遗传学之父:孟德尔的故事(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-07-13 23:42:16

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作者:管成学,赵骥民

出版社:吉林科学技术出版社

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遗传学之父:孟德尔的故事

遗传学之父:孟德尔的故事试读:

序言

十一届全国人大副委员长、中国科学院前院长、两院院士

放眼21世纪,科学技术将以无法想象的速度迅猛发展,知识经济将全面崛起,国际竞争与合作将出现前所未有的激烈和广泛局面。在严峻的挑战面前,中华民族靠什么屹立于世界民族之林?靠人才,靠德、智、体、能、美全面发展的一代新人。今天的中小学生届时将要肩负起民族强盛的历史使命。为此,我们的知识界、出版界都应责无旁贷地多为他们提供丰富的精神养料。现在,一套大型的向广大青少年传播世界科学技术史知识的科普读物《世界五千年科技故事丛书》出版面世了。

由中国科学院自然科学研究所、清华大学科技史暨古文献研究所、中国中医研究院医史文献研究所和温州师范学院、吉林省科普作家协会的同志们共同撰写的这套丛书,以世界五千年科学技术史为经,以各时代杰出的科技精英的科技创新活动作纬,勾画了世界科技发展的生动图景。作者着力于科学性与可读性相结合,思想性与趣味性相结合,历史性与时代性相结合,通过故事来讲述科学发现的真实历史条件和科学工作的艰苦性。本书中介绍了科学家们独立思考、敢于怀疑、勇于创新、百折不挠、求真务实的科学精神和他们在工作生活中宝贵的协作、友爱、宽容的人文精神。使青少年读者从科学家的故事中感受科学大师们的智慧、科学的思维方法和实验方法,受到有益的思想启迪。从有关人类重大科技活动的故事中,引起对人类社会发展重大问题的密切关注,全面地理解科学,树立正确的科学观,在知识经济时代理智地对待科学、对待社会、对待人生。阅读这套丛书是对课本的很好补充,是进行素质教育的理想读物。

读史使人明智。在历史的长河中,中华民族曾经创造了灿烂的科技文明,明代以前我国的科技一直处于世界领先地位,涌现出张衡、张仲景、祖冲之、僧一行、沈括、郭守敬、李时珍、徐光启、宋应星这样一批具有世界影响的科学家,而在近现代,中国具有世界级影响的科学家并不多,与我们这个有着13亿人口的泱泱大国并不相称,与世界先进科技水平相比较,在总体上我国的科技水平还存在着较大差距。当今世界各国都把科学技术视为推动社会发展的巨大动力,把培养科技创新人才当做提高创新能力的战略方针。我国也不失时机地确立了科技兴国战略,确立了全面实施素质教育,提高全民素质,培养适应21世纪需要的创新人才的战略决策。党的十六大又提出要形成全民学习、终身学习的学习型社会,形成比较完善的科技和文化创新体系。要全面建设小康社会,加快推进社会主义现代化建设,我们需要一代具有创新精神的人才,需要更多更伟大的科学家和工程技术人才。我真诚地希望这套丛书能激发青少年爱祖国、爱科学的热情,树立起献身科技事业的信念,努力拼搏,勇攀高峰,争当新世纪的优秀科技创新人才。

农民的儿子

一百多年以前,即公元1884年,在奥地利的布鲁诺市(即今捷克第二大城市布尔诺市)修道院前的广场上,一大群身穿黑色丧服的人们,正在沉痛地给刚刚去世的修道院院长举行葬礼。

时值严冬,气氛更显得庄严肃穆。送葬者对这位死者怀有崇高的敬意和深深的同情。但是,直到灵柩被安放在城内中央墓地的墓穴时,不论宗教界还是科学界,不论达官贵人还是平民百姓,仍无一人知道,这位被埋葬的修道院院长,便是现代遗传学的奠基人,能与伽利略、牛顿、哥白尼、达尔文相提并论的一代科学巨人。他的不朽业绩,只是在他去世16年以后,才被世人所认识。他就是格里戈尔·约翰·孟德尔(Gregor Johann Mendel,1822—1884)。

在原奥地利西里西亚地区,有一个叫海因多夫的小村(现捷克的海因西斯),位于摩拉维亚的东北,奥得河的上游,接近邻国波兰。从村庄附近流过的奥得河向北流去,穿过波兰注入波罗的海。海因多夫村是沿着奥得河的小支流洛斯河两岸展开的一个小小村落。

1822年7月22日,约翰·孟德尔就诞生在这里一个几代务农的家庭。

这是一个美丽的小村庄。村民们都爱好园艺。孟德尔家族的祖辈一直都是租别人的土地耕种,从约翰的父亲安东·孟德尔起才有了一小块自己的土地。父亲是嫁接果树的行家,他把田间劳作之余的时间都消磨在自家的果树园里。约翰从小就跟父亲干农活,并对身边的花草树木产生了浓厚的兴趣。他小小的心灵里,总是有很多的疑问:“为什么花朵儿会有不同的颜色?”“为什么豆荚有的长,有的短?”“为什么……”

童年的好奇心使他对复杂而深邃的大自然产生了急于探索的愿望。

小约翰6岁时,就到村中的小学去读书。这所学校的教学法与别的学校不同。

教师要在学校的田园里教学生们栽培果树和饲养蜜蜂。孟德尔从小就受到这种环境的熏陶,接受植物栽培和管理等方面的知识和训练。他学习用心,很受老师赏识,仅用4年的时间,就读完了小学的全部课程。

一个傍晚,他一边帮父亲嫁接果树,一边问:“爸爸,老师告诉我们,嫁接并不能完全改变接穗。一枝小小的良种接穗,尽管全部养料由劣种砧木供给,但仍然能长成又粗又大的枝干。我不懂,这是为什么?”“我也不懂。”爸爸回答道。“不过,事实确实如此。”爸爸接着说,“比养料作用更大的是树木的本性,就是人们称为‘遗传’的那种性质。”

约翰默默地听着,沉思着:“树木的本性”、“遗传”,那又是怎么一回事呢?类似的一些疑问常在他幼小的心灵里闪现。

班主任老师托玛斯·马基塔十分喜爱约翰·孟德尔,不仅因为这个孩子聪明好学,根据他对自己学生的了解,认为约翰将来有可能发掘出在大自然中隐藏的秘密,甚至能在自然科学方面创造奇迹。于是,他向孟德尔的双亲建议,务必让孟德尔到高一级的学校去学习。

夏天的一个夜晚,劳累了一天的村民们,大多已酣然入睡。寂静中,孟德尔家响起了一阵轻轻的叩门声。约翰把门打开,惊喜地叫了起来:“是您!托玛斯先生!”

老师向孟德尔夫妇说明了深夜来访的目的,他殷切地希望约翰能到莱比尼克的中学去学习。

在同村的伙伴当中,有两个比约翰年龄大的少年,他们就在莱比尼克城镇的中学读书,经常回到村里探亲。孩子们相聚的时候,总是听他们两个得意洋洋地讲述城里的学校生活,这正是少年孟德尔十分憧憬的那种生活。

面对老师的劝说和约翰期待的目光,父亲安东和母亲罗辛娜有他们自己的想法。约翰是他们惟一的男孩,他们怎么会不想儿子更有出息呢?

母亲想,当农民苦啊,不应让这个有才能的儿子当一辈子农民,应照孩子的愿望进莱比尼克城的学校,也许他将来会过上更好日子。

父亲考虑到家里的经济负担状况,考虑到家业的继承,没有立刻同意。可是,为了让儿子更有出息,父亲最终还是下了决心,点头同意了。

就这样,1833年,11岁的约翰·孟德尔进入莱比尼克城的皮亚里斯特尔学校学习。

莱比尼克是个小城市,位于海因多夫村西南约30千米。城中央的教堂里有座耸立的高塔,教堂的旁边有一幢两层楼的学校,捷克著名作曲家斯梅塔纳也曾在这里念过书。这就是皮亚里斯特尔学校。孟德尔离开父母身边来到学校后,全身心地投入了学习。1834年,孟德尔以班级最高的成绩毕业,成绩单上并有“优秀”和“超群”的评语。

看到儿子的优异成绩,看到儿子充满渴望的蓝眼睛,贫穷的双亲再次下决心让他去特罗堡的高等中学念书。

特罗堡距莱比尼克约50千米,是靠近波兰的城镇。特罗堡高等中学创立于1632年,具有古老的传统,与特罗堡博物馆相邻。从一年级到四年级是基础班,接下去有两年的高级班。1834年12月,孟德尔进入基础班。他认真学习,同时还经常光顾以收藏自然科学文献而著称的博物馆。在知识的海洋中遨游,孟德尔真是大开眼界。可是由于家境贫穷,他的学习生活十分艰苦。他只能在偏僻的地方租一间最便宜的房子居住,平时吃的面包和奶油要靠父亲从家里乘马车送来。有时候接济不上,只好整天饿着肚子听老师讲课。

后来,孟德尔在一份简短的自传中曾这样写道:“1838年,我的双亲连学费也缴不出了,16岁的我不得不自寻生计。因此这一年我参加了特罗堡郡立学校预备教育和家庭教师的讲习班,很幸运,在考试中受到最优秀的推荐,才能进入高等中学的高级班,一边勉勉强强地自立,一边继续奋发读书。”

就这样,他靠很低的当家庭教师的收入艰难地维持着生活,直至读完高等中学。他最为得意的课程是宗教、拉丁语、地理、历史、数学和希腊语。在1840年8月的毕业证书上,所有科目的成绩都是“优秀”。

可是他还未修他认为重要的哲学课。为了学哲学,他去了最近的奥尔米茨大学的哲学院。在这个学校里,宗教、神学以及自然哲学、数学、自然科学、教育学等都是主要的课程。

奥尔米茨是摩拉维亚北方靠近波兰的一个中等城市。城中耸立着14世纪古老有塔的寺院。15世纪建造的市政府大楼上,有象征着天文学的大钟。在市政府附近,是创立于1573年的奥尔米茨大学。它是一幢巴洛克宫殿式的4层楼,非常华丽。孟德尔很幸运又一次找到了一个便宜的寄宿处。

奥尔米茨的生活使孟德尔更深刻地体会到人生的艰难。他必须自己筹划学费,费了许多周折才找到了一个家庭教师的职务,但是,过度的劳累、饥饿和营养不良,终于使他病倒了。这时他不得不回到故乡,回到父母的身边养病,直到身体康复才又去了奥尔米茨。

1838年冬天,孟德尔的父亲干活时被一棵倒下来的树砸伤了胸部,长期不愈。1841年,在万般无奈中将农田卖给了大女婿。这时正值孟德尔回家养病,于是,他和妹妹特蕾西亚各得了一份钱。妹妹为了帮助哥哥上大学继续深造,毅然拿出了自己部分用作嫁妆的钱支援哥哥。回到奥尔米茨后,孟德尔一边过着艰苦的生活,一边补习功课,直至最后学完全部必修的科目。由于他竭尽全力学习,于1843年以最优秀的成绩毕业了。此时,“为了摆脱生存斗争的痛苦”,他已经下决心去当一名神甫。

孟德尔将自己的想法告诉了物理学教授弗兰茨,弗兰茨对此十分赞成,为了这个他最得意的学生的未来,他决定帮助孟德尔。

弗兰茨曾在布尔诺教书近20年,并在修道院住过。当时,弗兰茨恰好收到修道院的来信,请他帮助从新的毕业生中推荐一名志愿从事神职的人。这是难得的机遇,弗兰茨立刻把孟德尔推荐去了。

于是,孟德尔一生的命运就这样开始了新的转折。

布尔诺修道院

捷克斯洛伐克是由三大地区组成的。即西北部的波西米亚、东南部的斯洛伐克和中部的摩拉维亚。首都是波西米亚的布拉格。第二大城市便是摩拉维亚的布尔诺(旧名布隆)。

从保留着18世纪的洛可可式遗风的布尔诺车站,乘往左边去的一路电车,大约五分钟就到了与七叶树的林阴路相连接的孟德尔广场。广场的中央是高大的七叶树,树的周围盛开着大片蒲公英。广场旁边就是著名的布尔诺修道院。巨大的圣玛丽亚教堂也并排耸立在那里。修道院的大门右侧悬挂着“孟德尔纪念馆”的匾额,院内银杏树的枝桠从匾额的上方跃出墙外,伸向天空。

遗传学的创始人格里戈尔·约翰·孟德尔就在这座修道院里居住过,在这里进行过植物实验,发现了遗传法则。他曾是修道院的院长,也是在这里去世的。

修道院的后面是一个广阔的院落。在孟德尔时代,这里曾有一排房子、温室等。如今这里仅仅是个宽阔的庭院,是市民散步休息的场所。庭院中有一块细长的由木栅栏围起来的区域,它便是当年孟德尔的实验场地。布尔诺修道院创建于1323年,它位于布尔诺市旧街的西南端,施皮尔贝克丘陵脚下。最初是属于西特修道会的,后来,奥古斯丁修道会迁到这里来。

摩拉维亚有着广阔的草原和缓缓起伏的丘陵,受地中海气候的影响,是农业繁荣的地区。到了18世纪,农业越发兴盛,尤其酿造葡萄酒原料的葡萄栽培和作衣料的羊毛的生产十分发达,其中心就是布尔诺。也正是在18世纪时,奥地利帝国成了这里的统治者,并到处炫耀武力。当时的公用语言是德语,所有的公文文件用的都是德语或拉丁语,而捷克的民族语言捷克语,只能在背地里交谈。

1824年到1867年之间,奥古斯丁修道会发展到全盛时期,这得力于当时的修道院长纳普(1782—1867)的才能。

纳普1782年出生于摩拉维亚,从年轻时起就擅长于东洋学,是不断发表东洋学方面论文的活动家。他在布尔诺神学校曾开设旧约圣书和东洋学讲座。纳普身材不高,貌不出众,脚扭了之后,走路一跛一跛的。可是在1824年,他32岁时被选为这个修道院的院长,这是因为他有非凡才能的缘故。

当时,布尔诺修道院正处在意外的灾害和经济困难的境遇中,由于纳普的机智,修道院的困顿情况不断地有了改善,并进入新的发展时期。他因有功绩,获得了许多荣誉。他曾是摩拉维亚地区的代表,被任命为代理知事,他还作为高等中学校的教育长官,领导过教育界。当时的高等中学校是按德国的学制将初中和高中衔接起来的六年制学校。

纳普生来爱好植物。在修道院的园子里栽种了各种树木,形成了一个不大不小的植物园。他委托布尔诺哲学院的教授泰勒管理这个植物园。作为一个哲学家,泰勒的研究范围相当广泛,涉及到数学和自然科学。对于植物学,泰勒也有很深的造诣。他曾几次外出,调查珍奇植物的分布,把摩拉维亚地方的植物几乎收集全了。泰勒把自己采到的植物制成标本,保存在修道院。在摩拉维亚农业协会的杂志上,每期都有他介绍修道院内植物的文章,从事植物学的启蒙工作。他是修道院值得骄傲的学者,日常生活全在修道院内。纳普为此感到自豪,而且还想从修道院进一步培养出更多的各种专门的人才。

纳普也致力于发展农业,他本人就是摩拉维亚农业会的负责人。他曾几次主持农业研究会,其中规模最大的是1840年在布尔诺召开的全德农业学会会议。纳普担当会议主席,有三百多名来自全欧洲的学者出席,大会的内容是研究成果的报告和讨论。纳普在会上有这样一段精彩的发言:“形成杂种并改良品种的方法总是需要很长的时间。这是因为人们不了解生物的遗传法则的缘故。所以我们今后必须致力于阐明遗传法则的研究。”

纳普的这段话具有重要的历史意义。但他不可能想到,实现他这一理想的人就是约翰·孟德尔。孟德尔是在这次演讲会过了3年后来到修道院的。

1843年,纳普指定修道士马特乌西·克拉谢尔(1808—1882)管理植物园。

克拉谢尔不仅在布尔诺的植物学家中享有盛誉,而且还是一位有革新思想的哲学教授。他于1808年出生在波西米亚和摩拉维亚交界处的一个小城市。父亲是个兢兢业业的鞋匠。克拉谢尔在高等中学毕业后,曾接受自由思想家布尔策克的教育。布尔策克原来是维也纳贵族学校特蕾西亚学院的教授,后来被看成进步思想家被开除,只好做一名普通教师。布尔策克的反抗精神在克拉谢尔心中激起了强烈的共鸣,而且这种反抗精神支配了他一生的行为。不仅如此,这种精神还间接地影响了孟德尔。

克拉谢尔具有非凡的才能,进入布尔诺修道院3年后,修道院院长让他做修道院图书馆的管理人,馆内藏书达两万余册。在这个图书馆中,不仅藏有神学书,还有哲学、数学、天文学、农学及其他学科的书。克拉谢尔在这里刻苦读书,不久被修道院派往奥尔米茨大学去学习。在取得学位必须经过的三种考试中,他都合格了。返回布尔诺后,年仅27岁的克拉谢尔当上了布尔诺学院的哲学教授。他热情洋溢地给学生讲授课程,宣传过去从布尔策克那里继承过来的人道主义和爱国思想,成为学生们盛赞的人物。不幸的是,1844年他被维也纳政府当局以反政府罪名剥夺了教授职位,此后又不断受到官方的刁难,1848年被迫逃到布拉格,1869年赴美,1882年死于美国。

摩拉维亚可谓人杰地灵。教育改革家夸梅纽斯、作曲家斯梅塔纳、细胞学家普尔基涅等都是摩拉维亚这块土地上培育出来的优秀人才。

从前的布尔诺修道院是摩拉维亚的文化中心,而摩拉维亚是欧洲农业技术的一大中心。遗传法则的发现就是在这样的环境下由修道士孟德尔完成的。所以,布尔诺修道院在科学史中也占有相当重要的位置。

1843年10月9日,布尔诺修道院为孟德尔举行了着衣式,取道名格里戈尔。就是在这样的环境中,年仅21岁的孟德尔终于成为一名见习修道士,从此以后,他的生活便在这个环境中安定下来。

纳普一见到孟德尔,就看出了他具有超群的天赋,而且感觉到,身为修道士的孟德尔更适合做一个科学家。纳普在寄给主教的信中,谈到了这一点:“像您所了解的那样,孟德尔很不适合传教工作,可是另一方面,他头脑聪颖,热心于自然科学的学习。他在这方面的优越性,是显而易见的。”

于是孟德尔被指定作为克拉谢尔的实验助手,从事植物管理和实验。这不仅使孟德尔与克拉谢尔相识,而且使孟德尔更加爱上了植物学。

克拉谢尔十分喜爱这位虚心好学的年轻助手。孟德尔身材不高,体态有些胖,眼睛是蓝色的,一副金边眼镜架在鼻梁上,头很大,有宽阔的前额。他有着凝视世界的眼神,给人们的印象是庄重、典雅和纯真。他穿着修道士的便服,戴着大礼帽,黑色的长上衣晃晃荡荡的,裤子外面套着长靴。当他穿过大街走下坡道往修道院去时,庄重的脚步和神态令人难忘。

孟德尔作为克拉谢尔的助手虽然缺乏进行实验所需要的植物学专门知识,但他可以不断地接受克拉谢尔的传授。克拉谢尔在小植物园里的实验目的在于改良品种和研究与植物的遗传有关的进化的原理。在共同的工作中,他们成为亲密的同事。克拉谢尔知识广博,他传授给孟德尔的不只限于植物学方面的知识。他在岩石矿物、力学、社会学、哲学的知识方面也给孟德尔以相当大的受益。

孟德尔如果未曾遇上克拉谢尔,他能成功地完成植物的研究吗?未见得。人生旅途中的某种“机遇”,往往有着重大的意义。

但是,十分令人遗憾,克拉谢尔被当局视为危险的思想家而被开除了教授职务,1844年他不得不离开修道院。失去了前辈指导的孟德尔,从那时起只好到布尔诺哲学院去上学,听神学和农学的课程。在这所学校里,自然科学教师弗兰茨·迪博尔也给孟德尔以很大的影响。

迪博尔的著作曾作为学生的必读教科书。他在一次讲课中曾这样说过:“园艺中,可在两个不同的种、变种的植物之间进行经常的人工授粉或产生杂种的授精。这样做的目的在于通过这种手段以引起植物的根、球根、花、果实等的变化,或者还能形成变种。处理得当的话,成功率会很高,会在不同的植物中繁殖出很多不同的种类。”

孟德尔以最好的成绩完成了迪博尔所讲的课程,并且通读了迪博尔的著作,从而受到潜移默化的影响。

时光荏苒,4年的岁月在紧张的学习中匆匆地过去了。

1847年,孟德尔被任命为布尔诺圣教区的候补牧师,他的职责是照顾圣安病院的患者,在精神上慰藉他们。但是孟德尔不能适应这项工作。往日生活的折磨使他变得非常神经质,当他看到病人痛苦的神色时,就会感到一种难以控制的恐惧。富有同情心的纳普注意到了这一点。一天,他温和地对孟德尔说:“格里戈尔,也许把你调离这项工作会好些吧?”

孟德尔抬头望着院长,内心十分感动,一时竟不知说什么才好。

不久,经过纳普的推荐,孟德尔当上了摩拉维亚南部的小城市齐纳姆高等中学的代课教师,这是1849年。

齐纳姆位于布尔诺西南约60千米处,是一个古老而美丽的城镇。它的历史是从11世纪开始的,至今仍有12世纪的罗马式的教堂高高地耸立在那里,市政府大楼上的高塔有76米高。

孟德尔在这座小城里度过了一年,教授拉丁语、希腊语、德语及数学。尽管他是个代课教师,但很快就得到学生们的爱戴。他学识渊博,待人和蔼可亲,讲课生动形象,深入浅出。学生们特别喜欢和他在一起。每逢节假日,学生们就会聚集在老师的房间,大家坐在一起,谈天说地,探讨各种各样的问题。对他们来说,这位平易近人的教士,既是良师,又是益友。

以后,孟德尔被派往维也纳留学。那3年是他一生中最美好的日子,他过得非常充实而有意义。结束留学生活后,他又重返布尔诺修道院,开始了漫长而艰苦的遗传学实验工作。

总之,布尔诺修道院是孟德尔献出了一生的地方。遗传法则是在这里发现的,孟德尔的其他科学研究,如气象观测、蜜蜂饲养也是在这里进行的。在孟德尔的周围总是活跃着研究自然科学的气氛。修道院的院长纳普、克拉谢尔、迪博尔等培养了孟德尔。正是由于这些“伯乐”的赏识,孟德尔才得以完成他的研究设想、实验和发表不朽的研究成果。

孟德尔重返修道院真是太对了!

后来,人们为纪念孟德尔,在修道院的庭院外边竖起一座孟德尔的白色大理石像。它是1910年由维也纳的雕刻家夏勒蒙特塑造的。揭幕式在当年的10月2日举行,很多穿着礼服的人聚集在大理石像周围,在庄严的音乐伴奏下拉开了罩在石像上的帷幕。

留学维也纳

从维也纳国立歌剧院向右边沿环行路走,右侧有哥德像,左侧是玛丽亚·特蕾西亚的像。再沿七叶树的林荫路走下去,道路自然地向右弯,向前走一会儿,一片树林就展现在眼前。到了林子里就能看到右边的布尔克剧场和左边的维也纳大学。它们正对着贝多芬住过的房子,这房子位于高耸入云的霍奇夫教会的前面。孟德尔在维也纳大学深入学习了三年自然科学。那是1851—1853年的事情。

孟德尔很适合齐纳姆高等中学的教师工作。学生们学得也很好。可是学校的校长更希望孟德尔去参加取得正式教员资格的考试。这种国家级的考试一般是在大学毕业之后才能进行的。孟德尔没有读过大学课程,所以并不打算去考,但是经不住校长和同事们的劝说,最后还是决定应考。

孟德尔在这次考试中落榜,成了他去维也纳留学的原因。

在正式考试之前有一次预考。题目事先寄给考生,让考生可以在自己家里作出答案。

试题有两个。一个题目是:指出大气的力学性质及化学性质,并根据上述两种性质说明风的产生原理。另一试题是:首先叙述火成岩和水成岩的重要差别,然后与地质年代的区分相对应,举出水成岩的主要种类,并略述它的特征,最后综述一下含有深成岩和火山岩的火成岩。

孟德尔的第一个问题答得挺好,考官在评语中这样写着:“大体上都答对了,做得相当不错,明确深入地讨论了大气的诸关系以及与其有关的各项实验,分析了这些关系并尝试应用于说明风的产生方式的部分,可以说是正确和完整的。”

可是第二个问题,即地质学问题,考官的评语非常的严厉:“不论从哪个角度考虑,都只能说这份答卷是很差的。该考生对这门课的传统知识不够理解,他使用自己的语言,表达自己的观念,按照他对地质学的学习程度,不能胜任高等中学的高年级教师。”

在孟德尔的地质学答案中,结尾部分的叙述十分有趣:“火成、水成的造岩运动,还不能说已经完结。地球的创造过程直到今天仍然在继续着。只要大地上的火还在燃烧,包围着地球的大气还在继续流动,地球就决不会合上其创造史的篇章。”

这是自然进化的思想,是超越时代的一种想法。孟德尔的这种想法是美国地质学家查尔斯·莱伊尔(1797—1875)刚刚尝试导入到当时地质学中去的思想。这种思想后来发展成为达尔文的进化论。由于传统知识和观念的束缚,考官当然不能理解这位未来的优秀科学家的真知灼见。

接着,孟德尔参加了正式考试。生物学的答案极其糟糕。试题是将哺乳动物分类并写出每个目对于人类的利用价值。在这次考试中,孟德尔是彻底失败了,他大失所望。但是这次的失败却为他开辟了通往未来的成功之路。这不但是因为他名落孙山而发奋图强,而且因为这次失败给了孟德尔与考试委员长结识的机会。

考试委员长鲍姆加特纳在考试落榜的孟德尔身上看到了一些无与伦比的优点,而且一直记着孟德尔的名字。

1851年夏天,修道院院长纳普致信给鲍姆加特纳,询问孟德尔在教员考试中落榜的原因,希望详告其实际情况。鲍姆加特纳立即写了长长的复信,并提议孟德尔应该接受大学教育。纳普复信致谢,并表明已决定让孟德尔去维也纳大学留学,为此付出多少费用都在所不惜。另外,纳普院长就此事也向主教作了报告。

1851年10月29日,孟德尔乘车告别了夜色中的布尔诺,前往美丽的世界音乐之乡——维也纳。

在孟德尔的一生中,维也纳大学的这段留学生活无疑是最幸福的。在这里,他犹如久旱的禾苗贪婪地吸吮着知识的甘露,不放过任何一次学习机会。作为一个进修生,他的学习时间有限,必须充分利用每分每秒。为此,他放弃了一切娱乐活动和节假日的休息时间,除必修课程外,还大量阅读了他最感兴趣的数学、物理学和生物学方面的书籍。凡是与自然科学问题有关的讲座和讨论会,他都从不放过。

维也纳大学的进修,对于孟德尔的科学研究生涯,又是一个重大的转折点。在这所欧洲著名的大学中,集中了当时大批优秀的科学家。其中有世界著名的物理学家、“多普勒效应”的发现者多普勒,著名物理学家、数学家爱汀豪森,还有欧洲最著名的植物生理学家翁格尔。孟德尔分别在他们的指导下学习和工作过。名师出高徒,在他们那里,孟德尔不仅学到了一个科学家必须具备的娴熟的实验操作技巧和敏锐的观察能力,而且还在研究方法上受到了科学的基本功训练。

来到维也纳大学的第一学期,孟德尔就听了多普勒的实验物理学讲座。第二学期,又参加了克内尔教授的动物学实习,学习动物分类学;芬茨尔教授的植物形态学、植物分类学和实习等。以后,还参加了多普勒教授的物理学实习。在一个暑期的讲习会上,他学完了埃钦格霍岑教授的物理装置的装配和使用方法,高等物理数学、雷德滕巴切教授的分析化学和普通化学、医学化学等课程。化学对孟德尔的成就也产生了重要的影响。因为当时道尔顿的原子学说已成为化学原理的基础。在维也纳大学的化学课中,也强调了道尔顿的原子说。原子说的主要论点是:各元素是由各个具有一定性质和质量的原子所构成的,是这些原子相结合而形成化合物。另外,当化合物被分解时,原子并不失去原来的性质而游离出来。而且在A和B两种元素相化合形成两种以上的化合物时,在各化合物中,对于一定量的A元素,B元素的量成简单的整数比。这个法则称之为道尔顿的倍比定律。这个定律拨动了孟德尔的心弦,以至于他从中感悟出将原子置换成遗传因子来研究生物的想法。

对孟德尔影响最大的是植物学家翁格尔教授。他通读了翁格尔的《植物解剖和生理》、《在生理学中显微镜的使用方法和实验方法》等书,并且还听了翁格尔的讲座。时至今日,在维也纳,翁格尔仍作为伟大的植物学家受到人们的尊重,在维也纳大学植物生理研究室的走廊里,一直高悬着翁格尔的大照片。当翁格尔逝世之际,同学会的一位教授向学会报告翁格尔之死时说:“一言以蔽之,翁格尔是一位全面发展的人,是我们世纪的最重要的睿智者之一。”

在这里,孟德尔了解了施旺和施莱登的细胞学说。

孟德尔在3年的维也纳留学中,从翁格尔那里领会到了阐明遗传法则的重要意义,从多普勒那里学习了精密物理学的思考方法,从克内尔那里学习了动物学,从芬次尔那里学习了植物学技术,从爱汀豪森那里学习了物理技术,掌握了雷德滕巴切的化学,特别是道尔顿的原子学说。

秋天是收获的季节。1853年秋天孟德尔返回布尔诺时,真可以说是满载而归。他不仅带回了许多新的知识和技能,还在行囊中,带回了许多豌豆种子。

后人为景仰和纪念这位伟大的科学家,在维也纳的第八区中,将一条街命名为格里戈尔·孟德尔大街。

我们的良师益友

孟德尔回到了阔别3年的布尔诺。

回来后,他还是住在修道院里,并在院子里开始了种植豌豆实验。同时,他又在布尔诺的小学教了一个冬天的宗教课。第二年春天,孟德尔被聘为布尔诺高等实业学校的助理教师。

在前后共14年的教师生涯中,孟德尔留给学生们的印象极其深刻。他们盛赞自己的老师:对教学倾注了极大的热情,待学生温和仁慈;虽然是代课教员,但有很强的责任感;讲解有方,不论什么样的问题,一经他的解释,学生们都能心领神会,悟出症结所在。一个学生曾这样回忆说:“我们的老师以执教为荣。他在讲解中所涉及到的问题,总是新颖而有趣。论证也总是非常的精确。所以我们对他的课程很感兴趣。他就像一位技艺高超的厨师,无论是动物学、植物学,还是物理学,都能让人感到既可口又有益。”

孟德尔上课时,每当讲到精彩之处,总是妙语连珠,谈笑风生,学生们禁不住拍手称颂。这时,他会笑着举手制止大家,课堂随即安静下来。学生们还喜欢他语言的诙谐,让大家在愉悦轻松中学懂深奥的知识。

上实验课时,孟德尔总是临时指定一位班长,负责全班的纪律。一旦学生有越轨行为,班长必须立即报告。这时,孟德尔会从金边眼镜的上端射出严厉的目光,注视犯规的学生,呵斥几句。这就是他对学生最重的责备或惩罚。

上课时他的教学方法十分特别。他根据学生的程度编排出号码,平时提问时,只呼号码而不称名道姓。他总是先拿出记分小册,翻阅一遍,再随意指定一个号码,被指定的学生会立即站起来回答问题。如果首先应答的学生是12号,孟德尔会接着说道:“12的2倍是24,24加12是36,那么下一个被考查者是36号。”36号学生就会站起来,回答老师的下一个问题。

孟德尔会采用这样的数字游戏,是因为他当时正在研究遗传问题,并下意识地应用到数学中来。

孟德尔十分关心学生们的学业,他严加督促,细心考查,尽力鼓励学生作科学探求。每到期末来临,他必定要召集成绩较差的学生,讨论疑难问题,然后逐一给学生解答。这种诲人不倦的精神,学生们很受感动。

孟德尔还特别喜欢动物,处处都能体现出他对动物的一片爱心。

在修道院内,孟德尔养了一只驯狐,晚间任其自由出入,人与狐都习以为常。他还饲养了一只小刺猬。一天晚上,小刺猬藏在孟德尔的高筒靴里过夜。清晨起床后,孟德尔把脚伸进靴子时,不禁大叫一声,他的脚被小刺猬扎得疼痛难忍。这双靴子,也是孟德尔的心爱之物。田间土拨鼠四伏,如果没有这双靴子,恐怕所受之苦要百倍于刺猬了。

孟德尔平时沉着冷静,从不因什么烦恼而失态。但是也有过一次惊慌失措的时候。

有一位艺人携带多种动物漫游各地,路过布尔诺时,他将动物陈列在白十字厅公开展览。孟德尔当然不会放过这个机会,他约学生们一同去参观。学生们兴高采烈,如期赴约。参观的人很多,学生们聚在入口处,人群拥挤不前。孟德尔见状,忙上前疏通。入口处的对面,就是摆放停当的动物笼子,其中装着几只猴子的笼子离入口处最近。人群拥挤着向前,孟德尔为了维持秩序,就站在了猴笼前。猴子们被人群的喧闹弄得不安起来,它们并不明白外面发生了什么,在笼子里窜来窜去。一只最大的、最年长的猴子外表镇静,端坐在笼中,但突然跑到孟德尔跟前,出其不意地伸出一只长臂,将孟德尔的眼镜抓去。孟德尔大吃一惊,不仅脸上火辣辣的刺痛,而且眼前一片模糊。人群也乱起来,连忙召唤看守人:“看守!看守!猴子抓伤人了!”

猴子的这种举动,纯粹是出于自卫。

看守急急忙忙赶来,几经周折,才算把眼镜夺了回来,可是已经支离破碎,不能再用了。孟德尔面部的伤痕又深又痛,过了一个月才痊愈。

因为爱鸟,孟德尔极力反对孩子们用弹弓射杀。弹弓是一种木制的玩具,可用橡皮筋夹着石子射击。孩子们都喜欢用这种弹弓射杀鸟雀。

一天,孟德尔到教室,严厉地问学生们:“有没有人身上带着弹弓?”

很少见到老师这样严厉的面孔,几个学生胆怯地从口袋里取出了弹弓,轻轻地放在桌子上。

孟德尔愤怒地大声说:“难道是我教你们射杀那些可怜的小鸟儿不成!”

结果玩具全部被没收,无一幸免。

可是这并不影响学生们对孟德尔的喜爱。有时学生们会不等老师的邀请,蜂拥奔至老师房间窗前,说说笑笑。孟德尔这时总是莞尔一笑,带着他们到花园里浏览一圈。

一个学生回忆起第一次去拜访孟德尔的情景:因为是第一次,难免心里紧张。沿着修道院的石阶拾级而上,走过上面覆盖着瓦顶的长廊,只见孟德尔的房门正大开着,他穿着黑色的长衣,站在门口,温和地接待我。这时,我紧张的心情稍安一些。孟德尔看出我有点发窘的样子,便顺手摘下几个果实,经过一个小小的温室,他隔着玻璃窗,给我指点哪个是金色的菠萝。“就在那边,看到了吗?多漂亮!”

走过菜畦,就到了花园较高的地方,在这里可以远望,周围的景色十分美丽。

孟德尔说:“此地有一种菜,名叫卡杜,很美。”

接着又说:“这名字很有诗意的,你知道吗?”

我困惑地摇摇头。“它的原意是——驴食草呀!”我们两人一同大笑起来。此时,我完全忘了是第一次拜访老师。

孟德尔和学生有着特殊的感情。他十分自信,但却从不固执己见,待人谦恭有礼,对学生循循善诱,学生们不仅把他当做良师,也把他

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