事实与理论之争

    无论是谁，在培育组织学或者与之相关的分支学科、细菌学和胚胎学方面取得或大或小的成功之后，有时候都会听到他解说的热情遭遇下面令人尴尬的评论。


    <em>伟大的研究！但如此美丽的图画怎么可能是真的！今天的组织学证实了那些事物，但明天的组织学还会保留那些事物吗？随着生物学的发展，一个世纪以后，谁还会认可现在的组织学理论呢？</em>


    我会坦率地做出回复。那个发表此等言论的人，除了表现出对显微科学客观的本质特征不可饶恕的无知，还可悲地把观察到的事实跟理论上的解释混为一谈。观察到的事实是一种固定不变的永久性印象，理论上的解释则主要具有易变性和适应性。


    不相信组织学家观察到的事实，就等同于假设由自然学家发现的新物种会有立即消失的风险，等同于假设由解剖学家检测出的神经节、腺体或血管处于蒸发的危险之中，或者等同于假设由天文学家发现的星星会受到突然消失的威胁。观察工具的性质能改变事实存在的状况吗？


    大概会有人争论说，尽管如此种种，有时对组织方面的科学事实也会有分歧。诚然，那种修正完善、略带怀疑的态度在五六十年前是完全合理的，当时显微解剖学仍处于萌芽时期，缺乏精准确定的染色方法。但是现在，幸运的是，情况已经有了根本性的改善。科学批评已经变得更加严格和谨慎，不会轻易地盖上批准通过的印章，除非是对那些由非常不同的技术共同揭示且结论一致的结构特征。除了这个事实，现今的染色方法，即所谓的选择性方法，提供的图像特别清晰、整洁，并跟无色背景形成鲜明的对比。因此，即使是对其历史抱有丝毫的怀疑，也将是荒谬无比的。


    自然，随着时间的推移，评价这些染色方法的观点可能会发生改变，依附于这些染色方法的生理学解释也可能会发生改变，但是这些染色方法的客观性不会受到损伤。目前，人们更喜欢讨论普通生理学假说和生物学理论（遗传机制、适应与变异机制、性交机制、器官和组织的生理学作用机制等等）。而且，只要生命科学还没有达到其数据上的理想完整性，还没有攀登上终极原因的顶峰，这些假说和理论就会被讨论下去。但是，我要重复的是，一手的组织学数据，如果能很好地被描述并呈现出来，就会构成固定并且绝对牢固的重要档案，时间和人都没有能力去对抗、改变。


    为了便于大家充分理解这种思想，我将引用一个具体的事例，该事例摘自我本人的朴素的神经学研究生活。我要提一提现在绝大多数组织学家都同意的神经元概念。


    让我们想象一下，当我们发现了一种精细的选择性染色方法，并且通过这种方法揭示了一套极其精致的吻合纤维系统，用现有的观察程序绝对观察不到。这些纤维，一方面在神经细胞核之间蔓延，在攀缘纤维或苔藓纤维之间蔓延；另一方面在神经元的主体和树突之间蔓延。在这种情况下，树叶将不能体现树木的终极进程，我已经描述过的轴突与树突棘的乔木化将是终端前奏，而不是终端。


    有什么东西会随着这项惊人的进步而丢失吗？神经细胞核、终板和萼叶、轴突分支、树突棘以及其他很多互相有接触的布局安排，将由此转化为智人的虚构事物吗？绝对不会。这些形式将它们的客观价值与特征作为普通解剖学方面的事实，完好无损地保存下来。只有一件事情需要修正，即生理学方面的解释。从实用的角度来看，这些布局安排不能再以需要通过倍增接触表面以保证脉冲通过为理由来解释了。因此，通过接触来传导的假说将不得不被另一个假说代替，即通过串联来传播的假说。同时，很有必要以其他方式确定上述结构的动态意义。理论解释具有的临时性特征以及不可避免地根据新发现对其进行修订和完善的需要，将再次证明是显而易见的。


    准确来说，因为害怕这些可能出现的错误（生物学历史充满了错误），我狂热地推崇事实。我已经说过无数次了，而且这句话本身我也重复过了：“事实仍存，理论已去。”每一位对普通概念的牢固性和正确性过分相信，而对现实的直接研究不屑一顾的研究者，都冒着不能留下永久活动踪迹的风险。事实是我们唯一的有益财产，是我们的不动产，是让我们卓越的最好凭证。总而言之，在万物永不停歇的变化之中，只有事实能幸免于时间的侵蚀和人类的冷漠与不公，最终得以保存下来。与事实一起保存下来的，或许还有我们那最好的一部分个人品质。


    所有这一切都显而易见，但还有值得肯定的一点是，没有理论和假说，我们的这个正面事实的故事将会毫无意义，并且会进展得非常缓慢。假说和客观数据由一种病因学关系联系在一起。除了概念价值或解释价值，理论还包含一种工具价值。不加思考的观察跟不加观察的思考一样危险。理论是我们最好的智力工具，就像其他工具一样，它容易“开口”“生锈”，需要持续不断地修理和替换，但是没有了它，在现实这个“大理石块”上凿出一个“深洞”就几乎会变成不可能的事。


    对解剖学家、组织学家和胚胎学家来说，建立普遍原则注定要面对分析这个硬板凳，还要遵循逻辑倾向性以及几乎不能训练的冲动。对普遍原则的建立置之不理却大声宣称该做事情了，这时候去检验想象的冲动是极其困难的。而且，普遍原则的建立正是通过以实用性和目的性为主的思想机制这种行动模式，被强加在我们身上，同时每天都把机械性原因和功利性动机这样的问题摆在我们面前。观察到一种结构布局或形态布局之后，我们的脑海里总是会浮现出这个问题：“它给这个有机体带来了什么生理服务和心理服务？”在想方设法地获取所有不可或缺的数据之前的很久一段时间，与这些逻辑倾向性做斗争的常识在检验我们的好奇心时都会徒劳无功，提醒我们这个问题提出得太早了。这种谨慎的反思可能会让我们的考虑更加周密，却不会让理论化的进程瘫痪不动。无拘无束的想象，就像在沙地上建造的房子，如果没有坚实的根基，那就容易倒塌。


    而且，通过歌德和许多现代思想家来证实“对最终原因的搜寻是没有意义的”和“我们的任务是确定‘如何’的问题，而不是‘为何’的问题”是毫无用处的。我们的头脑，几千年甚至可能几百万年来，为了功利和自私的目的而对大自然提出质疑，不可能突然改变其看待世界的模式。


    我们也一定不能忘记，在生物科学中，要达到了解“如何”这个问题，即对有机体的安排布局进行铸模塑型的生化进程，有必要先解决“到达什么终点”这个不专业、不知足的好奇心提出的初步问题。


    这一切都明显自相矛盾，但人类命中注定就是这样。理智和情感从来就不是好朋友。那些感觉到这种臆测冲动的人只是太了解这一点了，即在生物学界能够进行系统化思考的伟大决赛的选手，他们的工作通常是多么的短暂！


    所有上述语言（我为此请求读者的原谅）都是在尽可能地为我那因猜测臆想带来的欢呼雀跃（幸亏数量不多）寻找理由，并解释一个信奉事实派宗教的坚不可摧的狂热分子，如何一次又一次地跌入献祭令人眼花缭乱、神魂颠倒的理论偶像这个弱点的深渊。尽管在内心深处深信其无可挽回的短暂无常，尽管已经多次宣称“如果不受限制的冲动带来的结果是我们形成了一些假说，那我们就应该尽量至少不要太坚定地相信这些假说”。我们一定不要陶醉于自己的美酒或者别人的美酒。


    我的良心因这种自发的忏悔宽慰了一点儿，我要继续简要叙述这3年期间因想象而成的潜心之作。首先，我要声明一点，在我自己提出的猜想和假设当中，有一些猜想和假设，在经过25年的不断发展之后，直到现在我仍然觉得很有价值，也能经得起推敲；其次，坦率地讲，也有一些不可能实现的、大胆鲁莽的且不能让人接受的猜想和假设。自然而然，我将更多地关注前者，而不是后者。后者只应被遗忘。根据我的判断，一些属于第一类的猜想和假设位于根基牢固的经验法则之列。


    我的第一篇具有理论性质的作品是《对神经细胞形态学的总体思考》（General Considerations on the Morphology of the Nerve Cell），被选送到1894年在罗马举办的国际医学大会（International Medical Congress）。


    这篇通讯论文主要内容涉及对支配动物类神经系统进化法则的审查，并尽可能地说明在无数的发展变化中，哪些神经中枢保持了其潜在的原始可塑性，能够在结构上适应宇宙日益多变复杂的环境；哪些神经中枢（主要是动物）好像被一种古老的无意识僵化，并且因反对任何适应而几乎彻底结束自己物种的历史。


    为了简洁，我会快速列举这篇通讯论文的主要结论。


    （1）神经组织的胚胎发育过程重演了一遍其种族历史，中间发生了一些简化和遗漏，无论是在神经胶质方面还是在神经细胞方面。（2）从种族发展的角度来看，所有的脊椎动物都同时拥有两套神经系统：已经通过分化完成发育并且只有通过延伸才能发展的感觉神经系统（外周神经节、视网膜、嗅球、脊髓、小脑、丘脑、纹状体等）；在动物系列中通过延伸和对其元素进行结构及形态分化来继续完善自身的大脑皮层神经系统（灰色大脑皮层及其卷积）。（3）随着功能方面适应能力的增加，形态上的进化法则在神经元中通过新过程的形成和延长，进而通过细胞间连接的增殖和多样表达出来。（4）在大量比较观察的基础上，证实了神经细胞体的大小和轴突的直径与生理上的功能化无关，而是与末端分枝的丰富和长度成正比，进而与连接的幅度和多样成正比。（5）通过比较脊椎动物范围内大脑金字塔的轴突侧枝和树突侧枝的形态及相对丰度，得出如下结论：智力及其最崇高的表达方式——天赋和才能，并不取决于大脑神经元的大小或数量，而是取决于它们连接过程的丰富程度，换句话说，取决于长、短距离连接通路的复杂性。白质的充裕表明了连接的丰富。因此，优越的智力等级是梅内特（Meynert）和弗莱克西希（Flechsig）先前已经辩护过的一个观点，但由于缺乏对细胞过程进行选择的方法，他们只能在灰质和白质的总体结构上找到白质，正如低效的方法[如胭脂红、苏木精、威格特（Weigert）的技术等]所证明的那样。（6）适应性和专业性的熟练，或者通过运动（体育、演讲、写作、钢琴演奏、击剑和其他活动）来达到功能上的完善，其原因，要么是由于脉冲经过而受到刺激的神经通路逐渐增厚[由坦齐（Tanzi）和卢加罗（Lugaro）给出的提示]，要么是新细胞的形成过程（新树突的非先天性生长和轴突侧枝的延伸及分支）能够改善接触的适宜性和延伸性，甚至在初始独立的神经元之间建立新的连接。


    最后一个假说正确的概率极大，可以应用于有趣的语言发展和心理发展。同年，我在伦敦讲座上也提到过，并且配以示例和比较进行阐释说明。


    随着时间的流逝，为了从组织学的角度解释习惯、天赋和才能，人们认为神经原生质最微妙的变化在部分程度上促成了细胞形态方面的特征。从心理学的角度解释细胞形态方面的特征时，我自然没有把这部分排除出去。我们在神经原生质的复杂性方面不断增长的知识那时尚未达到现在的最高峰。当时，神经原纤维和细胞内高尔基体不为人知，尼氏颗粒仍然是相当新的发现。


    受同种精神的启发，我在1897年发表了另一部合著作品，旨在探讨功利主义特征的原则，这些原则似乎支配着神经元和导电纤维在形式、大小、位置和方向上的无穷变化。顺便说一句，我很荣幸在马德里大学的图书馆就同一主题发表了演讲。


    从目的论的角度来看，所有这些在形势和形态方面的波动，甚至轴向极化本身的公式，似乎都是由这3个经济原则决定的。（1）节省材料（两个相关区域之间的最短路径的发展）；（2）节省传导时间（上一个原则的动态结果）；（3）节省空间。


    在上述研究中，猜想方面的发展紧跟在观察到的事实之后，所提到的普遍概念（神经元形态的进展规律、关于功能适应的假设、调节细胞体配置的经济标准等）就是合法的推论或合理的假说。通过跟神经元形式的无限种类进行比较，所有推论或假说都很容易被证明，即后验。


    遗憾的是，在另一篇发表于1895年的文章中，这种与实验数据严格且完美的一致并没有揭示联想、意念和注意力的组织学机制，因为忽略了一些我认为能够达到目的的概念，毫无根基的想象在这整个冒险式的潜心研究中引起了混乱。


    有益的想法是，“印象统一性”的想法以及神经雪崩法则。神经雪崩是这样形成的，单个细胞的树突（感觉）接收到的每一个外围印象都以雪崩的方式向中心传播。或者，换句话说，传导中涉及的神经元的数量从外围到大脑逐渐增加，大脑里的卷积（三级感觉区）是锥形总入口的底部，是新连接通路的发源地。根据这个解剖生理学法则，坦齐和卢加罗对幻觉、联想及其他重要的心理过程的可能机制做出解释时受益匪浅。该法则建立的基础是围绕视觉、声学、嗅觉以及其他路径的组织安排进行的大量研究。


    其他被阐述的概念，理所当然地应该被迅速遗忘，因为科学只关心那些可以用实验进行验证并且能促进未来研究的想法。


    在结尾之际，我要提两件对我科学研究的激励与开展产生丰硕成果的事情。


    第一件事情是，1897年3月，我用大量资金创建了季刊《显微图像》（Trimestral Micrografica）。目的是及时出版医学部实验室显微方面的著作，而不必等待国内外期刊编辑的答复，同时激励我的学生付出努力。这个期刊出版了本章列举的许多通讯论文以及此后直到1901年几乎所有的通讯论文。1901年，在官方支持下创办了年刊《生物研究实验室工作》（Trabajos del Laboratorio de investigaciones biologicas）。


    刚才所说的季刊，前几期的内容几乎都是编辑撰写的。不久之后，当开始创建一所学校时，我得到了很多热心追随者的大力支持，其中包括我的兄弟佩德罗·拉蒙·卡哈尔（Pedro Ramón Cajal）。他当时是加的斯（Cadiz）大学的组织学教授，他贡献了不少于8部内容广泛的专著，涵盖了各种比较神经学科（鱼类、爬行动物、鸟类和两栖动物）；R.特拉萨斯（R.Terrazas）——一个还是学生的实习医生，带来了他对小脑神经发生的有趣研究以及有关软骨组织的研究；年轻的布拉内斯·马洛坎（Mallorcan nes）——一个最优秀的学生（还没有完成学业就因病去世了），对嗅球进行了一些认真的研究；萨拉·庞斯（S Pons），曾经是巴塞罗那大学的一名学生，带来了一些关于鸟类大脑皮层和两栖动物脊髓的研究；奥洛里斯·阿吉莱拉（Olóriz Aguilera）曾协助我对神经中枢结构的调查，这一点已经提过了；卡洛斯·卡列哈（Carlos Calleja）当时是医学部的助理，他那篇关于嗅觉大脑皮层的通讯论文很有价值；最后，伊西多罗·拉维利亚（Isidoro Lavi），即巴利亚多利德大学（University of Vadolid）现任教授，他对两项重要的研究做出了贡献，一项是关于肠道交感神经系统的研究，另一项是关于哺乳动物声学中心的研究。


    第二件事情，让我感到非常荣幸，我出乎意料地当选为马德里皇家科学院院士。关于这次任命，我要提一件趣事，因为它反映了这一学术机构对爱国主义和独立性的极大尊重。


    一位备受瞩目的院士刚从柏林回来，告诉他的同事说，伟大的魏尔肖（当时跟他一样有辉煌、骄人的成就）问了一个让他既惊讶又无法回答的问题：“卡哈尔现在正在忙什么呢？他正在继续进行有趣的研究吗？”


    我们高贵的院士感到困惑而且有点羞愧，他的兴趣竟然是在柏林被一位他从未听说过的西班牙人的工作所激发。当他返回伊比利亚半岛（Ibérica Peníns）后，就做了几件事情来满足自己的好奇心。他跟博学的天文学家、著名的常务秘书唐·米格尔·梅里诺（Don Miguel Merino）谈成了一项协议，提议并支持我作为候选人参与竞争当时的一个职位。所以，当时我有一项不同寻常的特权，受魏尔肖和唐·米格尔·梅里诺的提名成为一名院士。


    1897年5月，我在准备就职演说时，有机会阐述一些规则和建议，这些规则和建议旨在唤醒我们年轻教师对科学研究的兴趣和热情。为了让实验室工作变得令人向往、引人注目，我用朴实真诚的语言、富有感染力的热情和炽热的爱国主义情怀，使演说取得了巨大的成功，远远超过了我的预期。我热情洋溢的演说受到了大学公众和新闻界的热烈欢迎，官方版本很快销售一空。我的挚友卢里亚博士（Dr.Lluria）弥补了我的倦怠，认为很有必要自掏腰包重新出版，慷慨地筹划着将新版本在学生中和各个教育中心免费分发。


    既然正在谈论卓越与荣誉这个主题，我也可以提一下这些事情。1897年，我当选为马德里皇家医学院的成员。这个著名的机构在几个月前为表彰我出版一本教科书以及最近的《正常组织学和显微技术的要素》而向我颁发了鲁维奥（Rubio）奖。1896年，巴黎生物学会为表彰我在组织工作方面的贡献而主动为我颁发了福维尔福韦勒（Fauvelle）奖。大约在同一时间，著名的维尔茨堡大学（University of Würzburg），联合几位杰出的教授，在新大楼竣工典礼上授予我荣誉博士学位。1895年，维尔茨堡市的物理医学学会，任命我为通讯会员，大概是听从了我的挚友A.克利克博士的建议。那一时期，我还被柏林医学院（the Academy of M edicine of Berlin）、维也纳精神病学学会（the Psychiatrical Soci ety of Vienna）、巴黎生物学学会（the Biological Society of Paris）、意大利精神病学学会（the Italian Psychiatrical Society）、里斯本医学科学院（the Academy of Medical Sciences of Lisbon）等授予了同样的荣誉。