2022年5月29日上午，山西大学120周年校庆“科技史系列讲座”第24期开讲，应我所邀请，北京大学周程教授作了题为《是细菌还是病毒？——首个病毒的发现及其启示》的学术报告。周程教授现任北京大学医学人文研究院院长、北京大学医学部公共教学部主任，同时兼任中国科学学与科技政策研究会常务理事、科学文化专委会主任，中国自然辩证法研究会常务理事、科技方法论专委会副主任，中国软科学研究会常务理事等职。本次报告以“腾讯会议”线上平台形式举办，由我所赵云波教授主持。

会议伊始，周教授提出了研究的主要问题：“在巴斯德和科赫建构的细菌致病学说盛行的时代，电子显微镜尚未问世的情况下，病毒究竟是怎样被发现的？”受细菌致病学说的影响，人们一直以为滤过性传染病病原体仍是一种细菌，以致人类完成第一株病毒的发现花了很长一段时间。在这段时间里，很多科学家都为人类加深对病毒本质的理解作出了艰苦卓绝的努力。没有这批跨时代、跨国别、跨专业科学家持续性和反思性的“集体学习”，借助最先进的光学显微镜也看不见的病毒是不可能这么早就被人类发现的。从此问题出发，本次报告分三个部分详细描述了首个病毒的发现过程、社会背景及相关启示。

一、首个病毒发现的背景

周教授从瘴气说与发酵说、巴斯德的细菌致病说以及科赫的细菌致病说三种学说理论出发，阐述了首个病毒发现的相关背景。

其一，瘴气说与发酵说。1853年伦敦爆发第3次霍乱，当地医生斯诺不认同瘴气说，通过流行病学分析发现霍乱的传播与饮用水有关。随后牧师怀特黑德证明宽街水泵的水源受到污水池的污染（死亡女婴的尿布）。因此，德国化学家李比希基于发酵和腐败反应提出发酵致病说，在当时非常盛行。1854年，意大利人帕西尼借助显微镜从霍乱病人肠道中发现“弧菌”。

其二，巴斯德的细菌致病说。先行的真菌研究有意大利人巴斯1830年代的蚕硬化病研究，苏黎世舍恩莱因1839年的癣菌病研究。巴斯德发现只要把密封包装的酒液中的细菌全部杀死，就可以防止葡萄酒和啤酒变酸。由此，“巴氏灭菌法”于1862至1865年间开发成功。

其三，科赫的细菌致病说。关于细菌致病研究包含以下几种：科赫的导师亨勒早在1840年就推测微生物与传染病有着密切的关系，法国达维恩1860年代指出炭疽杆菌是牛羊炭疽病的病原，巴斯德也声称用在纯净人工培养物中培养的炭疽杆菌证明了其可导致炭疽病。德国医生布劳尔反驳说牛羊接种不含炭疽杆菌的血液有时也会患炭疽病，即非必要条件。还有相关研究表明，用含有炭疽杆菌的血液感染动物，但接种动物的血液中有时观察不到炭疽杆菌。

二、最早发现的病毒——烟草花叶病毒（TMV）

从认识到烟草花叶病毒是一个病原体，到确认它是一个病毒的过程，离不开历史上多位科学家的一步步相关研究，周教授针对这一历程作了详细解读。

1886年，麦尔发现烟草患花叶病后其病叶汁液具有传染性，并在论文中给出结论，认为烟草感染花叶病与细菌有关，烟草花叶病是一种植物传染病。到十九世纪九十年代，伊万诺夫斯基发现花叶病致病因子可通过细菌过滤器。虽然事实上率先发现通过无菌过滤器的滤液仍然具有传染性这一现象，但其在1892年的论文中未能明确提出滤过性病原体概念。

1898年，贝杰林克发现致病因子是“传染性活流质”。并在论文中指出：致病因子不是普通的细菌，而是“传染性活流质”，使用Virus(病毒)表示滤过性病原体。其后，吕夫勒和菲洛施发现牛口蹄疫致病因子是“极小生物体”。基于此，伊万诺夫斯基对 “传染性活流质”说的否定，并对贝杰林克的实验进行追试。他尝试着对烟草花叶病原体进行了体外培养，虽未见明显增殖效果，但仍倾向于认为病原体是一种颗粒形态的极其特殊的细菌。

其后，奥拉德发现，滤液中虽含有高活性的氧化酶，但几乎没有传染性。它表明，烟草花叶病病原体已被云母多孔杯过滤掉了，而且氧化酶不是引发烟草患花叶病的原因，而是烟草患花叶病导致的结果。这项偶然发现使奥拉德借助乙醇沉淀很快就获得了烟草花叶病毒颗粒。奥拉德深入研究后获得了具有活性的病原体沉淀物：烟草花叶病病原体不仅能够被云母吸附，而且使用高浓度的乙醇对其进行处理后，病原体会失去活性。不过，使用45-50%的乙醇进行处理时，病原体仍然会保持较强的活性，同时还会出现沉淀。经过一系列的研究，杜加尔推测出致病因子的大小与结构。认为烟草花叶病病原体与枯草菌芽孢不同，是一种没有细胞组织的微小颗粒，烟草花叶病的病原体有别于具有细胞结构的细菌。

1935年，斯坦利通过结晶实验指出烟草花叶病毒是蛋白质。并在《Science》上发表论文指出：“烟草花叶病毒被认为是一种自催化蛋白质，就目前而言，它的增殖可能需要活细胞的存在。”其后，鲍顿确证烟草花叶病毒是核酸蛋白质复合体。鲍顿和皮里还依据该溶液具有各向异性推出烟草花叶病毒应该是杆状，但他们当时并没有发现RNA作为基因组携带遗传信息。到1957年，美国科学家佛兰科尔-康拉特和辛格尔通过病毒的重建进一步证实了吉尔和施拉姆的结论。

直到1939年，电子显微镜正式问世之后，考舍等人首次直接观察到杆状烟草花叶病毒颗粒。根据考舍等人的观察，“烟草花叶病毒分子”呈杆状，其直径大约为15纳米，长度为150或300纳米。不过，这个尺寸仍不准确。

三、启示：科学见解的提出、科学发展的模式、科学文化的建设

根据首个病毒发现的背景及历程，周教授提出了研究内容引发的三点启示。

首先，没有一位科学家的见解完全正确。从病毒发现的历程中可以看出，很多科学家在研究烟草花叶病毒的过程中都或多或少地得出了一些符合事实的、颇有价值的结论，但他们的论文或报告中也都存在着这样或那样的不足。亦即，没有一篇论文或报告不存在过失，没有一位科学家的见解完全正确。历史事实告诉我们，一味地迷信科学理论和盲从科学权威无助于我们深入探索未知世界、认识科学真理，也无助于我们有效解决当下所面临的诸多现实难题，唯有鼓励质疑，宽容异见，才有可能不断纠正科学认知偏差，促进科学技术创新。

其次，科学的发展是累积性的和波浪式的。通过回顾烟草花叶病毒的发现过程，我们可以看到，科学的发展是累积性的和波浪式的，很多重要发现都是由众多科学家一波又一波地持续不断地努力才得以完成的。尽管科学巨擘的引领至关重要，但仅靠少数明星科学家的付出是不可能建成科学大厦的，何况明星科学家往往也是在时间的沉淀和历史的筛选中被逐渐识别出来的。因此，有必要在科学共同体内建立平等对话与合作交流的机制。只有充分发扬学术民主，建立平等对话的机制，才有可能使每一位科学家的真知灼见都不至于被埋没，同时确保任何权威的认知盲点都不至于成为阻碍科学发展的绊脚石。在科学共同体内部，质疑错误观点和理论的有效方法不是压制这种观点和理论的传播，而是提出一个更有说服力的观点和理论；压制不同学术观点，大树权威科学理论，很容易窒息新的思想，形成误导，以致最终错失及时发现科学真理纠正科学认知偏差的良机。

最后，互联网时代的科学文化建设尤为重要。在互联网问世之前，科学家们获得的最新研究成果一般只在科学共同体内部交流，只有当这些最新研究成果付诸应用之后，它才会逐渐进入公众视野。但互联网时代颠覆了这一逻辑，5G网络通讯技术已开始商业应用的今天，科学家们发表的最新研究成果，公众可以随时在线查阅。这样导致了很多网络公众或主动或被动地卷入到了他们不甚熟悉的科学领域的讨论之中。科学研究是基于事实判断的，而公众的意见表达往往是基于价值判断的。当科学家们的事实描述不符合部分公众的价值预期时，发表这些成果的科学家就很容易受到公众的攻击。如果某项研究出现了一些科学认知偏差，而这项研究又不甚符合公众的价值预期，那么从事这项研究的科学家将会承受更为强大的社会压力。网民的批评与谩骂会使很多科学家在开展研究时越来越关注公众的感受和价值判新而非事实本身，以致在探索真理，尤其是在质疑权威的过程中瞻前顾后。网民一方面喜欢批评与谩骂，另一方面又喜欢追星与造神。追星与造神会使部分明星科学家的自我认知出现偏差当这些明星科学家被民众封神，成为难以被挑战的科学权威之后，科学的发展就很容易被引入歧途。显然，批评与谩骂、追星与造神这两种趋势都会进一步扩大科学认知的偏差，也不利于科技创新生态建设。

结论部分，周程教授提出，在人人都有“麦克风”的自媒体时代，中国科学家更有必要直面科学研究的局限性、科学认知的渐进性和科学知识的情境性，支持在科学共同体内部建立平等对话与合作交流的纠错机制，防止被互联网思潮所裹挟。科学文化是建构在科学共同体文化基础之上的，科学共同体文化建设若不到位，会直接影响科学研究的产出，乃至国家创新能力的提升，甚至是公共决策的制定。

正如柏拉图所说：“科学是无尽的探索”，周教授的讲座内容亦将这句话体现的淋漓尽致。在互动讨论环节，周老师对参会师生提出的问题进行了深刻又透彻的回答，使得大家受益匪浅。

通讯撰稿 | 赵婧宇

通讯审稿 | 袁紫玉

网页编辑 | 王   坚