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比一般细菌小得很多的病毒所造成的。
病原微生物的生活史常常是很复杂的，有些病原微生物在不同的寄主里
度过其生活的几个阶段。只有通过给活动物接种的极266 周密的实验，才有
可能研究它们的性质。有些寄主有时并不感受侵入的微生物的影响，这就使
我们在研究感染的来源时遇到极大困难。人们最后战胜疟疾的经过是研究传
染病时所遇见的困难与危险的最好的例子①。疟原虫是法国军医拉维兰
（Laveran）在1880 年左右发现的。五年后意大利人观察到人们感染疟疾是
由于被蚊虫咬伤。1894—1897 年间，曼森（Manson）与罗斯（Ross）证明一
种特殊的蚊虫（Anopheles，疟蚊类）身上有一种寄生虫，这种寄生虫就是疟
原虫的幼虫。因此，防治疟疾的正确方法就是毁灭蚊虫的幼虫。而要毁灭蚊
虫的幼虫，就需要把沼泽地带的积水排清。或用油膜覆盖于静水的池沼上面，
以防止其生长。
同样，人们也查明马尔他病或地中海热，是一种微生物的作用造成的。
这种微生物的一段生命寄生在山羊体内，由羊乳传染到人，可是山羊却不生
病。人们还发现黑死病（鼠疫）与鼠、蚤及其他传递疫菌于人的寄生虫有关。
这是病菌通过间接途径进入人体的又一例子。只有明了这些病菌的生活史之
后，防治的斗争才能收到最好的成效。
1893 年，莱夫勒（Loffler）与弗罗施（Frosch）最先透彻地研究了超
① 我国的人痘接种方法于十七世纪传人欧洲，这里作者没有作进一步的探溯。——译注
①
AngeloCelli…Malaria；Eng。trans， London， 1901。
显微镜的病毒。他们指出患口蹄疫的动物的淋巴液经过可以隔离一般细菌的
滤器后，仍然可以使其他动物感染疫病。他们断定所处理的对象，不是无生
命的毒质而是能生殖的微小机体。我们至今还不能断定这些超显微镜的可滤
过的、可以使动植物感染，很多疾病的病毒，究竟是不是粒子状的细菌。无
论如何，它们的大小，必与分子接近，有人以为它们是一种非细胞的新型的
有生命的物质。
碳氮循环
我们再来谈呼吸的问题。拉瓦锡与拉普拉斯证明动物的生命需要碳和氢
经氧化而成二氧化碳与水。1774 年，普利斯特列发现，如果把绿色植物放在
小鼠“弄坏”过的空气停一个时候，这种空气就可以再一次恢复维持生命的
功能。1780 年，英根豪茨（Ingen…housz）证明植物的这种作用只有在日光
下才能发生。1783 年，塞尼比尔（Senebier）表明这种化学变化是把“固定
下来的空气”变成“脱燃素的空气”，即由二氧化碳变成了氧。1804 年，德·索
热尔（deSaussure）对这个过程作了定量的研究。这些结果启发李比希进行
研究，并提出一个概括的理论，说碳元素和氮元素在动植物交互生长与腐败
的过程中，必经过循环的变化过程。
帮助植物增殖的活性物质是叶绿素。它的化学结构与在日光下的化学反
应都很复杂，现在还不十分明瞭。但是它有一种能力，是地球上我们所看到
的生命所必需的：它能利用日光的能量去分解空气中的二氧化碳，释出氧气，
使之与植物组织的复杂有机分子里的碳相结合。在叶绿素的吸收光谱中，最
大吸收量的位置恰与太阳光谱中最大能量的位置相合，这样一种手段与目的
的适应，不管是怎样产生的，毕竟是很奇妙的。
有些动物靠食用植物过活，也有一些动物靠吃其他动物维生，因此，一
切动物都是依赖叶绿素所收集到的太阳能量生活的。动物呼吸时，将碳化物
氧化为有用的衍生物与排泄物，同时靠氧化所发出的其余能量维持体温。植
物也慢慢放出二氧化碳，不过在日光中这种变化为具逆向的反应所掩蔽而
已。植物与动物都把植物吸取的二氧化碳归还给空气中，无用的有机化合物
就堆积在土中。在这里它们为无数土壤细菌所分解，变成无害的无机物，同
时将更多的二氧化碳倾注于空气中。这样就完成了碳的循环。
与此相当的氮循环是较近的发现。罗马诗人味吉尔在其《农事诗》里，
已经劝告在种麦之前须种黄豆、紫云英或羽扇豆。这种作法的好处是大家都
知道的。但是其中道理直到1888 年经过赫尔里奇尔（Hellriegel）与威尔法
斯（Wilfarth）研究方才弄明白①。豆科植物根上的瘤藏有一种细菌，能固定
空气中的氮，用我们不知道的化学反应，把氮变成蛋白质，然后输送到植物
里去。1895 年，维诺格拉兹基（Vinogradsky）寻出另外一个过程：土中细
菌直接由空气中得到氮，其所需要的能量大概是由死植物的纤维分解而来
的。268 植物可以从这两种来源得到氮。含氮的废物，主要是在土壤中适宜
的细菌的帮助下，变成氨盐，最后变为硝酸盐。这是植物制造蛋白质所需要
的氮的最好来源。土壤是物理的、化学的与生物的混合体，主要是胶体。为
了维持它的平衡，它既需要从动植物腐败而来的有机盐，也需要从矿物而来
① Sir E。J。Russell， Soil Conditions andPlant Growth， 4th ed。London， 1921。
的无机盐。
李比希说明了矿物盐在农业上的重要性，但他忽略了氮的极端重要性。
十九世纪中叶，这个问题才由布散果耳（Boussingault）以及吉尔伯特
（Gilbert）和劳斯（Lawes）在罗森斯特德（Rothams－ted）实验站加以研
究；他们的研究成果成了现代人工施肥的基础。植物生命不可缺少的元素是
氮、磷与钾，但这些元素通常只有极少量。如果这些元素的一种分量过少，
农作物的收成必受限制。只有按照植物能利用的方式添加不足的元素，植物
才会自由生长起来。微量的其他元素，如硼、锰与铜，也是植物所需要的。
人工施肥的科学研究使农民在耕作方法上得到更大的自由。当人们可以
把农作物所吸取的元素还给土地来维持土地的肥沃性的时候，旧日的轮种和
休种方法就可以大大改变了。
自然地理学与科学探险
在十八世纪后半期和整个十九世纪，系统的世界探险工作进行得很快，
而且大部分是在真正科学精神下进行的。1784 年，英国军需部在洪斯洛荒地
（HounslowHeath）测定基线，开始利用三角学进行测量。这样，法国地图学
家丹维尔（d’Anville）所创始的精密地图和海洋图就都有可能绘制出来了。
我们应当叙述一下普鲁士博物学家和旅行家洪堡男爵（vonHumboldt，
1769…1859 年）的工作。他最喜欢住在巴黎。在那里，他协助盖伊…吕萨克完
成气体的研究（见211 页）。他花了五年的时光在南美洲及墨西哥海湾的海
上与岛上探险。根据这次旅行所得的观察结果，他认为应该把自然地理学与
气象学当做是精确的科学。洪堡首先在地图上绘出等温线，因而得到一个比
较各国气候269 的方法。他攀登过安第斯山脉的琴博腊索山（Chimborazo）
与其他高峰，以观察温度随海拔增高而降低的比率。他研究了赤道带暴风与
大气扰乱的起源；他研究了火山活动带的地位，认为火山活动带与地壳的裂
缝是符合的。他调查了动植物在自然条件影响下的分布情况；他研究了从两
极到赤道地磁强度的变化，并且创造了“磁暴”这个名词来描述一个他首先
加以记录的现象。
洪堡的劳动与人格引起人们很大兴趣，从而推动了欧洲各国的科学探
险。1831 年英国派出“猎犬号”（the Beagle，或音译为“贝格尔号”）
进行了一次有名的航行，“完成了巴塔哥尼亚（Pata－gonia）与火地（TierradeI Fuego）的测量；又测量了智利、秘鲁的海岸和太平洋上一些海岛；并
且进行了定期的环球联测”。当时宣布，这次航行“纯粹是为了科学的目的”，
达尔文就以“博物学家”的身分，在这艘船上服务。
几年以后（1839 年），有名的植物学家胡克（w。J。Hooker）爵士的儿子
约瑟夫·胡克（Joseph Hooker，。。 1817—1911 年）加入了罗斯（James Ross）。。
爵士的南极探险队，在那里花了三年时间研究植物。后来他又参加一个政府
资助的远征队，到了印度的北边。1846 年，赫胥黎（T。H。Huxlcy）离开英国，
在“响尾蛇号”船上做外科医生�