节选自《文明之光》

科学仪器的发明常常能够导致科学的重大发现。

在19世纪后期，德国在科学和工程上都领先于世界。真正完善细胞学说的是两位经常交流的德国科学家施来登（MatthiasSchleiden，1804－1881）和施旺（Theodor Schwann，1810—1882）。19世纪中期，德国动物学家施旺发现了动物细胞的细胞核和外面的细胞膜，以及两者之间的液状物质（细胞质）。他因此得出一个结论：细胞中最重要的是细胞核，而不是外面的细胞壁。同一时期，植物学家施来登通过对植物细胞的观察，也确认了施旺的理论。他们一致认为“所有动物和植物都是由细胞构成的，而在细胞中，最重要的是细胞核”。不久之后，他们一起寻找动植物细胞的共性，然后得出结论。尽管植物和动物差距巨大，但是它们通过细胞联系在一起。在《关于动植物的结构和一致性的显微研究》一文中，施旺指出“现在，我们已推翻了分割动植物界的巨大屏障”。

图5.27    细胞学说的提出者施来登（左）和施旺（右）

施莱登和施旺还提出了“新细胞从老细胞中产生”的观点，不过当时他们的想法是从老细胞核中长出一个新细胞，而不是后来发现的细胞分裂。接着，施莱登的朋友耐格里（Carl Nageli，1817—1891）用显微镜观察了植物新细胞的形成过程和动物受精卵的分裂过程，发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。在此基础上，1858年，德国的魏尔肖（Rudolph Carl Virchow，1821—1902）总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。他的名言是：“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这个断言，至今仍未被推翻。到此，细胞学说才算是确立下来了。

细胞学说之所以能够排进19世纪三大发现，是因为它不仅在生物学上和医学上意义重大，奠定了这两门学科的研究方法。细胞学说帮助我们搞清楚了包括我们人类在内的所有生物体的组成，了解了生物的生长发育和死亡的原因，也让我们搞清楚了很多疾病产生的机理，并且找到了它们的治疗方法。在科学方法上，细胞学说的意义在于人们懂得了要了解一个整体，需要将它先分解成部分进行研究，然后再从对局部的认识上升到对总体的认识。这是笛卡尔发现科学研究方法论以来，西方逐渐完善起来的科学方法的最好应用。细胞学说确立的过程，在认识论上被看成是分析与综合这两个过程。科学家们先是将对构成生命基本单位的研究进行分析，按照生物的种类分成了细菌（微生物）、植物和动物，然后从易到难分别找出了构成他们的单元（细胞）；接下来是综合的过程，总结出这些生命细胞的共性——都有细胞膜、细胞质和细胞核，都是靠老的细胞分裂繁殖，等等。当然，综合的过程常常比分析要困难许多，真正能够提出学说的都是善于综合的大师。在细胞学说诞生后的一百多年里，人类对生物和医学的研究越来越细，从细胞到细胞核中的染色体，再从染色体到基因，最后从基因到分子级别的脱氧核糖核酸，这就是在先前工作的基础上做进一步的分析。但是，将这些细分研究的结果再综合成整体却是一件很难的事情。直到最近几十年，这方面的工作才有了一些突破性进展。由此可见，科学研究就是这样循环往复，后人在前人研究的基础上，越来越深入。

细胞学说直接为19世纪的另一项重大发现——达尔文的进化论，打下了基础。