罗伯特·虎克制作的显微镜

始终思考的问题：恩格斯为什么把“细胞学说”作为十九世纪三大发现之一。

一、早期研究过程

早在1665年，英国物理学家、生物学家罗伯特·虎克（R.Hooke）就提出了细胞的概念。他在自制的能放大40～140倍的显微镜下发现中空的小室结构，并称为细胞。虎克发现细胞后，使生物学研究进入了细胞这个微观领域。

同一时期，意大利科学家马尔比基（M.Malpighi）用显微镜证实了虎克的观察，并把活细胞称为“小泡”。

1675—1683年，荷兰的列文·虎克（A.Leenwenhoek）制造了能放大270倍的显微镜，并首次描绘出骨细胞和肌肉的细胞图。

直到18世纪末19世纪初，对细胞的研究再度升温，贝尔（C.Mirbel），法国著名的植物学家，他把显微镜的观察与对植物结构特点的推测结合在一起，强调指出细胞是植物界所有结构的基础。

后来德国博物学家奥肯（L.Oken）又拓宽了人们对细胞的理解。

1828年，英国植物学家罗伯特·布朗发现了细胞里的分子运动，后来人称“布朗运动”。1831年，他又在兰科植物表皮细胞里发现了细胞核。

1837年，捷克的科学家普金叶（J.E.Purkinje）用显微镜发现了神经细胞和小脑神经节细胞，提出了原生质的概念，并认为原生质在细胞中占有重要的地位。后来，他又在动物脾脏和淋巴腺细胞中发现了细胞核，提出动物细胞与植物细胞具有相似性。

从以上我们不难看出，细胞学说的建立凝集着许多科学研究者的智慧，正是有了这些知识，才使得施旺和施莱登创建细胞学说成为可能。

二、施旺和施莱登的研究过程

施旺对蝌蚪的脊索和软骨所作的仔细观察表明：“它们的结构和发生的最重要的现象与施莱登所描述的植物相一致。”1837年与施莱登相识以及以后的联系，对于施旺从动物科学的角度提出细胞学说，起了十分重要的作用。施旺后来回忆道：“一天，当我和施莱登一起用餐时，这位著名的植物学家向我指出，细胞核在植物细胞的发生中起着重要的作用。我立刻回想起曾在脊索细胞中看见过同样的‘器官’。在这一瞬间，我领悟到，如果我能够成功地证明脊索细胞中的细胞核起着在植物细胞的发生中所起的相同作用，这个发现将是极其重要的。”

第一部分研究的主要结论是：某些动物组织确实起源于细胞，这种细胞在所有方面都与植物细胞相似。施旺写道：“现在我们已推倒了分隔动物界和植物界的巨大屏障，这就是生物体结构的多样性。”

施旺论文的第二部分是对特化程度很高的各种组织进行研究。他想证明多数或全部动物组织均源于细胞。但要想证明这些，难度很大，因为有的细胞个体相当微小，并且细胞膜很嫩很薄，细胞膜和细胞的内含物折光能力相似，即使用放大400倍～500倍的显微镜也很难看清楚。在施莱登的“细胞核在植物细胞发生中起着重要作用”的观点影响下，施旺指出：有无细胞核的存在是有无细胞存在的最重要、最充足的根据。这一观点在现代生物学研究中仍有指导意义。为了证明所有动物组织均是由细胞构成的，施旺做了大量的工作，他用显微镜观察了动物上皮、蹄、羽毛、晶状体、软骨、骨、牙齿、肌肉、脂肪、神经等多种组织，最后证明它们都是由细胞分化生成的，从而显示了动物整体是由细胞或细胞产物组成的，如同施莱登描述的植物那样。

在第三部分，施旺总结了他的全部研究成果后指出：细胞是一切动物体所共同具有的结构特征。动物和植物结构上是统一的，他认为不论是动物还是植物，它们的组织都是由细胞构成的，细胞是生物体结构的共同特征。同时，他还用物理学的某些观点解释了生命现象，他提出“有机体是通过细胞分化而发展的”这一有价值的观点。虽然在施旺的细胞理论中有些概念还很模糊，甚至有些观点还是错误的，但是他的理论主流是正确的、积极的，不完善甚至错误的地方有待人们去研究、去修改、去完善。

1838—1839年，施莱登和施旺分别发表了对植物细胞和动物细胞基本认识的论著，他们两人取得了完全一致的看法，都认为细胞是构成植物组织和动物组织的基本结构单位，从而导致了两人共同建立细胞学说。施莱登和施旺的细胞学说可以概括为：（1）任何一个细胞都是从其他细胞中产生出来的；（2）细胞是构成有机体的基本单位；（3）植物和动物的细胞大致是相似的。

三、细胞学说建立的意义

细胞学说阐明了有机体发展和分化规律，无论是植物界还是动物界都具有普遍的有效性，这充分的表明了动植物结构的统一性。

细胞学说的建立，激发了人们探索细胞秘密的激情，使得越来越多的科学工作者投入到细胞这个微观领域。人们对自然的认识更深刻，在研究层次上从宏观的个体水平上升到微观的细胞水平，大大促进了生物学的发展。在以后几十年中，很多有关细胞的研究成果问世，从而构建了一门新的生物学科——细胞生物学。为了表彰施旺在这一领域中的突出贡献，人们称他为“细胞学之父”。

施旺和施莱登的细胞学说使得千变万化的生物界通过细胞统一起来，这样有力地证明了生物之间彼此存在着或远或近的亲缘关系，从而为达尔文的进化论奠定了唯物主义基础。恩格斯对细胞学说给予高度评价，他在《自然辩证法》中写道：“施旺和施莱登发现的有机体细胞，它是这样一种单一有机体，除最低级以外，都是从它的繁殖和分化中产生和成长起来的。有了这个发现，对有机体的、有生命的自然产物的研究——比较解剖学、生理学、胚胎学才获得了巩固的基础。有机体产生、成长和构造的秘密被揭开了，从前不可理解的奇迹，现在已经表现为一个过程，这个过程是依据一切多细胞的机体本质上按共同的规律进行的。”恩格斯同时认为细胞学说、进化论、能量守恒和转化定律是19世纪自然科学的三大发现。

内向、虔诚、温文尔雅的施旺虽然没有勇气和别人唇枪舌战，但他勤奋、严谨、求真、创新的科学态度和巨大的科学贡献，仍使他在竞争激烈的科学界占有一席之地。