今天我们都知道，很多疾病都是由病毒引起的，比如这次的新冠肺炎。但是，如果问起病毒和细菌到底有什么区别，我估计很多人仍然是分不清楚的。
其实，区分不了病毒和细菌，这是很正常的事情，如果把时间倒回到一百多年前，即便是当时世界上首屈一指的大科学家，也难以接受除了细菌之外，这个世界还会有病毒这么一种奇怪的东西。病毒比细菌要小得多，小到连最好的光学显微镜都无法看到。那既然如此，人类又是怎么发现它的呢？这里面有一段非常精彩的故事，请你听我从头讲起。
从荷兰的首都阿姆斯特丹出发，往西南方向开一个小时的车，就可以到达一个美丽的小镇，叫做瓦赫宁根。1876年，著名的瓦赫宁根大学在这个小镇上成立了。著名的德国农业化学家，33岁的阿道夫·梅尔教授来担任植物系的系主任。农业化学是一门综合性很强的学科，经常要将遗传学、微生物学、昆虫学以及许多其他学科联系在一起，来解决实际问题。
学院成立后不久，有一位刚毕业的博士生毛遂自荐，来应聘这里的植物学教师，他就是刚刚年满25岁的贝耶林克。由于专业背景相似，又有共同的兴趣爱好，梅尔对这位小他8岁的下属特别关照。两人经常在一起讨论各种学术问题。
学院成立的第三年，梅尔注意到当地的烟草作物染上了一种奇怪的病。一旦得了这种病，叶片就会慢慢地卷曲起皱，直至死亡，这给烟草的生产造成了巨大的损失。由于这种病的初期会使得叶片上形成黄绿相间的斑驳图案，就像给叶片打了马赛克的花纹一样，因此梅尔将这种病定名为“烟草花叶病”。
之所以说这种病很奇怪，就是因为，即便是在受害最严重的植株上，也没有发现明显的菌害或虫害迹象。那到底是什么导致了烟草花叶病呢？这引起了梅尔极大的兴趣。梅尔调查了烟草作物的生长环境，统计了包括土地、温度及日照等数据。通过比对，他发现染病植株和健康植株之间的环境数据没有明显区别。
统计结果表明，烟草花叶病与环境条件无关，所以梅尔又只能重新回到寻找病原体这条思路上来。1884年的一天，贝耶林克路过梅尔的实验室，看到实验台上、地上堆满了烟叶。梅尔正在用力捣着研钵里的东西。
梅尔手里的这项工作，又枯燥又费力。他看到路过的贝耶林克，当然不会放过抓壮丁的机会。他停下手里的工作，招呼贝耶林克过来。贝耶林克立即就领会了老师的意思，他挽起袖子、抓起研钵就开始工作。
梅尔活动着已经酸痛的右手，对贝耶林克说道：“关于烟草花叶病，你有什么看法？”贝耶林克被问的有点迷惑，他反问：“您不是早就证实了烟草花叶病是传染病了吗？”梅尔说：“是呀，我早就排除掉环境因素了，现在专注于寻找病原体。我把患病叶片的汁液接种到健康植物的叶脉中。两个星期后，接种的植物里80%都出现了典型的马赛克症状。这说明一定有某些病原体在植物体内繁殖。”
贝耶林克点点头说：“我完全同意您的看法。但是，在这项研究中，还有一个非常重要的问题没有解决。那就是我一直都没有办法找到导致烟草花叶病的病原体。也许这是一种连显微镜都没办法看到的小型细菌。”梅尔指着一大堆烟叶继续说：“我需要用患病烟草的滤出液多做一些实验，这次一定要把病原体给找出来才行。”贝耶林克一边碾压着研钵中的叶片，一边谦虚地请教：“那您接下来有什么计划？”
“我会先用双层滤纸反复地过滤这些有毒溶液，这样可以过滤掉溶液里的植物纤维。然后将溶液放在培养皿中培养微生物，并且将培养出来的微生物引入到健康的植株上，还能引起同样的疾病，就可以确定这种微生物导致了烟草花叶病。”
梅尔虽然已经确定了烟草花叶病的传染性，但是却没有像其他微生物病害一样，找到对应的致病微生物，这并不符合科赫法则的核心原则。所以，在梅尔教授看来，如果无法分离并且培养出纯粹的病原体，就等于没有排除掉其他的干扰因素。在分离出纯粹的病原体之前，实验都算不上成功。刚开始，他们怀疑是培养基的问题，但通过几次试验，这种可能性被排除了。
为了找到病原体，梅尔尝试了各种各样的方法，比如，用更多层的滤纸去过滤浸出液，目的是尽可能减少杂菌的影响，培养出想要的致病菌来。他还尝试过直接培养用于过滤溶液的滤纸，避免由于滤纸吸附了细菌而导致的培养失败。但是，无论用什么方法，梅尔最终还是没能找到病原体。在梅尔最终发表的论文中，他把导致烟草花叶病的病原体描述为一种小到显微镜都无法看到的细菌。
1893年，贝耶林克在“代尔夫特理工学院”担任细菌学教授，这里距离梅尔的实验室不到一百公里，所以贝耶林克还是经常可以和梅尔交流。在学生们的眼睛里，贝耶林克是一个脾气古怪的人。他独来独往，除了给学生们上课，其余的时间都花费在新建的温室和细菌实验室里面。他没有女朋友，甚至连一个工作以外的朋友都没有，似乎除了细菌，已经没有什么能勾起他的兴趣。
他经常在课堂上重复当年梅尔的实验。在一次实验中，他突然意识到，梅尔当年竟然忽略了一个极为重要的细节，梅尔想当然地认为，一旦过滤出的溶液培养不出致病细菌，溶液就没有毒性了，他甚至都没有通过接种实验来验证一下。贝耶林克发现这个问题后，立刻叫学生找来双层滤纸过滤有毒溶液，然后将其接种到健康烟叶上。一周后，试验结果表明，梅尔确实犯下了这个致命的错误，过滤后的溶液仍然具有感染性。
到了1897年，学校进了几台实验设备，其中就有最新款“细菌过滤器”。贝耶林克拿到了这种过滤器，首先想到的，就是试一试能不能把烟草花叶有毒溶液中的病致病因子给过滤掉。他将有毒溶液注入滤芯后开始施压，随后得到了非常澄清的溶液。然后，他将澄清溶液接种到健康烟叶上。焦虑地等待了一个星期之后，结果终于出来了。被接种过的烟草全部患上了花叶病。这表明，澄清溶液仍然具有感染性，细菌过滤器并没有过滤掉病原体。
他甚至担心是不是过滤器内胆破裂了。在反复检查确认之后，贝耶林克不得不接受一个难以置信的结论：这些病原体可以穿过过滤器的微孔进入溶液。天哪，这得是多么小病原体啊，如果把大肠杆菌和这种病毒放在一起，就相当于把一个大水桶和一个二两的白酒杯放在一起。虽然早就知道病原体非常小，但这样的结果还是出乎贝耶林克的意料。贝耶林克马上写信，把实验的结果告诉了梅尔。
梅尔早就对自己那篇略显草率的论文感到不满，当他得知贝耶林克取得了新的进展时颇感欣喜。
但是，贝耶林克虽然有了突破性的发现，但他不得不承认，他并没能最终完成分离病原体这项任务。梅尔并不关心他的研究过程，他只是再一次的抛出了10年前的那个老问题：“你分离出病原体了吗？”这一下子可就尴尬了，因为贝耶林克虽然有了突破性的发现，但他不得不承认，他并没能最终完成分离病原体这项任务。
但是老领导问得这么直接，贝耶林克也不好隐瞒，只好说：“病原体还没有分离出来。不过有证据表明，导致烟草花叶病的病原体，不是细菌，而是某种有生命的毒液。”可以想象，梅尔听到这个答案后，必然是相当诧异的。因为，按照当时的主流认知，一种小到显微镜都看不见的病原体，不是细菌还能是什么东西。
有生命的毒液这种提法，在梅尔看来，就如同科幻小说一样荒唐可笑。更何况，贝耶林克是在没有分离出病原体的前提下给出了这样的结论，这就更加荒唐了。于是，梅尔很严肃的对贝耶林克说：“我以前就多次强调过，科赫法则是确定病原体和疾病之间因果关系的根本法则。你没有把精力放在病原体分离上，却提出有生命的毒液这种神乎其神的观点，我担心你把研究搞到邪路上去呀。”
贝耶林克当然有他的理由，他解释说：“尽管我没有分离出微生物，但我还是按照科赫法则的流程严格完成实验的。第一步，我首先将有毒溶液过滤成澄清溶液；第二步，我将澄清溶液接种到健康植物，结果大部分植物都出现了烟草花叶病的典型症状；第三步，我在新感染的植物中提取新的澄清溶液，再通过接种实验证明这些新的溶液仍然具有感染性。”
但是，贝耶林克的解释显然还不能够说服梅尔。
因为梅尔当年完成过的感染性实验其实就是这么做的。于是梅尔马上提醒贝耶林克说：“这只是病原体隐藏在澄清溶液中的证据而已，这与病原体是否是细菌没有关系。”贝耶林克回答说：“当年您做细菌过滤实验的时候，设备条件不像现在这么好，溶液根本过滤不干净。而现在的新型过滤器，完全可以把已知细菌全部过滤掉。我把过滤出来的澄清溶液接种在健康的烟草植株上，证明了澄清溶液的感染能力。”
贝耶林克设计的第一个实验叫做琼脂片实验。琼脂，是一种从海藻中提取出来的凝胶状的物质，在实验室里，常常会当作生物培养基来使用。琼脂的特点，就是具有很好的稳定性和凝固性，我们平常吃的果冻、QQ糖和冰激凌里都有琼脂。凝固的琼脂还有一个很重要的特性，就是能够阻隔细菌。因为琼脂是一种致密的胶体物质，细菌是无法穿过去的。但是分子尺度的物质，比如说蔗糖，就能轻松的穿过琼脂，渗透到琼脂薄片的背面去。
贝耶林克把琼脂切成2毫米左右的薄片，贴在健康的烟草叶片上，然后隔着琼脂片接种了有生命的毒液。几天后，神奇的事情发生了，隔着琼脂片接种了毒液的植株陆续开始发病，表现出来的症状正是烟草花叶病。
通过这个实验，贝耶林克大致上估计出隐藏在溶液中的病原体的尺度——它们的大小完全不能和细菌相提并论，它们是分子尺度的东西，难怪在显微镜下看不见呢。贝耶林克找来健康的烟草叶子，把烟草叶片仔细的磨成浆并过滤掉其中的纤维，然后再把少量的溶液接种在浆液中培养。如果这些病原体真的是细菌，就应该在它们最喜欢的烟草叶片磨成的浆液中大量繁殖才对。然而实验结果是，几周之后，磨成浆液的烟草叶片并不能感染其他植株。
也就是说，烟草叶片的浆液并没有让这些病原体发生增殖，它们似乎只对活的细胞起作用。贝耶林克并没有满足于自己的新发现，他还想知道，这些超级细小的病原体对极端环境的耐受能力如何。酒精可以杀死细菌，那能不能让溶液失去感染能力呢？于是，他用滤纸浸满了溶液，再放入盛着酒精的烧瓶中。经过酒精浸泡、高温加热的病原体虽然活性下降，但依然保持着感染能力。
于是，贝耶林克决定，把剩下的滤纸彻底晾干，让滤纸上的病原体在干燥的环境里待上3个月再试试看。三个月后，贝耶林克把把彻底干燥的滤纸重新浸到水里，结果浸过滤纸的水还是让健康的烟草植株得上了烟草花叶病。贝耶林克总结了自己做过的所有实验后，终于确定的新病原体的存在。他给这种病原体起了一个新名字：Virus，这个词汇既指代蛇毒，又指代精液，有着生命和死亡的双重含义。
很快，贝耶林克就发表了自己的研究。
有些遗憾的是，他的论文并没有在学界造成太大的影响。在那个世纪之交，还从来没有人听说过病毒这个词，更不用说验证病毒的存在了。此后的很多年，都没有人再与贝耶林克探讨病毒的问题。但贝耶林克也一直没有放下对病毒的研究。但无奈受限于技术手段，贝耶林克直到死也没有能够亲眼看到他发现的病毒。
就在他死后的第二年，也就是1932年，大西洋彼岸一位不到30岁的美国人分离出结晶的烟草花叶病毒，他就是后来以此获得诺贝尔化学奖的温德尔·斯坦利。从此以后，病毒学作为一门新兴学科开始了蓬勃的发展。
在各种各样的科学故事中，我最喜欢讲述的就是这类敢于突破正统思维，特立独行开创新天地的故事了。
这不仅因为这类故事中的主人公常常有着英雄式的坎坷经历，需要突破重重束缚才能获得最后的成功，更重要的是，完成一个开创性研究的过程，往往需要设计一系列的精巧实验，甚至不断的质疑自己已经取得的研究成果，才能一步步的逼近真相。病毒的发现，不仅仅让我们了解了一种新的病原体，更拓宽了人类对生命的认知，模糊了生命与非生命之间的界限，是人类对自然界认知的一次重大升级。