前言
小城镇，大心脏

生命中大多数事物都是惊喜。

——莉琦·李

2014年4月中旬，在加拿大纽芬兰的鳟鱼河镇，一位眼尖的村民望向圣劳伦斯湾，结果发现了一个非同寻常的东西。这个东西一开始只是地平线上的一个小点，随后越来越大，等到这个庞然大物被冲上岸的时候，各大媒体都闻讯赶来。和媒体一起“赶来”的还有一股极其恶心的恶臭。有人形容说，这股味道就像“难闻的香水味混合着腐肉的臭味”。这话不假，这个东西拥有的腐肉可是多得前所未有，大概有100吨吧。

顷刻间，口耳相传的消息就变成了轰动的新闻头条，这个小渔村立马就被蜂拥而至的记者和看热闹的群众挤满了。当地人茶余饭后的话题也从最初的迷惑、恶心变成了对健康的担忧、失去收入来源的可能性，甚至是可怕的爆炸威胁。更甚的是，人们发现，几乎一模一样的事情在纽芬兰的另一个小镇洛基港也刚刚上演。

加拿大的冬天一向寒冷，但2014年的严冬是人们记忆里最为刺骨的。几十年来，五大湖区第一次全部冻结，圣劳伦斯湾（五大湖进入大西洋的入海口）积累了厚厚的冰层。强风和洋流给卡伯特海峡也带去了海冰，在海湾流入大洋最宽的通道处造成了“交通堵塞”。而对鳟鱼河镇和洛基港的居民来说，光对付冬天的严寒天气还远远不够，镇子大约200英里（约322千米）以南的地方才是真正令人绝望的“战场”——正是卡伯特海峡。

在深冬和早春这段时间，蓝鲸（Balaenoptera musculus）通常会离开大西洋，游入圣劳伦斯湾，捕食一种小型甲壳动物——磷虾。蓝鲸是人们目前已知的、在地球上存在过的体型最大的动物，一头蓝鲸可以长到100英尺（30.48米）长，重达163吨，相当于20头雄性非洲象或者1 600个中等身材的成年人。不过，虽然它们体型如此巨大，人们却直到1864年才开始捕猎蓝鲸，收获富含油脂的鲸脂。这是因为它们的游速很快，可达每小时31英里（约50千米），而且在死亡后常常沉入海底。捕鲸人喜欢三种露脊鲸，这三种露脊鲸体内的鲸脂含量最高，而且它们死后会漂在水面上，因此它们才是捕鲸人眼中“正确的鲸”，拿着鱼叉就得捕杀这样的鲸。后来，人们发明了鱼叉炮，并把这种新发明装配在了速度更快的蒸汽捕鲸船上，这对蓝鲸种群来说堪称灭顶之灾。1866—1978年有超过38万头蓝鲸被捕杀。如今，大多数国家都立法禁止了捕鲸行为，但蓝鲸死后就沉入海底的特性除了困扰着过去的捕鲸人，对想要研究蓝鲸身体结构的动物学家来说，也是非常不便的。

2014年3月，加拿大皇家安大略博物馆的马克·恩斯特龙接到了好友洛伊丝·哈伍德打来的电话。恩斯特龙是博物馆的高管、展品及科研部门副部长，哈伍德则是加拿大渔业和海洋部（DFO）的官员。她问恩斯特龙有没有听说9头栖息在卡伯特海峡的蓝鲸死了。她进一步说道，这几头蓝鲸似乎没能逃脱海上一片巨大浮冰的追击，被困住了，没活下来。这个损失非常惨重，尤其是考虑到这个物种已经命悬一线了——失去9头蓝鲸意味着北大西洋的蓝鲸种群一下子减少了3%~5%的个体。

哈伍德知道恩斯特龙一直想搜集加拿大海域的每一种鲸的标本。她告诉他死去的鲸里有三头不下沉，可能因为它们的身体下方还有很厚的浮冰。哈伍德把杰克·劳森介绍给了恩斯特龙，这让恩斯特龙更加兴奋。劳森也是渔业和海洋部的研究员，已经开直升机追踪这批死去的鲸一个月了。他告诉恩斯特龙，这批鲸早晚得被海浪冲上岸，结果一个月后这话就应验了。

“问题是，鲸被冲到了那三个小渔村。”2018年我去皇家安大略博物馆参观的时候，恩斯特龙跟我讲道，“鳟鱼河镇平常没什么游客，是那种生存都困难的小镇。镇长和我说，他有一天往外面一看，看到死鲸在海里漂着，心想：‘天哪，千万别让那玩意儿漂到这儿来！’结果第二天早晨，他们镇里唯一的一片沙滩，唯一一家餐馆的正下方，那具小山一样的蓝鲸尸体就在那里，臭气熏天。”

我问恩斯特龙后来情况如何。

他笑了：“然后尸体开始膨胀了。”

“那他们肯定更‘惊喜’了吧！”我搭茬道。

“那倒没有，”他接着说，“那时候，他们所有人都已经在网上看过鲸的尸体爆炸的视频了。”

鲸体内积聚气体最终爆炸的视频已经在网上火了好几年了。根据最新统计，网上至少有200个类似的视频，甚至还有人创作过一首《爆炸鲸之歌》（The Exploded Whale Song）。不过我个人最喜欢的，还是2004年一头抹香鲸被冲上台湾海岸的那个视频。视频中的抹香鲸长56英尺（约17米），重60吨，当地大学的科学家迅速决定要利用好这次天赐的良机，对这个庞然大物进行尸体解剖。他们认为解剖最好在实验室中进行，所以还得大费周章地把它运回去。人们调用了3辆起重机、50名工人，花了13个小时才把鲸的尸体吊起来，绑在一辆拖车的平板上。没想到，在拖车通过堵塞的公路时，腐烂的鲸尸突然“自爆”，上千磅腐败的血肉、鲸脂和内脏抛洒到附近的汽车上、摩托骑手的身上、店铺的墙壁上，甚至把几个不幸的旁观者淋得浑身湿透。

“但蓝鲸尸体不会爆炸。”恩斯特龙向我保证。他也向鳟鱼河镇的居民保证过，结果居民们还是很害怕，将信将疑。他对居民说，除非有人在这头“巨兽”身上跳来跳去，或者把它的身体切开，否则在鲸的身体组织腐烂过程中，其内部积存的气体是能够缓慢逸出的，就像一个时间长了的气球一样。“最后也确实就是这样。”他总结道。

恩斯特龙说，纽芬兰的现场记者问他的问题几乎都是有关异味和尺寸这两个方面的。“蓝鲸的心脏有多大？听说和小汽车一样大。”这个问题，他和同事们听过太多次了，最后，还是他手下的一名技师提出来：“要不然我们试试，把心脏取出来？”

恩斯特龙一下就对这个主意产生了兴趣，但若想实现，他们就必须尽快行动起来。那三具蓝鲸尸体中有一具漂到了一个条件恶劣的小海湾里，在一场暴风雨中被海浪撕碎。第二具漂到了鳟鱼河镇，目前胀成了一艘“飞艇”，让担心爆炸的居民忧心不已。在这种情况下，其内部的器官恐怕也无法完好保存。

但恩斯特龙知道，第三具蓝鲸尸体体型最小（76英尺，约23米），被冲到了洛基港，一半浮出水面，一半浸在冰水里——这极有可能减缓了其器官腐败的进程。于是，他咨询了被派往洛基港负责回收工作的博物馆同事、哺乳动物学家杰奎琳·米勒，问她能不能完整保存这头鲸的心脏。

杰奎琳听完，当即激动地回答：“可以的，我们可以把心脏保留下来。”不过后来，她向我坦承，其实他们也不知道把鲸的尸体剖开后会发现什么，甚至不知道心脏能不能留下来，但把蓝鲸的心脏制成标本保存下来，光是这个想法本身就足以让她想要立刻动手尝试了。

于是，米勒和七名科学家一道，开始为洛基港的鲸尸剥离脂肪——这是个捕鲸业术语，意思是去掉鲸从头到尾全身的血肉和软组织。鲸的心脏和肺脏长在胸腔内部，在剥去那里的肌肉后，勘察小队的科学家第一次看到了这个巨大的“血液泵”——这可是前所未见的。相比于寻常的哺乳动物心脏，这玩意儿倒更像是一个400磅重（约181千克）的肉色水饺。为这颗巨大的“饺子心脏”惊叹过之后，一行人继续透过肌肉剥离处进行探查，并兴奋地发现，虽然心脏收缩得只剩6英尺（约1.8米）宽了，但完全没有腐败。

“整个器官还是粉色的呢。”米勒告诉我。虽然她也看到了一些霉点和少许坏死组织，但“肌肉还很有弹性，腔室内还有很多液体”。

几年后，2017年米勒被邀请去为一头“正确的鲸”（北大西洋露脊鲸，Eubalaena glacialis）进行尸检。那具尸体是在一次集体死亡事件中回收来的，一共17头鲸离奇死亡。她希望能借此机会收获另一个鲸类物种的心脏标本。然而，尽管这头北大西洋露脊鲸的死亡时间比纽芬兰的蓝鲸短得多，但对她来说，它似乎没那么“正确”——心脏已经腐败，变成一堆根本无法回收的烂肉了。这次集体死亡事件发生在夏天，米勒意识到，洛基港那头鲸死于冬季，还在冰水里泡了三个月，这简直就是幸运之神的关照。“我们很走运。”她承认。

米勒在读研时研究的是老鼠等小型哺乳动物。在洛基港，她和其他科学家一起，身披雨衣进入蓝鲸体内，浑身沾满了鲸的身体组织。他们手执剥离脂肪用的大小刀具，切断了前、后腔静脉和主动脉（血液流入和流出心脏的主要血管），然后准备将心脏移出鲸的身体。但就在米勒和另外三名科学家站好位置，并为取出心脏而切断两根鲸的肋骨后，他们发现即便再用力也无法将心脏通过预留的空间挪动出来。虽然通过割断肺动脉和肺静脉，完全分离了心脏和肺，但心脏就是不肯动弹。没办法，他们只好又切掉了几根肋骨，才最终将重达386磅（约175千克）的心脏从原位置取出，装进了一个巨大的尼龙袋子里面。那个袋子里的空间大到一辆大众甲壳虫汽车都开得进去。

科学家动用了一辆正铲铲斗车、一辆叉车和一辆自卸货车，终于把蓝鲸的心脏转运到冷藏车里，并运输到了专业机构，将其冷冻在零下20摄氏度的环境中。它将被封存在冰块中一整年的时间，与此同时，一个专家团队将利用这段时间集结起来，准备进行下一步操作——标本保存。

恩斯特龙讲解道，标本保存的其中一步就是重塑心脏原始的形状。这一步很关键。和人类的心脏不同，蓝鲸的心脏在主要血管被切断后就会收缩，仿佛一个泄了气的皮球。恩斯特龙告诉我，蓝鲸在深潜时会承受巨大的水压，这应该是器官对高压环境的适应，但这种分析是否正确尚不确定。

保存标本的第一步是将标本浸泡在自来水中进行解冻。人们需要在心脏标本里灌满保存液以中止腐败、硬化肌肉，并杀死所有运输途中存活的细菌。在灌注保存液之前，专家还需寻找尺寸合适的器材，把从心脏伸出的十几根血管堵死。这一步的意义在于防止被灌入心脏腔室的保存液流出来，同时还让专家得以使心脏再次膨胀起来，摆脱摘除之后那副泄气皮球般的难看样子。

最终，科学家选择的“塞子”大小不一，为最细的血管选择的是饮料瓶，为粗壮的后腔静脉选择的是水桶——容积5加仑（约19升），和后腔静脉很相配。后腔静脉负责将缺乏氧气的血液从鲸的身体和尾部运回右心房，即心脏的两个“输入腔”之一。右心房同时还要接收来自前腔静脉的血液。前腔静脉比后腔静脉稍细，负责运输从鲸的头部区域流回的血液。在人类这样的两足动物体内，作用等同于前、后腔静脉的血管是上、下腔静脉。所有哺乳动物都一致的是，上、下（前、后）腔静脉的作用就是将富含二氧化碳、缺乏氧气的血液运输回心脏，让心脏将其泵入肺。

刚开始进行标本保存操作时，杰奎琳·米勒团队用了700加仑（约2650升）最常见的防腐剂——甲醛。甲醛水溶液是一种组织固定液，但早在20世纪80年代就已被发现具有致癌性。大部分人对这种物质的印象可能都是在生物课上闻到过它独特的味道，但其实人们与甲醛最常见的接触机会是刨花板、胶合板、纤维板等建筑材料带来的，这些建材中多含有微量甲醛，少到几乎检测不到。虽然蓝鲸标本的处理团队已经将甲醛溶液稀释到了相对来说对生物危害较小的程度（浓度约40%，此时也称福尔马林溶液），但科学地说这种东西依然很难闻。

“可笑的是，”米勒跟我说，“在其他的实验室，你要小心别让福尔马林溅到身上。在这儿，你要小心别掉到盛满福尔马林的池子里。”

蓝鲸心脏在福尔马林溶液里浸泡了5个月，以完成组织的固定。在这个过程中，标本内的全部组织都停止腐败了。之前呈粉色的器官，在浸泡后也换上了生物标本典型的米黄色调。虽然这颗心脏可以就这样被泡在福尔马林里放置几十年的时间，但恩斯特龙的团队认为这么漂亮的心脏不能泡在一大瓶毒药里。他们咨询了几名精通大型标本保存技术的修复专家，最终决定要对其进行“生物塑化”。生物塑化技术是一种保存标本的特殊技术手段，由性格怪异的德国解剖学家冈瑟·冯·哈根斯于1977年发明。哈根斯被人们亲切地称为“死亡博士”，他创立了著名的“人体世界”（Body Worlds）展览。展览的内容极具争议，几十具剥去皮肤、塑化固定后的人类遗体被摆成各种姿势，每一具都是为了更好地展示一部分解剖系统。

皇家安大略博物馆的研究员没有执行这种复杂操作的能力，也没有相应的设备，所以他们把心脏标本海运到了生物塑化博物馆（Plastinarium）。生物塑化博物馆位于德国古本，是“人体世界”主题的展览馆，也是进行生物塑化的专业机构。博物馆又名古本生物塑化公司，前身是一家服装工厂，如今在里面工作的都是由哈根斯亲自带出来的专家，期待着满足每一位顾客的生物塑化需求。尽管这些人经手过各种形状和尺寸的博物馆标本，可处理像蓝鲸心脏这么大的器官对他们来说也是头一遭。

生物塑化的第一步就是将标本中所有的水分和可溶的脂肪缓慢地抽出，替换成丙酮。丙酮是一种有机溶剂，易燃且对人体有毒——每一点都在强调你“不要在家自己尝试”。来自加拿大的蓝鲸心脏需要在6 000加仑（约22 712升）丙酮里泡上8天，温度还得控制在极低的程度。低温能加速细胞失去水分子，并由有毒的溶剂分子取代的过程。

接下来，生物塑化博物馆的专家会对心脏标本进行第二步处理：强制浸渗。在这一步中，丙酮会进一步被塑化液（一般是有机硅聚合物）取代。为了完成取代，工作人员会把标本放入真空室，并逐渐降低气压。这种环境会让细胞中的丙酮缓慢气化，让塑化液填补丙酮蒸发留下的孔隙。随着大部分标本细胞都被硅聚合物液体包裹，活体组织也就变成塑料了。此时，工作人员再对标本施用固化剂，使硅聚合物固化。这个过程又要花费三个月。

2017年5月，蓝鲸心脏标本彻底固化完成，被运回了加拿大。皇家安大略博物馆为其举办了精彩的展览，把心脏标本放在中心位置突出展示。为了直观地比较大小，博物馆还在心脏标本旁边停了一辆Smart汽车。在标本一边的天花板上，还悬挂着鳟鱼河镇那头蓝鲸的全套骨架。今天，这颗巨大的蓝鲸心脏塑化标本重约440磅（折合200千克），永远不会腐败，也永远不会产生异味。在每年4个月的展览期里，它在多伦多等待着成千上万名游客的观赏。

本书讲述的是心脏及与之相连的血液循环系统的故事，有大的心脏，有小的心脏，有冷血动物的心脏，甚至还有并不存在的心脏。这本书还讲到了一些重要的结构、体液、科学发现，还有与之相关的谬误和混乱。人类试图理解心脏和循环系统功能的历史很长，而且直到最近，一直错漏百出。举个例子，17—18世纪的医学界普遍认为一个人的性格是由他血液中的某种物质决定的。“蓝血贵族”“嗜血成性”“冷血无情”“血气方刚”这些词，都是这个与现今完全不同的医学世界存在过的痕迹。了解了医学界今昔的不同，你就更容易理解为什么心血管系统的研究历史中会有这么多离奇的故事和诡异的治疗方法了。

本书绝不是一本教材，我也无意在一本书中写尽每种动物的心脏，或者每一种循环系统方方面面的知识。相反，我会带你漫步于这些宏大的主题，并在沿途一些有趣的站点停留。如果你以前和我一起进行过探险，那你应该知道我还会带你踏上一些“小路”，讨论一些动物学或历史方面的内容。这些“小路”的主题包括扩散现象、血脑屏障，还有怪兽“魔斯拉”。它们看似离题，但其实非常重要，能更好地解释很多不为人所知或常被人误解的概念，帮助我们理解心脏和循环系统的工作。

在昆虫、甲壳动物和蠕虫等不同的无脊椎动物体内，心脏及其衍生出来的循环系统在结构上有很大的差异，这种差异的存在是很合理的。然而，反观体内有脊柱的脊椎动物，不管是鱼类、家禽还是人类，其心脏结构的差异都非常小。同时，除了探索动物界的心血管系统多样性以外，我们还会一起去了解今天的动物们如何拯救人类的生命，又如何帮助我们解开关于心脏健康和心脏疾病的难题。

本书还提及，一种相对较晚才出现的哺乳动物——我们人类，认为心脏不仅是一个维生器官，还是情绪的中心和灵魂的居所。这种观点从何而来？为什么这种观点能跨越众多文化边界？为什么这种观点始终有人信服？还有一个同等重要的问题：心脏和意识之间真的有联系吗？

当这趟旅程结束时，你对心脏的理解将焕然一新。你会更深刻地理解心脏在自然界和人类世界的重要地位，它不仅是驱动血液循环的引擎，还是人类文化和人性的核心。从一团有收缩能力的特殊细胞到小汽车大小的蓝鲸心脏，从对爱和灵魂起源的探索到心血管医学的发端、新潮的治疗手段……我希望你对这些话题的看法能够被彻底改变。

说实话，这是我的心在期盼。