Dissertatio inauguralis physico-medica de respiratione

«Quidni ergo Natura dextrum ventriculum æquè fortem ac sinistrum formare potuisset, hoc quippe modo commodius stagnationi sanguinis in pulmonibus occursura? Fateor respiratione circulationem sanguinis per pulmones promoveri, sed hoc ipsum Natura prævidens dextrum cordis ventriculum debiliorem fecit, ne sanguis nimia celeritate per pulmones flueret, antequam aëre sufficienter imprægnatus esset;»

这是全书最漂亮的一次反向设计论证: 作者不问呼吸怎样工作, 而问心脏为什么长成这个样子。他的答案是, 右心室之所以被造得比左心室弱, 是因为血液在肺里需要停留足够长的时间、被空气充分浸透, 然后才进入左心室被压实; 若两侧一样强, 血就会太快穿过肺脏, 来不及完成混合。这一句把解剖学上的一个不对称, 变成了功能上的一个必要, 也正是他「自然从不徒劳」这条预设最经济的一次应用。同一思路在论新生儿第一次呼吸时再次出现: 他把原因从产痛刺激换成右心室的血突然冲击肺神经, 并当场用剖腹产婴儿没有产痛来反驳旧说, 这是全书少见的、主动去消灭一个替代解释的动作。扣分在于这次论证的说服力完全建立在「空气必须与血混合」这个尚未证明的前提上, 而该前提直到全书结束都只是被反复断言。故 84。

«arrisit, geminâ se potissimum commendans prærogativâ; prior harum est, quod non ita exhausta mihi nîl magis quam compilatoris consuetudinem fugienti videretur, quin nova addi possint, multaque insuper erronea ab aliis tradita correctionem sui mereantur; altera, nec minus ponderosa, est, quod materia hæc præ reliquis ita sit comparata, ut fertilissimi pariter ac nobilissimi studii mathematici [quod semper medico junxi, hoc sine illo nunquam subsistere posse ratus]»

序言里他把选题的理由列成两条, 而这两条其实就是全书的纲领。第一条说这个题目远未被穷尽, 前人写下的许多东西需要被纠正, 所以他不是来做汇编的; 第二条说呼吸这个题目特别适合展示数学在医学里的用处与必要, 并顺手交代了他一生的工作信条——数学永远与医学并列, 没有前者后者无法成立。后一条在正文里落成了非常具体的装置: 椭圆柱的几何证明、圆锥体积的换算、把胸廓扩张量写成代数式、以及对一个比值求极大值。四章的排列也照这个纲领走: 先讲机械 (胸廓如何变大), 再讲物质 (空气去了哪里), 再讲用途 (空气做了什么), 最后拿经典难题和三个数学问题来验收。扣分在于这个框架的边界由他自己划定: 结尾处他承认本来还该有第五章讲呼吸受损的各种方式, 却以不越出学位论文界限为由停笔, 骨架因此是自知的残缺。故 86。

«Facit etiam pro nobis sequens, quod à se factum mihi retulisse memini Virum Cel. & Experientiss. Nebelium Prof. Heidelb. experimentum; si laqueum canis viventis collo circumjectum constringas ad imminentem usque canis suffocationem, tum verò illum subito relaxes relaxatumque teneas, usque dum canis semel inspiraverit, quo facto iterum laqueum constringas ac hanc constrictionem & relaxationem alternatim repetas, donec tandem canis enecatus sit, quo facto ejusdem aperti pulmones protinus inspiciens videbis vasa pulmonalia aëre turgida, indicio iterum manifesto aërem ad sanguinem transire:»

这是全书证据链里最像实验的一段: 把绳套在活狗脖子上收紧到快要窒息, 再突然放松, 让它只吸一口气, 然后重复, 直到狗死; 立刻剖开胸腔, 会看到肺血管被空气胀满。作者用这个结果来证明吸入的空气确实进入了血液, 而不只是留在肺里。值得注意的是他交代来源的方式: 他写的是「我记得这是内贝尔先生亲口告诉我他做过的」, 也就是说这是一段凭记忆转述的二手实验, 既没有日期, 也没有重复次数, 更没有对照。同章后面还有三则类似材料: 肺静脉的血更红更起泡更稀、涂抹松节油后尿液带紫罗兰气味、以及一个他自己设计但并未实施的曲管测量法。材料不算少, 但几乎全部停在「某人观察到」这一层, 没有一条被写成可复算的记录。故 77。

«hæ formulæ nos docent, quod si ambo pectoris latera vulnere rimæ laryngis æquali pertusa essent, respirationem sui dimidio diminui, cum eadem tertia tantum parte diminuatur, si ambo vulnera in eodem existant latere:»

三个数学问题里, 只有第二个真的通向床边: 给定胸壁破口的大小, 算出呼吸被削减了多少, 并由此得出一条可以当场判断的规则——两侧各有一个与喉口等大的破口时, 呼吸损失一半; 若两个破口都在同一侧, 只损失三分之一。这条结论之所以有实用价值, 是因为它解释了一个外科医生早就知道却说不清的现象: 同一侧多挨一刀, 反而比两侧各挨一刀轻。他还顺手处理了一个反例: 青蛙整个胸腔敞开仍能呼吸, 因为青蛙靠吞咽而不是靠吸气把空气压进肺里。扣分在于全书的实用面到此为止: 没有一个治疗方案, 没有一味药, 也没有对伤口处置的任何建议; 另外两个问题 (肋骨角度、胸骨为何是软骨) 是解剖学上的为什么, 不是可以照着做的怎么做。故 63。

«quod impellenti libere cedit, non facit impetum, haud secus ac arundines à flante Borea agitatæ eludunt ejus violentiam, à qua robustissima quercus dejicitur;»

这一段是全书文笔的样板: 他要论证空气撞在肺上其实没有施加任何力, 于是先给一个命题, 再给一个比喻——被北风吹动的芦苇把风的暴力卸掉了, 而最结实的橡树反倒被连根拔起。比喻之后立刻接回论证: 肺因为太容易让步, 所以根本受不到冲击。这种「命题—比喻—回到命题」的三拍在全书反复出现, 另一处是结尾对施瓦默丹那个循环论证的判决: 基础既弱, 却还是让许多人叹服。他还善于用一句短促的驱逐令收束一整段驳论, 例如让那个「血被空气磨细」的旧意见从所有人那里滚出去。扣分在于这种修辞只出现在驳论处, 一进入计算就立刻变成电报体, 代数式与拉丁缩写在同一条句子里挤成一团。故 83。

«particulæ igitur spirituum animalium instar cunei seu pyramidis formatæ & pro nutu animæ in cavum fibrarum muscularium explosæ cuspidibus suis in poros globulorum sanguineorum insinuatis diffringent hosce globulos, quo facto aër incarceratus & jam sui juris factus impetum facit in latera fibrarum muscularium, quas proin inflando, musculorum producit motum;»

这一句是全书最深的一层, 也是他把呼吸、血液、肌肉三件事串成一条因果链的接点: 动物精气被想象成楔形或锥形的小体, 由灵魂的意志射进肌纤维的空腔, 尖端插进血球的孔里把血球劈开, 于是被囚在血球里的空气获得自由, 向纤维的侧壁施压, 把纤维吹胀, 肌肉因此收缩。这一套说法把当时三条互不相干的线索——哈维的循环、笛卡尔式的精气、以及波雷利把肌肉看成液压机械的做法——合成一个单线的物理故事, 跨度确实可观。纵深还体现在材料面上: 几何、解剖、病理、以及从施瓦默丹到皮特凯恩的论战史都被拉进来。扣分在于这条链的每一环都缺化学: 空气是单一物质, 燃烧与呼吸的关系尚未进入视野, 于是「空气被囚在血球里」只能是一个比喻, 无法变成可测的量。故 79。

«quantitas aëri expirati sit ad sensum æqualis aëri inspirato: videmus equidem, quod aqua tepida canis viventis abdomini intra duplicaturam peritonei per vulnus injecta resarcito vulnere tota sub vaporum formâ vesicam per ejusdem poros subeat, ita ut à potiori aërem aquâ subtiliorem vi expirationis impulsum poros vasculorum pulmonalium haud difficulter pénetrare concludere possimus.»

这一段是全书自陈证据基础时最诚实的一次: 他先把那个可以被检验的断言摆出来——呼出的空气量在感觉上与吸入的相等 (「在感觉上」三个字是他给自己留的退路), 然后用一则自己设计的类比实验去撑它: 向活狗腹膜腔内注入温水, 缝合伤口后, 整腔的水化为蒸气, 竟能从同一批孔道鼓成一个膀胱; 既然水汽都能钻得过去, 那么比水汽更细的空气被呼气的力量推进肺血管孔道时, 也就「并非困难地」穿透 (haud difficulter)。这条推演的地基就在上面两行: 他坦承这些孔道细到只有最精细的空气才能进入, 先把自认的薄弱处摆出来, 再说服读者。可信度还来自他引证的方式: 波雷利的命题、皮特凯恩的页码、黑尔维希在巴黎科学院的观察、洪贝格的松节油实验, 都被点到具体书章。但同一位作者在算胸骨突出量时把两个相近的数目写混, 又在引用自己第一章时把章号写成了第五章; 两处都不是观点之争, 而是校对层面的失误, 却恰好落在他最需要精确的地方。故 72。

«Et reverâ angulum NAG talem circiter esse, qualem ipsum definivimus, inspectio sceleti docet, quod ipsum veritatem hypothesium, quibus solutio innititur, mirè confirmat & simul indicat, quod Natura nunquam & nusquam sui oblita regulas mechanicas constantissimè observet»

这一段值得今天读, 因为它同时展示了作者最好的一面与最脆弱的一面。最好的一面是: 他用求极大值的办法算出, 肋骨与脊柱的夹角在五十四度四十四分附近时, 胸廓每单位张力换来的扩张最大; 随后他去看真骨架, 发现实际角度与此相符, 于是宣称自然从不忘记自己的力学规则。这个结果本身是对的, 而且与他后来在流体力学与气体运动论里做的事属于同一种直觉: 把一个生物现象化成一个极值问题。最脆弱的一面也在这里: 从「角度接近」推到「自然遵守力学规则」, 中间没有任何独立检验, 只是把数学的漂亮当成了自然的证据。今天这本书的价值几乎全在思想史上: 它是这位作者最早印行的文字, 也是他把数学并入医学这一纲领的第一次公开亮相。故 81。