天下万物生于有，有生于无。——老子
列文虎克用自制的显微镜观察到细菌个体之前，人类已在农业生产、食品加工、疾病预防中凭着长期实践经验，利用微生物了，如积肥、酿酒、种痘等。虽然列文虎克发现了细菌，微生物学从史前期进入初创期，但那时的人们普遍认为细菌是自然产生的。
生物可以随时由无生命的普通物质转化而成，或者由另一些完全不同的物质产生，这种自然产生论由来已久。公元前5世纪，古希腊的阿那克西曼德认为最原始的动物是从海里的泥变化而出的。200年后，亚里士多德在《动物志》中说：“大多数鱼是由卵发育而成的，可是有些鱼（由于灌注了雨水）是从干涸的泥土和砂砾中产生出来”。
“腐草为萤”出自《礼记·月令》篇，意思是腐烂的草变为萤火虫。这算是严肃作品，不那么严肃的更精彩。4世纪，晋朝葛洪在《神仙传》中讲了“叱石为羊”的故事。黄初平，东晋金华丹溪人(今金华兰溪)，自幼家贫，八岁起每天赶着一群山羊去村前的草地上牧羊。十五岁那年的一天，他出去放羊，人与羊全没了踪影。他的哥哥黄初起，到处寻访，杳无音讯。四十多年后，初起在赶集时遇见一个道人，便询问这位道人初平的下落，道人告诉他说：“金华山中有一牧羊儿，不知是否是初平。”初起忙求道人领他去金华山寻亲，初起到了金华山，在洞中找到了容颜未改的初平。
兄弟相见，初起询问初平，才知道他十五岁时在外出牧羊途中被一位仙翁带至此石室中修炼，自此超凡脱俗，潜心修道，钻研丹药，四十年不食人间烟火，终于悟得修道玄机，所以早就不念家了。悲喜间，初起问及当年羊群的下落，初平说：“全在石洞外的山坡上哩。”哥哥去洞外一看，山坡上草丛中有很多白颜色的石头，哪有什么羊呀？初平笑道：“羊都在，您看不见。”初平便大叫：“叱，叱，羊起！”满山白石应声而起，都变成了羊。看得初起目瞪口呆，这才确信弟弟真的得道了。初起见道术如此神奇，便跟随弟第学道，从此亦不食人间烟火，仅吃松籽茯苓。久而久之，兄弟俩均成仙，合称为二黄君。
健客：葛洪？好像是道教的小仙翁，很厉害的。
云飞：嗯，这个以后慢慢会说。相比之下，最佩服老子在《道德经》中说的“天下万物生于有，有生于无”，真是绝了！模棱两可而至天衣无缝！
17世纪初，比利时的海尔蒙特率先开始通过实验研究自然产生论。他将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后，谷粒变成了老鼠，而且使他十分惊讶的是，这种“自然”产生的老鼠和常见的老鼠完全相同。
17世纪中叶，意大利的雷迪首先用实验证明了腐肉不能自然生蛆。他设计了一个实验。甲瓶：放入肉块，用软木塞密封瓶口；乙瓶：放入肉块，敞开瓶口。放在有苍蝇的自然环境中，一段时间后，甲乙瓶内肉块腐败变质，乙瓶腐肉生蛆了，甲瓶没有。因此，雷迪认为蛆是由苍蝇的卵孵化成的。许多人对雷迪的实验设计提出异议，认为密封瓶口阻断了空气流通，破坏了自然产生的条件。为此，雷迪用纱网代替软木塞罩住瓶口，一段时间后，瓶内肉块腐败变质，但没有生蛆。
健客：信息量有点大，能说说来龙去脉吗？
云飞：海尔蒙特的实验没有排除老鼠从外界进入的可能性。雷迪的实验开始有两个变量：空气和苍蝇，不能确定哪个导致蛆的产生。改进后，只有一个变量：苍蝇。这样可以形成对照实验，说明蛆是由苍蝇产生的，使实验结果更令人信服。科学探究的一般是从发现问题、提出问题开始的，如：蛆是腐肉变来的吗？发现问题后，根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设，而不是仅靠自己已有的知识和生活经验，甚至取类比象就得出结论。然后设计探究的方案，包括选择材料、设计方法、步骤等。按照探究方案进行探究，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。并不是所有的问题一次探究就得到正确的结论。有时，由于探究的方法不够完善，也可能得出错误的结论。因此，在得出结论后，还需要对整个探究过程进行反思和讨论。
由于未能解释肠道蠕虫的来源，人们认为低等生物可自然产生。特别是微生物可以自然产生的信念反而活跃起来，并于18、19世纪达到了顶峰。1745年英国的尼达姆用各种浸泡液经消毒后，仍有微生物发生，而坚持自然产生说。1775年意大利的斯帕兰扎尼通过一系列实验，证明尼达姆实验结果是由于加热不够和封盖不严所造成，因而确信微生物是从空气带入的。他的观点在当时已接近胜利，但他的批评者宣称，由于他使浸出液在密闭管内煮沸了45分钟，杀死了管内空气中的“生命力”，影响了自然产生。同时，法国的吕萨克证明发酵和腐烂都必需有氧气参与，支持了反对意见，使斯帕兰扎尼的观点未能取胜。
图片来源：译学馆视频截图
在自然产生论之争愈演愈烈的时候，科学家仍前赴后继观察未知而神秘的微观世界。仅仅用文字描绘不出这些奇妙生灵，因此早期的微生物研究不仅是科学成果更是一门艺术。最受瞩目的微生物绘图，由埃伦伯格，19世纪的德国博物学家所绘制。他收集了成千上万的地质与生物样本，并将样本在显微镜下的形象绘制了成千上万的图谱。他对微生物的广泛记录影响了微生物学及微古生物学的发展，这些绘图由柏林自然历史博物馆收录并保存。埃伦伯格生于1795年，1818年在柏林大学取得博士学位。他在论文里，描述了城市周边的250种真菌。他发现真菌由孢子衍生，而非当时主流学说认定的自然产生。两年后，他加入了考古远征队远赴埃及，但结果却极为惨淡，一方面，赞助方声称“丢失”了本次旅行的资金，另一方面，同行者被毒蛇咬伤，患斑疹伤寒去世。尽管屡受打击，他仍为德国带回了成千上万的动植物采样及岩石样本。5年后，他归国时，许多样品已经损毁，另一部分则被卖掉了。
1828年，埃伦伯格提出了“细菌”的说法，从而为这种微生物正式取名。1829年，他与洪堡一起加入前往俄罗斯和西伯利亚的远征队。幸运的是，此行不像上次多灾多难。远征中收集的众多样本，为他的创作提供了大量素材，更重要的是他称为“纤毛虫纲”的真菌，使他对微生物着了迷。埃伦伯格十分钟爱他的显微镜，数十年来都坚持使用同一个显微镜，研究不同水样中的纤毛虫样本。他发现了这些鲜为人知的生物与它们繁衍生息的世界进行交流的几种途径，例如浮游着的微生物是红海发出磷光的原因，而硅藻的硅化外壳成了地球的一部分。他用一只纤细的灰铅笔将放大300倍的各种样本记录下来，有时他会用水彩着色。但人无完人，埃伦伯格拒绝使用新型显微镜可能也因此酿成了他最大的差错。他认为他观察的所有微生物都是动物，甚至是单细胞生物。有些例子中，他声称为卵子与生殖器的部分，在后来被证实为细胞核。那是一个博物学家遍览全球收集样品的时代，而埃伦伯格与许多博物学家有联系。他们从世界各地向埃伦伯格邮寄了许多诸如岩样、土壤和其他东西，就像笔友互赠明信片。达尔文甚至将佛得角群岛附近被风吹起后落在船上的土赠予他。
1833年，英国的布朗在植物细胞内发现了细胞核；接着又有人在动物细胞内发现了核仁。到19世纪30年代，已有人注意到植物界和动物界在结构上存在某种一致性，它们都是由细胞组成的，并且对单细胞生物的构造和生活也有了相当多的认识。1838年，在这一背景下，德国的施莱登提出了细胞学说的主要论点。翌年，德国的施旺提出“所有动物也是由细胞组成的”，对施莱登提出的“所有的植物都是由细胞组成的”的观点进行了补充。20年后，德国的魏尔肖作出了另一个重要的论断：所有的细胞都必定来自已存在的活细胞。至此，以上三位科学家的研究结果加上许多其他科学家的发现，共同形成了比较完备的细胞学说。
与此同时，细菌研究开始追寻霍乱猎人的足迹。从1831年到1854年，英国四次霍乱大流行，数以万计的人死去，刚刚开始工业化的城市在一次次传染病浪潮中受到严重打击。当时人们认为“瘴气”是传播霍乱的罪魁祸首。不过，伦敦年轻的麻醉师斯诺不这么认为。他发现霍乱不像呼吸道传染病首先表现为寒颤、头痛或高烧，霍乱患者的最初症状都是从消化道开始的。“不,不可能是空气。”他想，最可能的原因是吃了不干净的东西。
斯诺很早就怀疑霍乱是通过水源传播的，但要推翻广为接受的瘴气传染说，需要很坚实的证据和戏剧性的事件。1854年，霍乱蹿到了离斯诺家五分钟路程的宽街，这一次斯诺开始了徒步追踪。他先采集了爆发区附近水井的水样，又找了一些没病例的地区的干净水样做对照，拿到显微镜下面看了半天，啥也没看出来。
不能亲眼看到猎物，他就开始走访寻踪，几天之后，他盯上了宽街上的水井。从8月31日第一个病人去世，到9月2日斯诺开始调查，宽街登记的83名死者中有73人住得离那口井很近。除了这73人，他还另外发现几个远离宽街的死者其实都喝过那口井的水。这些信息让他成功说服教区理事做了个实验：把那口井的摇把拆了，阻止人们打水。井把拆掉以后，当地的疫情快速消失了。
但理事笃信瘴气传染，认为没得病的好多都跑了，宽街跟个鬼城似的，霍乱自然也走了。拆掉井把和霍乱消失这两件事“相关未必是因果”。一个月后，水井摇把又被装回去了。
斯诺并没有放弃，他画了一张让他留名青史的死亡地图。通过逐家走访询问，他在宽街的地图上仔细的标出了每一家的死亡人数，就是每家门口的那些小杠，一条杠一条人命。他还补充上了因为去其他区域就医而没有登记在宽街的死者。这张图很清晰的呈现出了后世流行病学调查中很常见的“靶心效应”——离疫源地水井越近，病例越多。
一个优秀的猎手不单能看到猎物留下的痕迹，还可以从“一切如常”里看出异常。斯诺发现附近一个啤酒厂里无一人染病，原来是因为酒厂工人都只喝酒不喝那口井里的水。还有一家是女儿每天从宽街水井给全家打水，但正好那几天女儿没去打水，全家都没染病。
斯诺将这些证据发表出来，但依旧被无视了。不过他逐门逐户深度访谈的手段受到了肯定。当地一位名叫怀特黑德的牧师加入了斯诺的狩猎 。
怀特黑德最初认定瘴气说，但他不是一个死脑筋，在走访的过程中，他开始怀疑自己。细致的工作让他挖掘出了宽街这次爆发的0号病人，一个6月大的女婴。走访之后他发现，孩子的母亲把孩子腹泻后洗尿布的污水倒入了屋前的污水池，而池中的污水可以渗入那口水井。如果真的是污水传染，女婴8月28日开始腹泻，疫情随之爆发；孩子9月2日死亡之后，没有病原再进入水井，疫情就逐渐消失了，一切就都对上了。但是他和斯诺的报告依旧没有扭转主流认识。
远在1000公里外的意大利，帕西尼从霍乱病人样品中，观察到成千上万微微弯曲的棒状小东西。帕西尼将它们命名为弧菌，意为小东西会甩着尾巴四处游动。帕西尼用显微镜检查了所有能找到的霍乱样品，包括血液、粪便，甚至死者的内脏粘膜。他坚决否定“瘴气说”，遗憾的是以意大利文发表的论文石沉大海无人问津。近30年过去，弹指一挥间，再次捕获霍乱弧菌待后生。
1854年，埃伦伯格出版了他最著名的书籍《微观地质学》，滋养海洋和大地的是看不见的微生物世界。
1859年，法国的普歇发表了《异源发生论或自然产生论》，认为在具备有机物、水、空气和适当温度的条件下，自然产生能被促进。接下来，终于到了决战的时刻。
欲知后事如何，且听下回分解。
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