（1937年10月在波洛尼亚纪念路·伽瓦尼的物理学和生物学会议上的演讲。）

    伽瓦尼（Galvani）的不朽工作，在整个科学领域中开展了一个新时代；他的工作是一个最辉煌的例证，说明把对无生命自然界规律的探讨和对生命机体属性的研究密切结合起来是极有成果的。因此，借此机会回顾一下多少年来科学家们对物理学和生物学之间的关系问题所持的态度，特别是讨论一下最近期间原子理论的非凡发展在这方面所创造的前景，可能是合适的。

    自从科学刚刚萌芽的时候起，在企图对干变万化的自然现象得到一种概括的看法方面，原子理论就曾经成为兴趣的焦点。例如，德漠克利特（Democritus）就曾经以非常深刻的直觉能力强调过，对于物质普通属性的任何合理说明，都需要用到原子论；大家知道，他也曾经企图利用原子论的概念来解释有机生命的特色，甚至解释人类心理的特色。由于这种极端唯物的观念带有相当的幻想性，所以就引起了一种很自然的反作用：亚里斯多德（Aristotle），以其对当时物理知识及生物知识的同样精湛的理解，完全地摒弃了原子理论，并试图提供一个充分广阔的构架，以根据本质上是目的论的概念来说明丰富的自然现象。然而，由于人们逐渐认识到一些基本自然规律对无生物体和有生机体都同样适用，亚里斯多德学说的夸大性也就被揭露了出来。

    在这方面，当想到以后成为物理学真正基础的那些力学原理的建立时，注意到下述事实是不无兴趣的：按照大家熟悉的一种传说，阿基米德（Archimedes）关于浮体平衡原理的发现，是受到了他自己的身体在浴盆中升起时的感觉的启示，但这一发现也同样可能根据石头在水中会变轻的那种普通经验来得到。同样，伽利略（Galileo）通过观察美丽的比萨教堂中的挂灯摆动而认识了动力学的基本规律，而不是通过注视秋千上的一个小孩而认识了这种规律，这也应该认为是十分偶然的。但是，对于人们逐步认识到控制着自然现象的那些原理的本质统一性来说，这种[生物和无生物之间的]纯粹外表上的类似性，当然不会起多大作用；它当然不如生命机体本和工业机械之间的那种根源深远的相似性来得重要。这种相似性，通过解剖学和生理学的研究而被揭示了出来；这种研究在文艺复兴时代曾经进行得非常强烈，尤其是在这儿，在意大利。

    这种对待自然哲学的新的、实验性的处理方式，从两个方面受到了同样的鼓励，那就是，由哥白尼（Copernicus）的见解而带来的世界图景的扩大，以及由哈维（Harvey）的伟大成就而引起的对于动物身体中循环机构的阐明。这种处理方式开辟了一些前景；对于这种前景所抱的热诚，在玻勒利（Borelli）的工作中得到了或许是最突出的表现，他曾经非常细致地阐明了骨骼和肌肉在动物运动中所起的机械功能。这种工作的经典性，绝没有因为玻勒利本人及其门人的企图而受到妨害；他们企图也用原始的机械模型来解释神经作用和腺体分泌作用。这种企图的明显的武断性和粗糙性很快地就惹起了普遍的批评；通过人们给玻勒利学派所起的“医术物理学家”（iatro－physicists）这一个半讽刺的名字，我们至今还记得这种批评呢。同样，人们也曾经力图把日益丰富的纯粹化学变化的知识应用到生理过程上去；这种努力的根基是稳固的，而且在绥尔威（SylVills）那儿找到了非常热诚的代表人；但是，由于夸大了消化及发酵和最简单无机反应之间的表面类似性，由于过于急迫地把这种类似性用于医学目的，这种企图也招致了一种反对，以致人们把这种早熟的努力标名为“医术化学”（iatro－chemistry）。

    在我们看来，利用物理学和化学来概括说明生命机体性质的这种开创性的努力之所以收获不大，其原因是很明显的。人们不仅要等到拉瓦锡（Lavoisier）的年代才能揭露化学的基本原理（这种原理后来要为理解呼吸作用提供线索，然后又为所谓有机化学的非凡发展提供基础），而且，在伽瓦尼的发现以前，物理学规律的一个根本方面还没被发现。想想这种事情是很有启发性的：一种萌芽，在伏打、奥斯特、法拉第和麦克斯韦（sted，Fara－day，Maxwell）等人的手中将要发展成一种其重要性可以和牛顿力学分庭抗礼的理论结构，而这种萌芽却是从一种有着生物学目的的研究中生长出来的。事实上，检测伽瓦尼电流所必需的并在以后顺利制成的灵敏仪器，如果没有由大自然本身在高等动物的神经纤维中提供了榜样，那么，尽管在富兰克林（Franklin）的手中很有成果地进行了有关带电体的实验，要从这种实验进步到伽瓦尼电流的研究那也是很难想像的。

    在这儿，即使只是提纲式的，要来叙述一下伽瓦尼以来的物理学和化学的惊人发展，或是列举一下上世纪生物学一切分支的各种发现，那都是办不到的。从马耳皮基（MalPighi）和斯帕兰扎尼（Spallanzani）在这所可尊敬的大学中进行的开创性工作到近代的胚胎学和细菌学，或者是从伽瓦尼本人到最近的有关神经冲动的绝妙研究，我们只要回想一下这样的发展路线也就够了。尽管这样对于很多典型生物学反应的物理方面和化学方面得到了影响远大的理解，但是，机体结构的出奇精致性，以及机体中相互联系着的调节机构的多样性，仍旧如此遥远地超过关于无生自然界的任何经验，以至于我们仍旧感到和以往一样不能沿着这种路线来对生命本身得到一种解释。事实上，最近发现了所谓病毒的毒化效应和生殖性质，当我们亲眼看到这一发现在和上述问题有关的方面所引起的热烈的科学争论时，我们感到自己面临着一个两难推论，就像德谟克利特和亚里斯多德所面临的问题一样他尖锐。

    在这种形势下，虽然是在一种非常不同的背景上，人们的兴趣又都集中到原子理论上来了。因为道耳顿（Dalton）曾经应用原子论的观念来阐明化合物组成所服从的定量规律并得到了十分肯定的成功，所以原子理论已经变成一切化学推理的不可缺少的基础和无往而不利的指南；不仅如此，物理学中实验技术的惊人改进，甚至为我们提供了一些方法来研究和个体原子的作用直接有关的那些现象。这种发展彻底清除了这样一种传统偏见：由于我们感官的粗糙性，关于原子确实存在的任何证明都永远是人类经验所不能达到的。同时，这种发展所揭示的自然规律中的原子性特征，也比物质之有限可分性这一古老学说所表示的更为深入。我们事实上已经体会到，如果要理解真正的原子现象，我们的观念构架——既适于用来说明我们日常生活经验的，又适于用来表述宏大物体之行动所适合的并构成所谓经典物理学这一辉煌大厦的全部定律体系的那种构架——就得从根本上加以扩展。然而，为了理解自然哲学中这种新形势在合理态度上对于生物学基本问题所提供的可能性，必须简单地回忆一下引导我们认识到原子理论现状的主要发展路线。

    如所周知；近代原子物理学的起点，就在于对于电的本身的原子性的认识；这种原子性，首先通过法拉第有关电解的著名研究指示了出来，而后通过稀薄气体的美丽放电现象中电子的分出而确定了下来；在上世纪末叶，稀薄气体的放电现象吸引了人们很大的注意。虽然J．J．汤姆孙（Thomson）的光辉研究很快地就显示了电子在千变万化的物理现象和化学现象中所起的重要作用，但是，直到卢瑟福（Rutherford）发现原子核为止，我们关于物质结构单位的知识一直是不完全的；卢瑟福的发现，使他在某些重元素的自发放射性增变方面的开创性工作得到了极大的荣誉。事实上，这种发现第一次对普通化学反应中的元素不变性提出了一种确凿的解释；在普通化学反应中，微小而沉重的原子核保持不变，只有原子核周围的轻微电子的分布才会受到影响。此外，这种发现不但对天然放射性的起源提供了直接的理解（在天然放射过程中，我们遇到原子核本身的爆裂），而且也为元素的感生嬗变提供了直接的理解；这种感生嬗变是卢瑟福在后来发现的：用高速重粒子轰击元素，当这些粒子和原子核碰撞时就可以使原子核发生蜕变。

    要在这儿进一步讨论原子核增变的研究所打开的神奇的新研究领域，就离题太远了；关于原子核的嬗变，将是物理学家们在本届会议上的主要论题之一。我们的论证要点，事实上不能到这种新经验中去找，而要到下述事实中去找：除非激烈地脱离开经典的力学概念和电磁学概念，否则就不可能根据卢瑟福原子模型的已经确立的主要特点来说明普通的物理现象和化学现象。事实上，虽然牛顿力学对于开普勒（Kepler）定律所表示的行星运动的和谐性有所洞察，但是，像太阳系这种力学模型的稳定性却和原子的电子组态的内在稳定性不尽相同；当太阳系这一类的体系受到扰动时，它并没有返回原有状态的趋势，而原子的内在稳定性则是说明各元素的不同属性所必需的。最重要的是，原子的内在稳定性已由光谱分析肯定证明了。如所周知，光谱分析曾经表明，每一种元素都具有一种由明锐谱线组成的特征光谱；这种光谱对于外界条件的依赖性小到那样的程度，以致我们得到了一种通过光谱仪的观察来鉴定极远星体的物质组成的方法。

    然而，解决这种两难推论的一个线索，早已由普朗克关于基本作用量子的发现提供了出来；这种发现，是另一种很不相同的物理研究的结果。如所周知，这种发现，是普朗克通过对物质和辐射之间的热平衡的特点进行天才的分析而得到的；按照热力学的普遍原理，这种热平衡的特点应该和物质的特性完全无关，从而也应该和关于原子结构的任何特殊概念完全无关。事实上，基本作用量子的存在表明着物理过程的个体性的新面貌；