噬菌体的发现
人类对生命界资格最老的微生物一直所知甚少。三百多年前，荷兰的列文虎克用自制的显微镜第一次看见了生长力惊人的微生物，吃了一惊。一个小小的微生物，用不了两天，就可以使子孙繁衍，聚集起来就会“六世同堂”，甚至更多。它们在各个角落里逍遥自在。但并不是说所有的细菌都是坏的，像人们利用乳酸杆菌生产酸奶等发酵乳品，利用固氮菌生产细菌氮肥，利用醋酸杆菌生产醋酸、维生素等。当然，有许多细菌是有害的，如痢疾杆菌、肺炎双球菌等是危害人、畜的凶手。那么，谁是细菌的天敌呢？
1915年，英国细菌学家特沃特在培养葡萄球菌时，意外地发现培养出来的葡萄球菌菌落上，出现了透明斑，这个现象意味着这部分葡萄球菌已经消失了。是什么使葡萄球菌消失的呢？特沃特用接种针接触了透明斑后，再去碰触另外一个正常的葡萄球菌菌落，不久，这个菌落上被碰触的部分，也出现了透明斑。这说明，葡萄球菌也有一种天敌，它会被这种“天敌”捕食掉。但这“天敌”是什么，特沃特一时还弄不明白。
1917年，加拿大细菌学家德艾莱尔也发现了这种奇特的现象：他在进行痢疾杆菌的液体培养时，培养液变得混浊了，说明里面已经生长繁殖了无数痢疾杆菌。然而他很快又发现，混浊的培养液又变得清澈透明了，他培养出来的痢疾杆菌不见了。
痢疾杆菌为什么会消失？会溶解？德艾莱尔认为，它们肯定是被另一种比细菌更小的生命体所捕食了。他把这种能“捕食”细菌的微小生命叫做“噬菌体”。这个名词，在希腊文中就是“食细菌”的意思。
噬菌体其实也是一种病毒，是一种专门寄生在细菌体内的病毒，所以它还有另外一个名字叫做“细菌病毒”。这种侵染细菌的病毒，后来被广泛用于遗传化学的研究。
卡介苗的诞生
为纪念卡尔美和介林这两位先驱者的功绩，人们称他们制成的菌苗为卡介苗。世界各国的卡介苗菌都是从法国巴斯德研究所引进的，有的直接引进，有的间接引进，但经各研究室传代保存后，菌苗有变异，形成许多亚株。卡介苗系活菌苗，一定量苗液中须含有相当量的活菌数才有预防效果。中国制品为每毫克卡介苗含活菌数1000万以上，可在冰箱存放42天。皮下注射卡介菌温度过高，会使菌数下降影响效果。现多采用制成的菌苗加入保护剂后于零下30摄氏度下真空干燥，封口保存，这样有效期可延长为一年。卡介苗不仅需冷藏，还需避光。
卡介苗除了可预防结核病，降低结核病发病率外，还可以用于其他疾病的预防和治疗。如卡介苗素能扩大细胞免疫与体液免疫，促进单核巨噬细胞增生，增强其吞噬和消化活力，激活T细胞释放各种淋巴因子，主治慢性支气管炎、哮喘、感冒等。早在1935年，科学家即已发现卡介苗可降低肿瘤发病率，其中包括白血病、淋巴瘤及结缔组织瘤等。之所以能预防肿瘤，是由于卡介苗可作为一种免疫增强剂，非特异性地刺激细胞介导免疫，从而破坏了导致肿瘤发生的胚胎残基，对全身免疫系统具有长期稳定的激活作用。
卡介苗能保护护士、医生及生活于高结核病发病率的国家的人们免受感染，但现在在结核病不多见的西欧许多地区及北美已很少应用。
青霉素的发现
就在20世纪30年代之前，青霉素还没有问世，人类频频受到细菌的“侵袭”而又束手无策。妇女死于分娩，婴儿出生不久就夭折，儿童患了猩红热……即便是手指不小心扎了根刺或者皮肤划开一个微小的伤口，也可能因此而致命。类似这样的人间悲剧，随着青霉素的发现而逐渐消失了。
弗莱明发现青霉素，一半靠的是机遇，而另一半则靠他聪明的头脑和严谨的科学作风。“一战”期间，弗莱明曾在皇家军队医务队服役，不仅亲眼目睹了战争的残酷，而且也感受到了人类需要优质抗生素的迫切性。当时许多士兵由于伤口感染，医生们无法消毒，只好向伤口注入各种化学抗菌物质，但似乎效果不大。弗莱明在他的实验室里摆满了各种实验用的细菌培养皿，每天细心观察。有一次，他偶尔得了感冒，就取下一滴鼻涕放进培养皿里，几周以后，他发现培养基上长满了金黄色的菌落，在鼻涕的周围，也有菌落生长，但看上去是透明的，就像被溶解了似的。于是，一个问号在弗莱明脑海里产生了：这是否意味着鼻涕里含有某种杀菌的物质呢？
接下来的一周，弗莱明记录了更多的发现：人的皮肤、器官组织、头发、指甲甚至有些花木、蔬菜里都含有这种溶菌物质，它几乎无处不在。事实上，它是人体内的一种天然抗菌物，无非当时人们没有意识到。弗莱明把他的新发现命名为“溶菌酶”。
科学的发现，往往都有相似的一面，但只有有心人才会把握机遇，获取成功。1928年，弗莱明1921年在伦敦发现青霉菌的抗菌作用奇迹再次在弗莱明的实验室发生：一次，他在清理培养皿时，意外地发现，他的葡萄球菌培养物已经被霉菌感染，而在霉菌生长的地方，葡萄球菌却在迅速分解。他小心地将霉菌分离出来，发现是其中的活跃物质抑制了葡萄球菌的生长。由于这霉菌来自于青霉菌类，他给它取名为青霉素。
弗莱明第一次看到的生长有青霉素的培养皿弗莱明以科学家的严谨语言向世人公布了他的发现。此后，他继续不停地做实验，他发现，青霉素的“个性太活跃”，不容易稳定，无法将它提纯。直到1940年牛津大学的医学研究者恩斯特·钱恩和霍华德·弗洛里引进了另一种物质，才将青霉素加以稳定下来并提纯，从而投入大量生产。有意思的是，这一引进的物质就是弗莱明先前发现的“溶菌酶”。
一年后，青霉素首次在医学上应用。“二战”期间，青霉素成为战场上神奇的抗生素，大显神威，挽救了数以万计的生命，被称为“有魔力的子弹”。弗莱明因而被赞颂为英雄，1945年，他和钱恩以及弗洛里一起获得了诺贝尔生理学医学奖。
青霉素不仅治愈了那些受细菌感染而挣扎于死亡线上的人，它还赋予了医生从一开始就防止人体被细菌感染的“免疫”能力。大量的临床试验证明，青霉素是一种安全的药物，但也有一些人对它有过敏反应，少数过敏者会发生十分严重的反应，甚至死亡。至今，医生给病人打青霉素针时，也往往需要先做过敏试验。与弗莱明时代相比，我们今天已能够生产出各类不同的青霉素，有口服药，有注射剂。它们能够杀灭更多种的细菌。
一种少见的菌落出现在细菌培养皿上的机会是微乎其微的，而要被发现就更难了。只有训练有素、有远见且细心谨慎的科学家才可能通过细致的观察，不让任何微小的迹象逃过他的眼睛，奇迹往往总是这样发生的。青霉素的发现恰好说明了这一点。
电子显微镜的发明
除了动植物以外，自然界还有一个庞大的生物世界，就是微生物。它们都很小，小到把几亿个微生物堆积在一起时，也只有一粒米那么大小。显微镜的发明打开了人类通向微生物等微观世界的大门。1590年，杨斯岑兄弟发明了世界上最早的显微镜。17世纪中期人类发明了光学显微镜，18世纪荷兰人列文·虎克借助显微镜发现了组成动植物身体的细胞，逐步认识了细胞核及其作用，这是显微镜发展史上的第一个里程碑。
随着对细胞的不断深入研究，光学显微镜的局限性日益明显。由于它以可见光作为光源，分辨能力受到光波影响，无法进一步了解细胞的微细结构。人们期待分辨本领更高、功能更强的超级显微镜。
1931年，生于德国海德尔堡的工程师恩斯特·鲁斯卡在其组长马克斯·克诺尔博士指导下对显微镜进行了自16世纪荷兰人加装第二块透镜以来最重要的革新：他们研制出了一台电子显微镜。这台显微镜能将物体放大十几倍。1932年，恩斯特·鲁斯卡致力于提高电子显微镜的分辨本领，在德国《物理学进展》杂志上发表了以“几何电子光学的进展”为题的论文，第一次使用电子显微镜的名称，所以1932年被认为是电子显微镜的发明年份。此后电子显微镜成了20世纪后期科学家对微观物质结构和生命形式进行探索的强有力的工具。
有两次“发现”为克诺尔和鲁斯卡的研究奠定了基础。1924年，法国物理学家路易·德布罗意发现电子束呈波状运动，但其波长要比光的波长短得多。德布罗意的发现意味着如果能找到使电子束聚集的方法，就能将其用来放大物像。两年后，德国物理学家汉斯·布施发现了调节焦点所产生的效果：电磁场或静电场中不再有电子了。实际上，电磁场或静电场成了一个透镜，电子变成了光。结合两者，电子显微镜被发明并以惊人的速度发展。
20世纪30年代末，德国西门子公司、英国的大都会·维克尔公司和美国无线电公司等这样的著名高科技公司，完善了电子透镜的基本原理，将电子束聚集在真空腔内形成的电磁场或静电场中，从而达到放大物体的目的。1938年，可将照片放大3万倍的电子显微镜研制成功。
此后，出现了一种改进型的电子显微镜，这种显微镜可将物体放大10万倍。伴随着技术和设备的不断改进和提高，人们终于实现了观察原子的理想。光学显微镜的最高分辨本领约为200纳米，与此相对应的最高有效放大倍数是1500倍。现代高分辨电子显微镜的分辨本领已达0.1纳米、放大倍数在150万倍以上，这相当于把一个直径4米的气球放大到地球那么大。它还可以把原子放大成一个个小馒头那么大、那么清晰可见。
这里，要提一句的是，从19世纪末到20世纪20年代，尽管已有不少杰出的科学家发现了电子束可以聚焦并得到了成像公式，但为什么没有引导他们让电子束代替光束发明电子显微镜呢？主要原因之一是他们远离科学实验。而鲁斯卡敢于排除人们的偏见和责难，勇于实践，终于发明了电子显微镜。
心脏起搏器的研制
心脏是一个人的命脉所在，假如心脏出了问题就好比汽车的发动机出了毛病。所以，研制出第一台有效的心脏起搏器的美国心脏病专家海曼便理所当然地被载入了史册。
一般说来，心脏是通过内在的有节奏的电脉冲系统来向身体各部位输送血液的。电脉冲通过神经传遍心脏；神经与心脏肌肉纤维相连，使其收缩。有两根主要的神经通向负责泵送血液的心室。如果大脑缺乏血液供应达数分钟之久，就会引起永久性损伤，有时甚至会引起死亡。心脏有一套备用的脉冲系统，在紧急时接过第一套脉冲系统的工作，但是它在每分钟内产生的心跳次数只有必要的心跳次数的一半，不足以维持整个身体的活动。
英国外科医生沃尔会什于1862年最先提出在心跳停止时使用感应电脉冲。10年后，法国医生德布罗内进行了成功的实验，他把一个电极安在心跳停止的病人的皮肤上，把另一个电极握在右手中，同时左手有节奏地轻压病人的胸膛，使心肌收缩。
1932年，美国心脏病专家海曼研制出了临床用的第一台有效的心脏起搏器。他把这个重7.2千克的仪器称为“人工心脏起搏器”。海曼的大型起搏器是从起搏器内引出一根导线，通到心脏的表面，或穿过一条静脉通到右心室。这种起搏器曾救了很多人的命。第二次世界大战期间和战后的技术发展，使起搏器得到很大改良，其体积缩小到可以安在病人的体内。
起搏器不是人工心脏，也不能代替心脏输送血液。它只能产生电脉冲。有的起搏器一直不停地产生电脉冲，有的起搏器只是在自然系统失灵后才产生电脉冲。发展到后来，起搏器成了一种很小的电子器件，为了便于更换，通常直接植于胸部的皮肤下。这种起搏器有一个电池，还有一两只能放大微弱电流的晶体管。电池可以用数年才更换。新型的心脏起搏器中有使用了核电池的，这种电池内有一个用放射性同位素钚238做成的小球。小球发出的热产生电流。这种电池的寿命可以长达十余年。后来便发展到有了更好的人工心脏。
人工肾脏的制成
人体有两个肾脏，在人的腰部左右各一个。这对小小的器官每50分钟就能把人体内的全部血液清洗一次，每天大约可以清洗1700升血液。虽然两个肾脏只占人体体重的0.5％以下，但它的过滤器和管道等如果连接起来，长度将近80千米。
我们知道，人体血液中除了红细胞、白细胞外，还有大量血浆。主要由水分构成的血浆在血管内形成血液流动的河流。因为有了血浆，血液才能够顺畅流通。当身体的细胞把热量转化为能量的时候，也会产生一些废物。如果让废物累积在机体的组织之内，就会损害人的身体，并危及生命。所以细胞把废物送进血液，随着血液流到肾脏，肾脏回收血液中有用的成分，同时把有害的以及不需要的物质通过尿液排泄出去。肾脏的功能，就相当于血液的清洗工厂。此外，肾脏还担负着调节体内水分和盐分的工作。
肾脏在人体器官中扮演着如此重要的角色，一旦它出了问题就会给患者带来极大的危险。因此，有许多医学科学家致力于肾病治疗的研究，致力于人工肾脏的研制。
