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這是微生物學之父巴斯德 （Louis Pasteur，1822-1895）年輕時 候的故事。 巴斯德在法國鄉下一個叫作多 爾（Do l e ） 的小鎮出生。在他三歲 那年，全家遷至阿伯瓦（Arbois）定 居。父親是皮匠，收入不多，但盡可 能幫助他學習，母親也很努力地鼓勵 他追求知識，供予他完善的教育。 起初他在學校表現普通，但很愛 問問題，凡事追根究底，甚至因此成為某些老師的眼中釘。就這樣不斷地 發問、學習，對化學、物理和藝術都 有深厚興趣的巴斯德漸漸變成優秀的 學生。 當他從法國高等師範學校 （l'École normale supérieure）畢業， 考官發現他有教授化學和物理的能 力， 甚至還說： 「這屆畢業生中只 有巴斯德有教育上的才華。」他很 快就收到圖爾農中學（l e Lyc é e de Tournon）物理教師的約聘書。這對 巴斯德來說是令人沮喪的消息，他想 在巴黎作科學研究。於是他盡可能拖 延赴職時間，計畫在高等師範學校多 待一年， 並寫信給巴黎中央理工學 院（l'École centrale）的創辦人之一 杜瑪（Jean-Baptiste Dumas，1800- 1884）尋求在巴黎任教職的機會： 「敝校考官會在三年級評估學 生的能力，而他們對我的評語，讓我 可以自信地告訴您：我能夠清楚、熱 情地教導科學。我向您保證：這個請 求和金錢無關，僅僅是希望能夠和像 您一樣被科學界敬仰的人物連繫。我 此生最大的希望就是將生命奉獻給教 育……」 杜瑪終究沒有幫助巴斯德。不 過這件事被巴萊（An t o i n e J é r ôme Balard，1802-1876）知道了。 |
巴萊 年輕時發現溴元素，名氣很大，他決 定幫助巴斯德留在巴黎。就這樣，巴 斯德在二十六歲那年，進入巴萊的實 驗室當博士班研究生，也暫時不用去 圖爾農中學擔任物理教師。 巴萊認為自己的研究生涯已告一 段落，想把所有的精神放在學生上， 也給予他的學生很大的自由，任憑他 們選擇學習的方法和方向。他注重學 生的原創力和想像力，不希望他們使 用既有的實驗器材，如果他們必須使 用器材，只能自行設計。為了待在巴 萊的實驗室，巴斯德欣然接受這個特 別的要求。 |
「酒的味道有如詩」 |
| 巴斯德在巴萊的實驗室確認自 己想成為化學家。當時晶體的研究開 始蓬勃發展，巴斯德也很有興趣，認 為晶體的研究是「有用的科學」，可 以補足拉瓦錫（Antoine-Laurent de Lavoisier，1743-1794）等較早期化 學家比較缺乏的分子結構、分子組成 的理論。 巴斯德喜歡酒， 從啤酒到葡萄 酒都愛。他曾說：「酒的味道像精緻 的詩」、「仔細想想，酒其實是最健 康、乾淨的飲品」。他注意到製酒時 酒石酸（tartaric acid）的晶體會在 醱酵過程中沉積，於是選擇酒石酸鹽 類當研究題材。其實在醱酵桶槽沉積 的不只有酒石酸，還有在當時被稱為 類酒石酸（paratartaric acid）的沉積 物。 |
碰巧酒石酸和類酒石酸的分子式 剛剛被定出來，而且竟然一模一樣！ 這是令人難以信服的事情――因為酒 石酸溶液和類酒石酸溶液特性大不相 同，極化光通過酒石酸溶液會產生右 旋光，通過類酒石酸溶液則什麼事也 不會發生。 為什麼分子式一模一樣的化合物 會有截然不同的光學特性？ 當時有位德國化學家米切利希 （Eilhard Mitscherlich，1794-1863） 表示：「真令人困惑，它們的原子數 和相對距離完全一樣！ 」並寫信和 光學權威畢歐（Jean-Baptiste Biot， 1774-1862）討論這個問題。畢歐認 為這個問題很有趣，連忙重複自己的 酒石酸鹽類實驗，但沒有獲得新的結 論。對結晶很有熱忱的巴斯德當然也 聽說這個問題，他覺得困擾：酒石酸 和類酒石酸在當時被認為是很熟悉的 化合物，已經作過非常多實驗了，幾 乎不可能有更深入的理解，然而米切 利希指出的問題顛覆他對分子的認識 和想像！其中一定有被大家忽略的地 方，必須找出來。 |
左旋與右旋 |
| 巴斯德決定仿傚他先前作過的
石英結晶實驗，運用他化學和物理的
知識，來解決這個問題。他以驚人的
直覺，假設這裡的問題和不對稱性有
關，然後用鑷子慢慢挑出酒石酸鹽類
結晶。細心的觀察結果發現：酒石酸
鹽類結晶有一面較長，不是完全對稱
的，也因此通過酒石酸溶液的極化光 會產生右旋現象。這個發現符合巴斯 德的假設，所以他並不感到意外。 巴斯德接著假設： 類酒石酸鹽 類晶體應該是對稱的，也因此通過類 酒石酸溶液的極化光才不會改變。然 而當他將類酒石酸鹽類結晶挑出來觀 察，卻嚇一大跳！類酒石酸鹽類結晶 和酒石酸鹽類結晶一樣，都有一個較 長的、不對稱的晶面。 原以為解開謎底的巴斯德再次 陷入困惑之中。為什麼酒石酸鹽類結 晶和類酒石酸鹽類結晶都有不對稱的 晶面，但前者有光學活性，後者卻沒 有？他想了想，只能更大膽地假設： 某些結晶較長的晶面在左邊，某些結 晶較長的晶面在右邊，只有這樣，才 可能解釋為什麼類酒石酸鹽類結晶具 有不對稱的晶面，卻沒有光學活性。 想到這裡，巴斯德興奮地重新檢 視類酒石酸鹽類結晶。果然！他發現 其中有些晶體較長的晶面在左邊，另 外一些則在右邊，就像左手和右手， 像本體和鏡像。當他把所有較長的晶 面在左邊的晶體一一挑出、溶解，然 後將溶液通過極化光，即產生左旋現 象；而若將所有較長的晶面在右邊的 晶體挑出、溶解，然後將溶液通過極 化光後， 即產生右旋現象。換句話 說，類酒石酸溶液不具有光學活性， 是因為它是混合物，同時具有左旋和 右旋的光學特性，互相消弭所致。 |
讓前輩先瞧瞧 |
| 巴斯德以他極其細心的觀察力，
小心實驗、大膽假設，解決米切利希提出的問題。他自然欣喜若狂，想立 刻發表研究成果，但是他的指導老師 巴萊建議他應該先請教年長巴斯德半 世紀，研究光偏振多年的畢歐，較符 合當時法國科學界的禮俗。 謹慎的畢歐知道巴斯德的實驗 後，決定在擁護巴斯德的發現之前， 親自重複這個實驗。當他最終獲得相 同的結論，畢歐激動地對巴斯德說： 「親愛的孩子，我這一生熱愛科學， 這個結果撼動我的心。」從此，畢歐 屢屢給予巴斯德實驗上的建議，也成 為他重要的良師摯友。 巴斯德的成功確實有運氣的成 分，歷年來許多化學家重複巴斯德的 實驗，想找出影響實驗的每個細節。 巴斯德到底有多好運呢？在酒石酸鹽 類中，酒石酸銨鈉是惟一可以形成肉 眼即可分離的晶體，而酒石酸鈉、酒 石酸鉀、酒石酸銻鉀都只會形成單一 種晶體；再者，巴斯德是在寒冷的巴 黎進行這項實驗，若環境溫度超過攝 氏 26 度，同樣也只會形成單一種晶 體。 許多教科書上提及巴斯德利用鑷 子配合放大鏡挑選晶體，但巴斯德的 紀錄並未明確記載。晶體的差異真有 大到憑肉眼即可分辨嗎？日本中崎教 授重複檢驗這個實驗，發現控制良好 的晶體成長環境，甚至可長出不用放 大鏡也可分辨的晶體。不過中崎教授 表示，需要相當多次的嘗試，才能再 現巴斯德的成果。這說明巴斯德的實 驗縱然有部分來自機運，但他豐富的 知識與嚴謹的態度才是引領至成功的 關鍵。 |