[智慧灵光：人类有史以来最伟大的１００项发明发现（四）] 人类有史以来最伟大的发明

　　编者按： 　　生老病死，疾患无常。人类繁衍生息、代代相传的历史同时也是与自然环境、生态条件、病痛、死亡相抗争的历史。求生避死、祛病除灾既是人类的追求，也是本能。
　　因而，千百年来，古今中外的民间智士及发明家们始终没有放弃在生命健康、医疗诊治等方面的实践探索，并因此为我们留下了大量空前绝后的宝贵财富。
　　至本期发稿之时，波及全球的流感风暴仍在不时惊扰着许多国家和百姓的神经，虽然相对当下而言，这恐怕的确是一次对人类社会文明程度及科技进步程度的大挑战，但倘若从整个医疗技术领域的发明创造史的角度回眸来看，我们的先人曾经面对的医学难题远远此这复杂得多，我们又有什么理由不相
　　
　　第31项：脉　诊
　　
　　距今2500年前的一天，中国古代名医扁鹊来到虢国(今山西平陆)，恰巧遇上这里在为太子操办丧事。他得知太子死去还不到半日后，便上前去了解太子的病情。他在太子的头颈、上下肢各处按切了一番后，对国王说：“太子还没有死，只是一时的休克而已。这是阴阳脉失调，阳脉下陷，阴脉上冲所造成。”于是，经他一番急救之后，太子竟醒了过来。这里所说的按切，就是脉诊，俗称切脉、号脉、把脉。
　　脉诊，是中医四大传统诊法“望、闻、问、切”之一，为中医辨证施治中一项重要的诊断措施。扁鹊是春秋之际的脉诊高手，同时又是脉诊的理论脉学的创立者。
　　中医上讲，血液归属于心，血管是血液的通道：心与脉是相合的，脉搏发源于心，是心脏功能的具体表现。关于血液在脉管中循环不已，上下贯通，如环无端的认识，是世界上最早的关于血液循环的认识。
　　在脉诊中，中医还注意到血液流动的速度，脉搏与呼吸、与人的七情六欲的关系，脉搏在一年四季和在一日早晚的变化。有意思的是，这与现代科学的认识大体相符。
　　脉学和脉诊，以经络学说为基础，从气血内通脏腑，外连四肢肌肤、骨节的人体整体观出发，提出了脉是整体的一部分，人体内部的变化会在外部表现出来。所以，可以由脉象的变化，观察到内在的变化，进而诊断疾病的起因和症结所在。
　　
　　中医很重视脉象。所谓脉象，就是医生用手指感觉出来的脉搏形象，它包括脉搏显现部位的深浅、速度、强度、节律。正常人的脉象，是不浮不沉，不快不慢、中和有力，节律均匀的 中医上叫“平脉”。病人的脉象叫病脉，不同的病症，就有不同的脉象。
　　中医一般就是凭手指的感觉来辨明脉象，诊断病因，治病救人的。“妙手回春”，就是人们从脉诊上来对医生医术高明的一种赞扬。
　　隋唐之际，中国的脉学传入邻近国家以至伊朗。英国近代医学家芙罗伊尔深受中国脉学经典《脉经》的影响，还发明了一种用于切脉计数脉搏的表。
　　
　　第32项：输血术
　　
　　就一个正常人而言，血液占体重的7～8％，大约有4～5升。所以要是一个人一次失血超过200毫升，就会影响健康；超过了1000毫升，就有生命危险。自古以来，人们就设想用补充血液的方法来挽救人的生命。
　　最早做这方面试验的，是英国的劳道尔医师。早在1665年，他先把一条狗的血放掉，在另一条狗的脖子动脉上插一根管子，把它的另一头接到失血狗的静脉中。不久，失血的那条狗很快就活蹦乱跳起来，而那条供血的狗反而瘫倒了。这个实验表明，输血是可行的。
　　三年后，在法国发生了一件荒唐的事丹尼尔医生接受一个妇女的要求，把羊血输到她那性情暴戾的丈夫身上，想让他的性情有所改变，就像羔羊一样有个好脾气。可当输入150毫升羊血时，那男人就一命呜呼了，丹尼尔也因过失杀人而锒铛入狱。
　　一直到150年后，在布伦德尔医师倡导下，输血术又悄然兴起。1818年，他收治了一个因生孩子失血过多的产妇，他把她丈夫的血输给她，结果产妇得救了。
　　从不断的输血过程的统计中发现，10个人中有4个人得救，还有6个人因输血反而死亡了。死亡的症状是心跳骤然加快，最后剧烈胸闷而死。这是为什么呢?
　　直到20世纪初，奥地利的兰特斯坦纳医师才揭开了这个秘密。他仔细观察了不同人血液混合后的变化，发现有的人血液混合后可以和平共处――不凝聚，而有的人血液混合后会“打架”――会凝聚。于是，他宣布了自己的研究结果：两个血液不凝聚的人，可相互输血，否则就不可相互输血。
　　1902年，德国的狄卡斯德洛医生扩展了兰特斯坦纳的实验，发现不同类型的血有四种，即A、B、O和AB四种血型。这就是过去随意输血有3／5的人死亡的原因。
　　1907年，捷克的杨斯基医生，又总结出血型和输血的互输关系，即A、B和AB型血不可互输，O型血可以输给包括O型在内的任何血型的人。这样，输血术的问题得到了彻底的解决，输血成了医生手术中的一个常规方法，从而拯救了千万人的性命。1930年，为了表彰兰特斯坦纳的贡献，瑞典皇家学院授予他诺贝尔生理学及医学奖。
　　20世纪80年代，科学家用酶技术处理动物的血，还发明了用人造血来代替血液，从而扩大了医用血源。
　　
　　第33项：听诊器
　　
　　在电影《地道战》中，有一个有趣的镜头：为了防备民兵把地道挖到碉堡下，日军在碉堡里埋下一个大瓮，老是趴在那儿听地下的动静。这个放大地下声音的大瓮，叫“地听”，是一种原始共鸣器。在瓮口蒙上皮革则叫“听瓮”。有人在附近挖地道，瓮里就会发出“嗡嗡”声，依据声音大小、粗细、长短，可以判断出对方所在的方位和距离。
　　“地听”、“听瓮”由来已久，这些古老而简便易行的共鸣器，是古代中国人的发明，又是医疗设备中的听诊器的先驱。
　　现代的听诊器，是一个叫林奈克(1781～1826)的法国医生发明的。
　　林奈克，出生于布列塔尼岛坎佩尔一个律师家庭。他身材修长，性情羞怯，是一位颇有声望的教师，还是一位病理学专家。他对肺病有深入而全面的研究，曾整理有关的资料，去伪存真，写了一本影响深远的医学巨著，使临床医学进入了一个新纪元。
　　1816年的一天，一个偶然的机会，使他联想到了发明听诊器这种东西。他在巴黎家中的院子里散步，看见孩子们把耳朵贴在长木棍的一端，倾听系在另一端的一颗大头针的轻轻的敲击声。他立即想到也许可以用这样的装置来研究心脏病。
　　第二天，他在内克尔医院的门诊部拿起一张纸，把它卷起来，用一根线捆上，形成一个中空的筒，尝试把它放在患者的心脏上听声音。这就是最早的简易听诊器。后来，他又做了许多实验。他用雪松和乌木车了一个木头筒，筒长30厘米，外径3厘米，内径6毫米。这个圆筒由两节合成，便于携带。这就是最早的成型听诊器。
　　听诊器的出现，改变了日常的诊 断方式。不幸的是，他在发明了听诊器不久就患上了严重的肺病，于1826年溘然去世了。
　　19世纪末盒式听诊器问世，这种听诊器有两条橡皮管接到医生的耳朵上。现代的双耳听诊器，在一个钟形物的上端，有两根小管通向两只耳朵，比原来的听诊器灵活。
　　听诊器这种绝妙的简单装置，至今还是医生必备的检查心肺的有效工具。
　　
　　第34项：体温表
　　
　　体温表能准确测出人体的温度，是医生看病的得力助手。可在300多年前，因无法测量病人的体温，从而不能确诊病人的病情，这使医生们大伤脑筋。为了解决这一问题，人们找到了伟大的物理学家伽利略，请他帮助发明一种能准确测出体温的仪器。
　　当时的伽利略正在威尼斯的一所大学任教，对医生们的这一要求，他以科学探索的特有勇气承担了下来，却又一时难以找到正确的解决办法。
　　
　　后来，一个看似偶然的事情，启发了伽利略的发明思路。
　　一天，伽利略给学生上实验课，他提问到：“当水的温度升高，特别是沸腾时，为什么水位会上升?”有个学生立即回答说：“因为水达到沸点，体积增大，水就膨胀上升。水冷却，体积缩小，就会降下来。”
　　听到这，伽利略不由眼前一亮，他立即想到了测量体温的方法问题。他想：水的温度发生变化，体积也随着发生变化。反过来，从水的体积的变化，不是也可以测出温度的变化吗?
　　一天，在实验室里，他用手握住试管底部，使管内的空气渐渐变热然后把试管上端倒插入水中 然后松开握着试管的手。他发现，试管里的水被慢慢吸上去一截，而当他再握住试管时，水又渐渐降下去一点。这表明，从水的上升与下降，可以反映出试管内温度的变化。
　　1593年，经过多次实验后，伽利略终于制出了一个温度表。他把一根很细的试管装上一些水，排出管内的空气，再把试管封住，并在试管上刻上刻度，以便从水上升的刻度上知道人的体温。这样，世界上第一个温度表就诞生了。
　　但这种温度表有个缺点，到了寒冷的冬天，试管会因水结冰体积膨胀而被撑破。所以，它作为医用还有很大局限。半个多世纪后的1654年，伽利略的学生斐迪南，发现了酒精不怕寒冷的特性。于是，他用酒精代替水，制成了新的温度表，解决了冬天温度表不能使用的问题。
　　1657年，一个叫阿克得米亚的意大利人，发现水银是在常温下唯一呈液态的银白色金属，在－38.89℃凝固，它特异的物化性能优于酒精。于是他用水银代替了酒精，使体温表的制造技术又提高一大步。1867年，英国医生奥尔巴特研制出更为精巧的体温表，使用起来更方便了。从此，体温表为医学界所广泛采用。
　　近一个半世纪以来，体温表并无多大改变，仍旧是一根装有水银的玻璃管，末端有一个玻璃囊，囊头十分狭窄，阻止水银柱上升后自然达回，以便读出准确的温度。时至今日，人们常见的还是这种水银汞柱的体温表。
　　
　　第35项：X光机
　　
　　19世纪以前，医生诊断病情，除了听病人的诉说之外，主要是靠眼、鼻，耳、手来诊断病情。但这些诊断方法仍然还有很大局限性。
　　有没有办法使医生对患者内在器官的病灶一目了然呢?
　　1895年11月8日，在德国慕尼黑大学伦琴教授的物理实验室里，一个奇迹发生了。
　　那天，他像往常一样来到实验室，先给阴极射线管插上电源，然后打开开关。突然，他发觉2米远的荧光板上有微光闪现，就顺手想把荧光板放近一点，结果让他毛骨悚然：一个完整的手骨影子出现在荧光板上。他几乎不敢相信自己的眼睛。经过反复试验，他断定：那只阴极射线管在产生阴极射线的同时，还产生了一种新的射线，它有很强的穿透力，能透过人体，把他的手骨在荧光屏上显现出来。
　　说来也巧，这天伦琴夫人来实验室看他，他用这种神奇的射线摄下了妻子手骨的第一张照片，还用代数中未知数x来命名。这就是x射线。
　　“一石激起千层浪”，伦琴发现x射线的论文发表后，受邀到皇宫为威廉二世表演，从而轰动了全世界。一时间，研究x射线成了物理学的热潮。1901年，伦琴被授于诺贝尔物理学奖，成了世界上获得这一奖项的第一人。
　　20世纪初，伦琴的发现进入医学领域，医用x射线透视机出现了。它的构造并不复杂：一个较大的阴极射线管用来产生x光，当x射线穿越人体时，因人体各器官的密度不同，x射线被吸收的量也不同，因此会在荧光屏上出现浓淡不同的现象，用底片代替荧光屏就可拍成x光片，从而发现各种病情。
　　20世纪初，x光摄像还只限于人体的骨头、肺这类器官，而对胃肠等平滑肌就无能为力了。后来，科学家们发现，钡剂可以使胃肠显影，于是选择了溶解度极微的硫酸钡作胃肠摄影，从而使医生能及时了解胃肠的病灶，判断溃疡的深浅。到了20世纪50年代，x射线机已成了司空见惯的医用工具。
　　
　　第36项：心电图
　　
　　1906年的一天，在荷兰莱顿大学附属医院里，送来了一位心脏病患者。他的心跳微弱，测量仪器无法测出，医生无法诊断病情。正当大家束手无策之际，一位教授说道：“让我来试试”。很快，教授搬出了一台大家从未见过的仪器，用一根石英丝两端与患者身体相连，再把仪器与电缆接通，不一会儿实验室里接收到了清晰的心电图。医生们很快诊断出了患者的病情，挽救了他的生命。世界上第一台心电图描计器“临床实验”成功了，它的发明者就是那位教授――荷兰医学家威廉・艾因特霍芬。
　　1860年，艾因特霍芬生于印尼三宝垄的一个大庄园里。年幼的他，由一位中国阿妈洪氏带大。从四岁起，他进入上海法童公立学校，上了6年小学。后来，他随洪妈去她的广东老家住了一段时间。成年后，他编译了不少广东童谣，表达了对中国的特殊情感。
　　回到荷兰后，他考入乌特勒克大学，师从病理学家P・c・杜德氏教授。杜德氏毫无保留地对他言传身教，把自己珍贵的研究资料也送给了他，还再三对他说：目前科学界对心脏研究得还不够，希望他以后致力于这方面的探索。
　　1887年，沃勒率先研制出记录生物电的仪器――毛细管电位计。但它对测量瞬间变化的生物电的效果很不理想。
　　1885年，艾因特霍芬来到莱顿学院，任病理学教授。1891年，他研制出了弦线电流计。他在两极强磁场之间，垂直放一根细细的石英丝。当石英丝的两端分别与需测量组织相接时，如有电流通过弦线，弦线就会在磁场中发生偏转，偏转程度与通过弦线的电流强度成正比。通过这一装置，可以准确记录组织中微弱电流的情况。
　　1903年，经过不懈的努力，他又发明了弦线型心电图描计器。但他仍觉得不够完善 怕恐贻笑大方，所以 一直没有公布自己的发明，1906年，那次特别的临床实验轰动了世界，艾因特霍芬一夜成名，后来还获得了1924年诺贝尔生理学及医学奖。
　　20世纪中叶以来，伴随着科技发展的日新月异，人类对心电的研究不断取得突破。弦线型心电图描计器已成“伟大的先驱”，热笔型、喷墨型心电图机正在心电测量领域被广泛应用。飞速发展的计算机技术，也辅助心电图自动诊断，更使心电图机的应用前景广阔。
　　
　　第37项：超声波诊断仪
　　
　　对医生的来说，比起听诊器、x光机，超声波诊断仪是更有效的一种诊断工具。
　　超声波，是指频率大于2万赫兹而不引起声感的弹性波。它有波长短、能量易集中、穿透力强的特点，特别是利用1～10兆赫的超声波对人体无害的优点，把它作为检查身体疾病的工具很理想。
　　超声波的发现者，是鼎鼎大名的居里夫妇。一天，他们给一些石英晶体施加电压，发现晶体在改变体积的同时，会使空气发生震颤。经过一番研究后，他们确信，这是一种频率很高的波。因它比声波频率高得多，所以把它叫“超声波”。
　　
　　至于超声波在医疗上的应用，那是20世纪20年代以后的事了。因为超声波以波束形式传播，能穿透许多种物质，能量集中，分散波极少，回声可用接收装置记录，因此医生可以利用超声波在不同组织中传播速度的不一样，根据反射波的疏密程度判断组织器官的病变。
　　最早问世的医用超声波诊断器，是A型超声波诊断仪――应用幅度调制型诊断方法的仪器。1952年，医学家们又采用了辉度调制型的诊断方法，一般称为B型超声波诊断。这就是人们俗称的“B超”。它的优点是：能显示组织异物，病变大小范围和性质，病变和周围组织的关系，还能及时用摄影、录像、扫描的方法加以记录，从而为医生诊断提供方便。
　　随后，B型超声波诊断技术进入实用阶段。第一代B型超声波仪，是单探头手动式的，只能观察组织的静态情况，使用受到很大限制，第二代为快速机械扫描检查与线阵型电子扫描显像仪，可观察肝脏的动态，第三代采用电子聚焦和短轴聚焦的办法，分辨率高，大大提高了诊断效率。目前已进入了第四代，可与电子计算机联用，产生数字式超声图像。
　　值得一提的是，超声波技术还可识别胎儿的性别，分辨率可达99％，同时还可判断胎儿有否畸形，这对开展优生优育工作起了积极作用。另外，它还可用于消毒、灭菌。
　　
　　第38项：CT
　　
　　早在20世纪初，就有人这样想，能不能制造一种比普通x射线透视机更先进的仪器呢?到了60年代，这种想法变成了现实，这就是CT的发明与应用。
　　CT是英文ComputerIzed Tomography的缩写，原意是“电子计算机x射线断层摄影”。说起它的问世，还有一番不平常的经历哩!
　　1957年，美国电子技术专家柯马克受聘于一家医院，成为一名理疗科的临时技师。在工作中，他目睹了许多癌症病人的痛苦情景，心情很不平静。他想，癌症如能早发现，及时手术，效果肯定会好得多，即便无法最终挽救他们的生命，至少可以减轻病人的痛苦。他进一步想，能不能把电子计算机与x射线摄像机联合起来，消除x线影形重叠的缺点而达到及早发现癌症的目的呢?
　　真是“无独有偶”!在大洋彼岸的英国，有一个叫亨斯菲尔德的电子学工程师，同样也在研究这个课题。这样，两位素不相识的科学家，各自研究，最后殊途同归，开花结果。1972年，世界上第一台cT机在他俩手中诞生了。
　　CT的构造主要分两部分，一是x射线发生器、接收器、显像控制器，二是电子计算机。CT可围绕人体作360°连续扫描，把人体需要检查的部位摄成数以千计的点，又通过x线显像管，使人体组织中5～10毫米包块的横断面清晰地显示出来。它不仅能查出人体异常组织的肿块、包块、异物 还可以判断出肿瘤究竟是恶性还是良性。
　　cT问世后，轰动了全世界!柯马克和亨斯菲尔德同获1979年诺贝尔生理学及医学奖。
　　最早的CTx射线是单束的，x射线管每次仅转动1°，完成一次扫描需4～5分钟。不久，第二代CT问世了。它采用两股x射线束，可组成10～20°的扇形束，每次扫描只需30--1 20秒。第三代CT更巧妙，它采用多个x射线发射管，可组成一个30°的扇形束每次扫描只用2.5秒。更令人瞩目的是第四代CT，它采用多个x射线管，可组成一个50°的扇形束，每次扫描仅用1秒。
　　目前，CT正向第五代过渡，只需1％秒时间，就可捕捉到人体生理活动的动态信息。
　　
　　第39项：核磁共振
　　
　　核磁共振，又叫“核磁共振CT”，英文全称为N ucIear MagneticResonance Computerlzed Tomography。核磁共振实际就是一种新c T，与普通CT相比，具有许多独特的优点。
　　那么，核磁共振cT是怎样发明的呢?这得从一个叫拉比的美国核物理学家说起。
　　自从美国物理学家柯特恩发现质子磁矩后，核的磁奥秘就被揭开了。
　　原子核具有自旋特性，从而形成了核磁矩，它就像一条微型磁铁那样，放在原子当中。当原子核置于一个强大的磁场中，除了核自旋外，还绕外磁场的轴作拉摩振动，振动速率与外磁场成正比。在垂直于外磁场的地方，加一个频率相当的电磁波，核便会共振吸收这一无线电波的能量。在物理学上，这就叫做“核磁共振”。
　　拉比经过10多年的研究，发明了核磁共振成像法。它除了可分析大量化合物外，还可应用在医学上。
　　那么，拉比是怎样发明核磁共振成像法的呢?
　　原来，原子核的共振频率，与核所处的磁场强度有关，信号的强弱，又和参与共振的核间白旋密度有关。利用一个梯度磁场，迭加在核磁共振谱仪的主磁场上就可对人体进行立体扫描，再用合适的射频脉冲照射，所得到的时间核磁共振信号，经电子计算机处理、变换和图像重建，就可得到可供医生分析的分布图。这种图像，有点像常见的平行光对物体的投影图。
　　拉比因核磁共振法的发明，荣获了1944年诺贝尔物理奖。
　　20世纪70年代，第一台核磁共振仪问世。后来，核磁共振法与电子计算机联用，就成为一种新型的诊断仪――NMR－CT。它在检查中可以任意断面化学成像，特别是对人体的柔软组织，对比度好，不需要造影剂，既无害又安全。自它一问世，立即受到人们的欢迎。目前，已应用于对心脏、肝、胆，胰、脾 肾、脑之类器官的显影。
　　不过，NMR－CT也有不足之处例如它对骨组织显像很差，成像速度慢。所以，检查骨组织病变，就不宜用NMR-CT。
　　 　　第40项：助听器
　　
　　年纪大了，听力就会下降。听力不好与视力不好一样，会严重影响人的正常生活。很久以来，人们都在想方设法来改善听力残障。于是，助听器被发明了。
　　历史上最大的助听器，是1819年伦敦赖因公司生产的。这是专门为葡萄牙国王约翰六世研制的。但它使用起来很不方便，大臣跪在地上，向空心扶手上端的狮子嘴巴说话声音传入共鸣箱，再通过一根管子传入国王的耳中。
　　最初，人们把手窝起来，放在耳后，以增大对声音的接收面。后来，有人在椅子和椅子之间，安上管子来传送声音，这可能是早期的助听器。
　　在英国的维多利亚女王时代，人们生产出各种假茶壶和假花瓶，壶、瓶中有一定的积水面积，以便通过管子把讲的话传给耳聋的客人。
　　不过，那些耳聋的人最希望的是能够随身携带的助听器。于是，发明家为聋子发明了助听帽、助听手杖和安在胡子下面的接收器。这些助听器虽各种各样，但有一个共同之处，那就是用一两根管子通向耳朵。
　　有趣的是，妇女使用的助听器，相比之下更别致一些。比如有一种羽毛助听帽，把接收器伪装成一种头饰。还有的伪装成扇子，可收口的女用网格拎包。另外，还有用一种弧形扇，把收集到的声音，通过扇骨传入耳中。
　　更有意思的是，贝尔起初也致力于助听器的研制，万万没想到的是，这促使他发明了电话。电话的原理，可用来研制助听器――炭精传声器，把声音变成电压，电压被放大，然后再转变成声音。
　　1923年，马可尼公司研制出了电子管控制的助听器。但它还是比较笨重，要装在一个重16磅的盒子里。在30年代，电子管的小型化使电子助听器可以做得像盒式照相机那么大，重4磅。不过，它还是显得大了一点。
　　宣称研制出了第一个重两磅半，真正能戴的电子助听器的人，是埃德温・史蒂文斯。他在1935年研制成功了声音放大器。到了50年代，晶体管的问世导致了梦想不到的助听器微型化，微型电路可以做得像大头针那么大，助听器也就越来越小。现在，人们使用的助听器一般和袖珍收音机的大小差不多，更小的只有火柴盒那么大点。新近在日本电气东金公司问世的“骨导式助听器” 由压电元件和把声音变为振动的放大器组成，直接通过头骨振动向大脑传输信号。它的重量仅有8克，耗电量也非常低。