久就惊讶地发现,这家三个小孩从会识字就把欧基里得的数学课本当做漫画书看,把数学计算当做有趣的游戏玩。数学天才就是这样自然产生的!   等这三个孩子进了学校,他们的数学程度已经远远超过所有同学,这时他们的父亲做了一个重要的决定:亲自教孩子数学。把这三个孩子教好,成为父亲一生最重要的事业。帕斯卡十六岁对外发表他的第一篇研究报告『圆锥体截面的数学特性』,这是后来投影几何学的萌芽,在几何发展上是很重要的一篇文章。对许多十六岁的孩子,几何仍是似懂非懂的科目,帕斯卡已创新几何解法,找出数学公式了。然而,这个数学天才获得的不是掌声,而是敌视。当时法国的哲学大师笛卡儿(Rene Descartes,1596——1650),正执数学理论之牛耳,他比一般人更早知道这个十六岁孩子的杰出之处。但是妒嫉与担心丧失权力,驱使笛卡儿费尽全力去暗中封杀这个早熟的天才。

〖第一部计算器的由来〗 

因为父亲计算税赋得不断重复加减乘除,帕斯卡十九岁时制造了一部计算器,可以加速计算。他父亲对自己孩子的已经算很了解了,但是看到孩子造的这部、人类历史上第一部的数值计算器(digital calculator),还是吓了一大跳。他又依样造了几部,拿到市面上去卖,很奇怪的,这么好的东西竟然乏人问津。帕斯卡二十三岁开始,由父亲那里接触古圣父奥古斯丁的作品,知道『人得救是靠上帝的恩典,不是靠自己的挣扎与禁忌苦修』而开始接触信仰。他知道上帝不是属于当时流行的偶像崇拜,思路清晰地写道:『偶像的崇拜是人性的自贬,』那么,如何认识上帝呢?起初帕斯卡认为『上帝是一种哲学上的概念』,渐渐地,他发现:『当我为所犯的罪而忧伤时,哲学不能安慰我……但是有上帝的人,即使知识不多,却有安息。』 帕斯卡逐渐开始读圣经。一天,他读到诗篇一百一十九篇36节:『求你使我的心趋向你的法度,』他发现无法认识上帝,是自己先给上帝设限,必须符合自己的理性,满足自己的逻辑,才能产生信心。日后他在《默想录》中写道:『有人宣称用理性证实后才能接受是真实的,但是我们能够证实的事其实很少,例如:如何证明人知道自己有一天会死?如何证明明天太阳一定会再度升起?这种深入我们下意识的,就是一种说不出的信心。成为一个基督徒就是发现,自己有信心,因此把信心建立在真理的根基上。』这一段记述,在高举理性过于一切的笛卡儿看来,更如针芒在背,因此更决意要打压他。

 〖生命中最珍贵的秘密〗  

帕斯卡提出空气压力论,获得实验的成功,奠定了他在科学界的伟大贡献,迫使笛卡儿与当时理性派(Rationlism)的哲学家,不得不在公开场合,给帕斯卡一些礼貌性的称赞。但是他们在背后四处毁谤这个才二十几岁的天才,说他是一个疯子。因为天真的帕斯卡,竟在这些大人物面前说了一句不知天高地厚的话:『假如这个世界都相信你,也不要太高兴,因为这个世界是盲目的。』这句话让这一批大人物回去气得睡不着觉。 而后,帕斯卡又发表真空研究,及有关空气重量、空气密度、三角几何等重要的发现。在一六五四年十一月二十三日晚上(也就是离帕斯卡凭信心接受耶稣基督已经九年之后),在帕斯卡的生命中发生了一件非常关键的事,成为他一生中最珍贵的体验。他没有告诉任何人,只提到那天在读圣经约翰福音第十七章时,第一次经历到耶稣基督在他心里。他后来在《思想录》中写道:『对上帝的认知,是来自人心里对上帝的感觉。这种感觉是出自于对耶稣基督的信心,而非逻辑……人类无法用理智证明上帝的存在,只有藉着耶稣基督。』他把约翰福音十七章抄下来,缝在衣服里面,一直到死了以后,才被人们发现。经历了耶稣给他带来的重生,也带来了笛卡儿一群人对他公开的辱骂与反对,说他是『彻底精神衰弱、神经错乱的人,才会发出这种不合理性的呓语』。帕斯卡没有答辩,他深知理性是上帝给人明理的工具,但是理性有其极限,过了极限,就是人的骄傲了
〖理性与心灵〗 同一年,这位被攻击是『神经错乱』的帕斯卡,发表了非常有名的数学理论——机率论(Probability)。这个理论已成为今日所有念理、工、商、生物、化学等学生必修的科目。一六五六年以后,帕斯卡开始写《思想录》。这本帕斯卡《思想录》,是用科学清楚的思维方式,描述内心对信仰感触的纤细,用短诗写出的文体,字句中含着清晰的理性与炽热的心灵,在文学界还是一本稀有的瑰宝,文学家伏尔泰(Voltaire)说:『这是历史上最好的诗集。』

帕斯卡死于一六六二年八月十九日,在短短的三十九年生涯中给神学、科学与文学带来永远的贡献。他终身未娶。死于胃溃疡,死前非常痛苦,临终前的一句话是:『我的上帝永远没有离开我。』 

『帕斯卡《思想录》』摘录  

1.上帝要改变人心以前,必先改变人的意志。上帝以完全的爱帮助人心,但是并不帮助人自己的意志。所以骄傲的人能够谦卑,是上帝在人身上工作的第一步。

 2.我们经常会发现,把一件困难的事情做好,最后的一个方法是:在上帝面前,把事情放下来。

3.真实的信仰是视人性为真实,虚假的信仰是视人性为虚幻。

 4.认识上帝不认识自己的罪恶,与认识自己的罪恶不认识上帝,二者同样危险;因此,上帝必须向前者隐藏,向后者显现。

5.人是何等的虚空,人为芝麻小事难过,为芝麻小事快乐。

6.智慧引导我们回转像小孩。

7.获得权力的方式,如果是追随众人的喜好,而非公义的原则,那么愈有权力的地方,就愈找不到正直的人。

8.舆论不像权力能够管理世界,但是舆论能够监督权力。

9.错误的敬虔是只要平安不要真理,或是只要真理不要爱心。

10.信仰偏差的两大主因:经文过度拘泥字句,把万事过度灵意解释。    

11.一个人如果宣称,对上帝必须理解清楚才能相信,那他将永远无法有真正的信心。信仰,有些地方,不是知道,而是内心深处对上帝的体会。

小细菌,大智慧——再思微观世界的生物智能

ATP合成酶,上帝创造无可推诿

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【文摘】数学大师史托克:如果没有上帝,我将置身何处

作者/张文亮

来源/科学大师的求学、恋爱与理念


史托克(1819~1903年)

时光列车、数学大师

『史托克』这个名字很多人知道,土木工程的学生知道粘滞流体力学有史托克定律(Stokes Law);数学系的学生知道在向量分析里有史托克原理;物理系的学生知道在光学里可找到史托克效应;地质系的学生知道对于地球重力场的研究,史托克贡献良多。(随手注:或译为斯托克斯,全名为乔治·加布里埃尔·斯托克斯爵士,英语Sir George Gabriel Stokes)这么杰出的科学家,却很少人知道他竟在生命的琴键上直敲那一键高音,想听听自宇宙、人群、宗教、诸哲学中,会不会响起一声共鸣? 他说:『我愈来愈害怕,如果没有上帝,就没有未来,那么在时间无穷的列车里,我将置身何处?』他几乎要惶惑地终身流浪在诸神的殿宇中了,直到有一天发现:『圣经上所说的救赎像是一把钥匙,开了自我禁锢的心门,犹如射进黑夜中的第一道光芒,使我心不再需要痛苦的挣扎,从今以后,耶稣基督在哪里,我就在那里。』史托克从此转而成为十九世纪热心辨明福音的科学家。

 〖蟑螂的游泳课〗 

如果要到苏格兰,除了听听草原传来的风笛,也要看看美丽的斯莱哥(Sligo)海湾。蓝天碧海拥抱白白的沙滩,沿着海岸520公尺高的达梯(Darty)丘陵,像道优雅的抛物线,缓缓滑入海洋。海口的加拉弗格(Caravogue)河弯弯曲曲地留下两岸的浅塘,让远自大西洋归来的鲑鱼,溯着这条天然鱼梯回到内陆。十三世纪登陆的诺曼人在丘陵高处留下古堡,英王詹姆士一世在古堡内设了学校。『老师,我有问题。』老师听声音,就知道是那个最爱问问题的学生史托克。『什么问题?』  『老师,如果一只蟑螂掉到油里面,它该怎么游才能游出来?』好恶心的问题,午餐在肚子里分泌酸水了!老师脸色不悦地答道: 『怎么游?拼命地游。』『老师,我看到拼命游的都淹死了,蟑螂和苍蝇都一样。』 『容易!那是油的表面有很粘的阻力,』老师回答。史托克说:『那么在很粘的油里游泳,是不是动作愈有规律、愈缓慢,反而能减少阻力,游得更快!』 老师想要把问题封杀掉:『闭嘴!上课专心一点,这里不上蟑螂的游泳课。』『但是老师,如果蟑螂这样游,可以游得更好。』史托克边说边站起身来,两脚固定,两手像蛙式的展开,惹来全班哄堂大笑。 老师的脸变成猪肝色了,怒声斥道:  『你是在捣蛋不是?这样有问题的学生,亏你爸爸还是村里的牧师。』  史托克的头低下去了。『牧师的孩子应该最听话、做好榜样才对,哪能像你这样子。你爸爸能教训别人,为什么就教不好你?』 『我……我……』史托克伏在桌上哭了。他只想知道蟑螂怎么游泳,没想到别的,难道信耶稣的家庭的孩子,就不能有问题吗? 当时的老师怎想得到,那个看似找茬的问题,竟是流体力学的关键。能回答那个问题,才能解决深海潜艇的结构问题,以及高空飞机的机翼设计问题。 

〖半夜吓醒人的问题〗  

这个牧师家的孩子就是史托克(George Gabrielstokes),他一八一九年八月十三日生于苏格兰斯莱哥海湾边的小村里。因为大家都以信仰来责备他,所以他从上学后就反对父亲的信仰,他的父母为此深感难过。他们常为这个孩子祷告,但是他不肯去教会,也不肯读圣经了。不久,史托克以优异的成绩进入剑桥大学。当时的剑桥大学弥漫无神、反神的色彩,史托克认为这是寻求真理的圈子,到处上无神论大师的课。当时剑桥也有一批基督徒学生常常为同学祷告,但是史托克拒绝与他们在一起。这时父母的信仰能在他心里留下印象的,就是那一句他常自问的话:『在时间无穷的列车里,我将置身何处?』 他在日记中写着:『半夜我被吓醒,因为梦到自己死了。我并不怕死,我怕的是死了以后,在永恒不断的时间洪流里,我在哪里?』无神论的老师笑他:『这种思想是基督教留给你的遗毒,别去想就是了。』史托克却认为: 『这种思想是人对永恒价值的思索,是一种发自内心的警讯,告诉人,人并非死了就完了,而是有……唉,有什么呢?对了,是不是父母说过的,有永生?』 一八四九年,史托克发表非常有名的『颗粒沉降理论(Sementation Theory)』——水中悬浮的颗粒,受重力而向下,受浮力而向上,最后会趋于平衡。同年他成为剑桥大学教授。一八五一年,他发现石英与玻璃看似一样,用紫外线一照,石英可透过紫外线,玻璃却只能透过可见光,无法透过紫外线。这个发现使他成为英国皇家科学院的会员。  一八五二年他用向量(vector)与流线(streamline)解释水的运动情形,并且发表地球磁场的变动,成为一位非常著名的科学家。成功没有冲淡他对生命问题的追寻与思索。在别人看来他是科学大师,他自己知道,他不过是诸哲学宗派、宗教门外的乞丐——尚且不知道自己要往哪里去,如何告诉别人要往哪里走?  

〖流浪在诸派学说里〗 

史托克愈追寻那辆困惑他的时光列车,就愈走向小时候父母告诉他的信仰——耶稣基督。 他走过无神论,说『人类生命不是完全依靠机械、生物就能说明的』;走过多神论,说『那是人性中骄傲的膨胀』;走过唯物论,说『人有自由意志,证明不是只属于物质』。  有人对他说:『死前再谈这个问题吧,现在好好赚你的钱与名!』他回答:『人死前大部分是昏迷与痛苦的,那时不易找到答案。』 有人说:『人死了就没了。』他回答:『那为什么人会有良心的警戒呢?显然人的存在是为了一个更高的、更远的标准。』 有人说:『上帝,可能有也可能没有,人是不可能知道的,没有什么是绝对的,所以人活着就是享受今天,不管明天。』他回答:『不!人心深处有绝对的观念,证明宇宙有绝对,1加1就是等于2,不会或者是1或者是2。』 有人说:『达尔文的进化论就是一切的答案。』他说:『生命科学不是单单属于生物学。物理、化学、数学……也是生命的科学。单一论点无法描述万物的奇妙与起源。』 有人说:『你如果认为有神,那神在哪里,叫他显个神迹给我看,我就相信。』他说:『如果一个人离开神,而要去找神迹,这是没有意义的矛盾。必须先找到神,才能遇到真正的神迹。』人家反问他了:『那么神(或上帝)是谁?你说它是谁呢?』  

〖那一滴油!〗 

史托克回到最基本的问题了,他如果不能说『是耶稣』,他就会像哲学家一直反反复复地绕下去,成了徒有智慧之名却没有答案的人。他重新拾起小时候的圣经。有一天读到约翰福音第三章16节:『神爱世人,甚至将它的独生子赐给他们,叫一切信它的,不至灭亡,反得永生。』史托克在日记上写道:『我的头脑像是一把生锈的锁,这一句经节,我过去听了好多遍都没什么,今天好像有一滴油滴进锁里。这句经节像是把老钥匙,轻轻一转,啊,我的问题全开了……我知道那一滴油就是圣灵的工作!』史托克成为一个基督徒了。他与另两位基督徒科学家,马克士威尔(James Clark Maxwell——创立著名的电磁场理论)、卡尔文(William Thomson Kelyin——绝对温度K就是来自他的姓)三人在一八五〇至一九〇〇年间,是最热心传福音的基督徒科学家。  

〖成为文字宣教士〗

重拾信仰的史托克在剑桥大学投入学生福音事工,常常在校园里祷告,渐渐扭转剑桥的无神气氛。十九世纪中期有许多剑桥的学生,信主后经历了生命的更新,带着满腔传福音的热忱到世界各地传福音。这些学生成为宣教士后仍与史托克教授联络,他就为这些宣教士写了许多福音小册子。还没信主前,他是问题最多的人,认识主以后,他成为最会解答问题的学生聚会讲员。在无神论哲学家休谟(David Hume)的哲学观横扫英伦三岛时,史托克就起来与休谟力辩,好高举福音真理。当达尔文来找他时,他即对达尔文传起福音。(随手注:这里证明达尔文在发表进化论之后仍然有机会接受福音。在公众号“随手传福音”回复“进化论”三个字,可阅读大量关于达尔文进化论的资料。)史托克晚年加入英国海外宣道会,专写福音策略与问题解答,例如:他写了一本《多妻文化中基督徒的布道事工》(On Polygamyin Connection with Christian Mssion),建议在多妻文化的异邦中,人信了主以后不要休掉多妻,免得妻子成了妓女;信主以前嫁为人妻,信主以后仍要持家负责;对尚未结婚的,则要遵守一夫一妻制。 

〖宇宙是如何产生的?〗

一八八五年,史托克成为英国科学皇家学会会长。他由创世记第一章论宇宙的形成,写道:『圣经不是一本科学的书,所以不是用科学的汇整、分析手法来写(如果照科学手法来写,上帝造蚂蚁,蚂蚁又有好多种……光是百万种昆虫的名称,创世记第一章可能好久都读不完)。圣经是一本让人认识宇宙间独一真神的书,是一本上帝的启示,所以在次序上也有科学的合理性。『根据创世记第一章,宇宙的形成是在宇宙里有一大堆的尘埃,混沌没有形状,黑暗没有光。有一个我们不知道的科学原因,使这些尘埃逐渐凝聚成为星体,有些凝聚很慢而且不冷却的,就成为发光的星体,如太阳;有些凝聚快、冷却也快的,就成为不发光星体,如地球。地球形成以后长期没有生命,地质的化石显示生命的开始是突然的,就如创世记所记:说有就有了。就像有些物种(如恐龙)的消失也是突然的。上帝不断介入地球上生命的改变,所以在创世记第一章里,有第一日、第二日…… 『为什么一定是上帝的介入呢?因为所有的科学没有办法创造这样复杂的世界……创世记里的一日并非二十四小时,因为前几日还没有太阳。上帝创造第三日可能不长,那是地球生命的开始,第四日可能更快,地球大气的尘埃已经完全沉降大地,万物都可以受到太阳的照射。』人类愈了解宇宙的形成,就会愈发现创世记第一章的正确。最近(一九九五年)科学家放在外太空的哈伯望远镜,就看到好几千年前星星的产生,是一大堆的尘埃逐渐凝聚成为星球的照片,太空总署的科学家兴奋地说:『好像看到了创世记。』史托克死于一九〇三年二月一日。这位一生追求时光列车的科学大师,因着在基督里的信仰,不再惧怕死亡,死前说:『圣灵能带出上帝话语的能力,能在人心产生一个活泼的生命(living being),比一切思想更深,能超越死亡、超越时空。等我再有知觉时,我将站在上帝的审判台前。』

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【文摘】李斯特:我对人类的贡献,只不过是出于上帝的引导

作者/张文亮

来源/科学大师的求学、恋爱与理念

李斯特(1827~1912年)

为一块羊肉着迷的学生/外科圣手

那是个深深的伤口,『医生,求求你,想个方法救救我可怜的孩子吧!』孩子的妈妈沉痛地哭泣道。李斯特医生看着他的小病人,膝部的骨折,厉害地割破皮肤,『啊,不是单纯的骨折,是复合骨折(compound fracture)!』这是群医束手,视为畏途的可怕伤害,唯一的方法就是齐腿切断,也只能换来百分之二十的存活率,难怪这个孩子会被送到这里来。 

但是我……昨夜的泪痕未干,也有个深深的伤口在心上。母亲病逝,申请大学的工作被退件,医院门可罗雀,一般病人不来,来的大都带有绝症,自己与妻子无法生育,一件一件无情地打击着自己往昔对外科医学的热爱。

『我真的适合再作医生吗?主耶稣啊,帮助我在这难熬的日子里永不气馁!医治我,让我重新站起来!当我采用这个新方法——石碳酸(carbolicacid)来清洁孩子伤口时,求祢先用祢的宝血来洁净我。』细心地把孩子的伤口洗干净,慢慢地把骨折放好位置,绷带浸泡在含有石碳酸的橄榄油里,覆盖伤口,免得细菌进入。不久,孩子完全痊愈了。

『好了,真的好了。』孩子的妈妈快乐得流下泪来。

医生转过身去,暗暗抹去眼角的泪。一八六五年,李斯特这次手术的成功,使全世界的医生知道了消毒的重要。从此,外科手术才正式被认为是一种可信靠的治疗技术。至今,成千上万的生命因为李斯特而能存活。

当全世界的荣耀汹涌而至时,他却站起来说:『我对人类的贡献,只不过是出于上帝的引导。』 

约瑟夫·李斯特(Joseph Lister)生于一八二七年四月二十五日英格兰的小城厄普顿(Upton)。他的父亲约翰杰克森·李斯特(JohnJacksonLister)从小因为贫穷失学,长大后努力自修,成为一个成功的商人,而且以自制显微镜著名,曾经以观察红血球的形状而被选为英国皇家科学院的院士。母亲海瑞丝(Harris)是小学的历史老师,所以,他从小就听母亲以优美的拉丁文与法文,在草地上大声地朗诵历史文学。

由于父母亲都是敬虔的基督徒,从小就要求严格的教育,以培养儿女成熟的个性,他们教导李斯特:『成为一个基督徒,在做事上就是能够让人家信任你牢靠。』『当你能够了解书本的内容时,你才有权力决定这是不是你所要的东西。』李斯特就是在这种有严格、有爱的境中长大。

〖为一块羊肉着迷的学生〗 

当李斯特在托特罕(Tottenham)中学念书时,他发现自己对生物学的喜爱,尤其是擅长动物素描,这提高了他对筋肉骨骼结构的兴趣。至今他有四篇中学作业仍被博物馆珍藏着,其中一篇『猴子与人结构的相似性』中绘有非常美丽的人体素描。他告诉父母,有一天要当外科医生。十六岁的时候写信给父母亲:『今天学校给我们的主食是羊肉,我为羊肉的结构着迷,甚至想到这只羊的可能外型,以致于忘了吃饭。

他以非常优秀的成绩自中学毕业。等申请大学时,他遇到第一个难题。一八四四年的英格兰,正值基督徒被迫害的时期,如果在入学的考试上坚持自己是个基督徒,就无法进入第一流的大学。他没有后悔地进入二流的伦敦大学,四年后再念医科到二十六岁才毕业。在念大学与医学院的九年期间,他都与一群基督徒在校外租屋共住一起,过着严格朴素的生活。

因为受到母亲的影响,李斯特除了必修课程之外,还选修法文与德文。他每星期给父母亲写一封长信,特别喜欢与父亲讨论显微镜下的观察,这个习惯持续了十六年之久,直到父母病逝。

李斯特在医院实习时,也利用时间从事个人研究。二十六岁时发表了二篇研究报告,其中一篇发现『眼珠的虹膜肌肉(iris)遇到强光时则收缩,瞳孔变小;反之,在黑暗时则放松,因此瞳孔放大。这种运动不是随意志能控制的,而是不随意肌。』这篇成果引起生理学(Physiology)老师夏比(Sharpey)的注意,他为李斯特写了一封信,推荐到他好友西米(Syme)医师那里,当时西米是爱丁堡大学的教授,为英格兰最著名的外科医生。从此西米为他拓展了一个新的视野,使得李斯特迈进一个新的旅程。

〖大师的气质〗

西米一看李斯特,就觉得这个年轻人气质非凡,值得信任。李斯特长期过严谨的生活,认真地学习,使得他不放纵、不轻浮,能够在高度的压力环境下,控制自己的情绪,完成任务。这是一个操手术刀、决定病人生死的外科医生所必须具备的要件

西米医师给李斯特三方面关键性的帮助,第一是严格与信任。西米医师头一年要李斯特每天跟着他,仔细地记录他每一个手术的细节,因为好的手术不在乎快、慢,而在乎了解每个问题的细节。一年以后,西米就让李斯特自己判断哪些病人可以由他开刀;进入第二年,他让李斯特代替他到法国教别的医生开刀,也开阔了李斯特的眼界;第三年,西米让李斯特取代他执行全部手术。李斯特写道:『西米医师的温和与对职责的热心,像是一股泉源,不断传给周围的人;』『在手术病房中日以继夜地开刀,鲜血、呻吟、割掉的器官……自己像是一个血腥的屠夫,但是我深知道我对了!在血淋淋的手术床边是最适合我事奉上帝的地方,虽然累,但是值得,为此喜乐。

第二方面,西米认为一个好外科医师需要认识其他领域的医师,他的家经常成为年轻优秀医师的聚会场所,李斯特在此认识两个好朋友:约翰·布朗(John Brown)与克里蒂森(Christison)。前者一生奉献在美国黑奴当中行医,南北战争时为了拯救黑奴而死;后者是杰出的药物学家。这些年轻的基督徒医生,在相同的信仰与专业组合之下,成为一群医学的耕耘团契,为人类推翻了许多错误的偏见与医学的无知。 

〖养在洗衣间的牛〗 

第三方面,西米将自己的大女儿艾格妮丝(Agnes)嫁给李斯特。李斯特经常出入西米医师家,不知不觉地爱上西米的可爱女儿。一八五六年四月二十三日两人结婚,李斯特二十九岁,艾格妮丝二十二岁。李斯特谑称妻子是『全天候的忠实助手』,因为她每天记录丈夫的医学报告达7-8小时之久,还要清理丈夫在家里常做解剖的动物尸体。她有一天在日记上写道:『星期六上午又送来了一只牛,但是丈夫太忙没有时间处置它,只好养在洗衣间,直到星期四。

李斯特一生发表了三、四百篇研究,大部分是这位忠实助手帮他整理的。他们一生都没有孩子,但是两人互相携手,度过快乐无悔的一生,而且帮助了无数的产妇。以前难产的妇人,死亡率非常高,尤其是产褥热夺走产妇的生命,多于死在战场上男人的数目。李斯特对消毒的发现,使得产妇的死亡率低到少有所闻。

婚后,李斯特出来开业,并在爱丁堡大学担任讲师,教授『病理学』。他的教导都反应自临床的思索,讲得太抽象,以致医学院的学生除了一位外,通通退选。艾格妮丝写道:『可怜的丈夫,每天准备五小时的课,去教导他惟一的学生。』不久格拉斯哥(Glasgow)大学有教授缺,他去申请,因为不了解该所大学幕后的政治控制者,以致落选。李斯特夫妇不被外面的挫折打倒,仍继续保持他们对医学的理想与热爱。也许及早成为基督徒的好处,就是人生大部分日子都是单纯与天真,不会将人生的逆境归因于世界的丑陋,而认为出于上帝的美意就不会错

李斯特开始在消毒医学上下工夫,因为那是外科的瓶颈。以前的医生尽量不进行外科手术,尤其是截肢手术,因为死亡率太高了。十九世纪初期禁用外科手术,因为成功率低于百分之二十五。死亡的原因是伤口复合的时间过于冗长,开刀伤口经常化脓生疮,脓疮产生败血症,如丹毒链球菌在皮下组织的感染,使手术后的病人发高烧;或是脓疮中之化脓菌释出毒性,因血液中毒而使人死亡。当时的医生都不知道这些知识,以致于医生在给人手术或接生后,不知道要洗手,手术工具也不知道要消毒,穿着衣服也任它血迹斑斑地,就再给其他病人手术或接生。于是医生自身成为疾病的传染者,而且没有医生知道自己正默默担任传播疾病的角色。


〖好撒玛利亚人〗

李斯特认为这些病毒是来自外面的传播,所以提出医生要仔细洗手,手术工具要高温消毒,手术房要保持干净,病人的伤口要消毒、要绑绷带,医生要穿洁白的衣服,以免病毒进入伤口等等。这些论点引起很多医生的反对,但李斯特于一八六五年后用这些步骤,尤其是将石碳酸溶于橄榄油中,做为伤口消毒之用,接二连三地医治当时的许多绝症,而且手术后伤口不长脓。他就像圣经里的好撒玛利亚人,遇到受伤的人,用『油和酒倒在他的伤处,包裹好了』(路:十34),来做医治前的处理。这些成功医治的例子,消除了一切的反对声浪,如今这些方法都成了医院的正规步骤了。

一八六五年另一个重要的发现,是巴斯德(Pasteur)发现了微生物。李斯特与巴斯德成为一生的挚友,两人被称为生物医学界最重要的贡献者。李斯特说:『微生物的发现给医学带来一道曙光。』拯救了无数人的生命。 

李斯特病逝于一九一二年二月十日,享年八十六岁。

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