你也许有过验血的经历。医生拿一根经过消毒的针，在你的手指头上一扎，一滴鲜红的血立即冒了出来。医生拿吸管吸取这滴血，涂到玻璃片上，拿到显微镜下进行观察。虽然只是一滴血，就是这小小的一滴血，能反映你身体的一些状况。
在显微镜下，那一小滴鲜血已经不再是我们平时看到的红色液体，而是由大量各种不同颜色的小球组成的黏稠的物质。这就是血浆，其中的“米粒”一样的物质就是血细胞。一升血浆中含有900～910克的水，65～85克的蛋白质和20克的低分子物质。低分子物质中包括有多种电解质和有机化合物，如钾、钠、钙、磷等。血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。红细胞平均寿命为120天，白细胞寿命为9～13天，血小板寿命为8～9天。一般情况下，每人每天都有40毫升的血细胞衰老死亡，同时，也有相应数量的细胞新生。正是这些小东西，在维持着人体的生命和健康。它们为身体各处输送氧气；输送营养，如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等；带走废物，如二氧化碳、尿酸、乳酸等；提供免疫功能、信息功能，如激素及组织损坏讯号；调节体内的酸碱值；调节体温；完成液压功能等。
其中，提供氧气主要由红血球负责。而提供免疫功能则主要由白血球及抗体负责。供氧的重要性是不言而喻的。我们每个人都知道人如果缺少了氧，只要几分钟就会死亡。我们从空气中吸收的氧气，就是在人体的肺中被红血球取走而输往全身的。白血球则是人体的忠实卫士，执行着清除侵入人体中的病菌的重要任务。白血球在细菌或异物侵入身体时，要负责将它们吃掉并消化分解，这称为吞食作用。当细菌或异物侵入体内引起炎症时，骨髓造血干细胞就会制造很多白血球，使血液中的白血球增加。因此，检查血液中白血球的数值，就可以诊断疾病。这就是白血球数的检查。如果验血时发现白血球增加，就表示身体已受到细菌的入侵，表现为身体某个部位出现了炎症。白细胞分为中性、嗜酸性、嗜碱性粒细胞、淋巴及单核细胞。这其中的每一种出现数量异常，都预示身体出了问题。
①中性粒细胞偏高：可能是细菌感染、炎症或骨髓增殖症。
②中性粒细胞偏低：可能有再生障碍性贫血或某些药物的副作用。
③嗜酸性粒细胞过多：可能有过敏、寄生虫感染、各种皮肤病、恶性肿瘤或白血病。
④嗜碱性粒细胞过多：可能有慢性粒细胞性白血病、骨髓增殖疾病。
⑤单核细胞增多：可能在急性细菌感染的恢复期、单核细胞性白血病。
⑥淋巴细胞增多：可能感染滤过性病毒或结核菌。
⑦淋巴细胞减少：可能有免疫缺乏病、再生障碍性贫血。而在急性感染症的初期，中性粒细胞增加时，淋巴细胞百分比会相对减少。
血细胞中还有一个重要的成分，就是血小板。它的大小只有红细胞的八分之一，在血球家族里，称得上是一位“小个子”。血小板的数量也不算多，正常人体每立方毫米的血液中有10万～30万个。其实，血小板不像一块“板”，它们多数是两面连起的圆球体，还有些是不规则的“碎片”。
1941年，有个英国人首先发现了它，但不知道它有什么作用。过了整整14年，它的作用才被人陆续认识。我们知道，拧开自来水龙头后，水就流出来了，不关住龙头，水就始终在流。假如你不小心划破了皮肤，出了血，可过了几分钟，鲜血就不再从小伤口往外冒了。那么是谁拧住了血管上的“龙头”呢？没错，拧住“血龙头”的主要功臣正是血小板。血小板平常是排列在血管壁旁的，血管一旦有了损伤，它们立即来到“出事地点”，相互黏集在一起，而且越聚越多，黏成一团，加上其他因素，于是伤口被堵住了。医学家认为，身体里几乎每天都有上百次的微细血管破裂，幸亏血小板时时奋勇地堵险抢修，才免生意外。这些体内工程兵实在是功勋卓著。当然，假如血液中血小板数量太少，止血功能就会大受影响，说不定还会危及生命呢。
我国台湾的医学家在1996年发现，血小板中的生长因子还可以帮助伤口的愈合。烧伤病人在植皮前，抽些血液并从中分离出血小板生长因子，将这些因子覆盖在预植皮的伤口上，就可使伤口的生长速度加快20%～30%，且愈合情况更好。但是，“工程兵”过多也不行。有种病叫“血小板过多症”，就是每立方毫米里有血小板多达几百万个，因为它们常会聚在一块，可能形成血栓，堵塞血管，妨碍血流，以致引起严重后果。
因此，到医院去看病，通常都会在量体温之后，就要求病人去做血液检查，通常是查“血常规”。
血常规检查一般取用末梢血检查，如指尖、耳垂部位的血。在经过血液细胞分析仪器分析，电脑报告结果，由于检查的项目已成为检查病人的一个惯例，所以称之为血常规。
血常规的指标包括白细胞计数（WBC）、红细胞计数（RBC）、血红蛋白测定（Hb）、红细胞压积（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白（MCH）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）、红细胞体积分布宽度（RDW）、血小板计数（PLT）、白细胞五项分类（WBC differential count）等。
那么，通过血常规检查可以得到什么信息呢？
首先，通过查血常规可以反映体内是否有感染。一些细菌感染性疾病，如肺炎、阑尾炎、膀胱炎等，会引起血中的中性粒细胞升高；而病毒性感染时可出现淋巴细胞或单核细胞增多。通过观察这些微生物侵害身体引起的血液变化，医生就可以知道你是否已经受到病菌感染。
同时，机体如果出现过敏反应，包括对食物、药物、生物等过敏，血中嗜酸性粒细胞就会增多，见于哮喘、过敏性皮炎等。
另外，血相指标也可以反应机体营养状况和免疫力强弱，如贫血、粒细胞减少等；也可以查出隐藏在血液或血细胞中的病原微生物，如血丝虫、伤寒杆菌、链球菌、疟原虫等，从而确诊血丝虫病、伤寒、心内膜炎等疾病。
除了血常规检查，医生还可以通过验血诊断或协助诊断血液系统本身疾病，如各种贫血（原因及类型）、红细胞增多症（原发或继发）、各种类型的白血病、粒细胞缺乏症、各种原因的出血（血小板减少性紫癜、血小板增多症）等。在病人住院期间，验血则可以作为监视药物不良反应及治疗疗效的可靠手段之一。
一滴血中竟然含有这么多反映人体状况的重要信息，使我们懂得了验血对于医疗卫生工作的重要性。而更重要的，是这些信息都是以微观形式存储在血液中的，只能是在对这些微观信息认识和了解的基础上，通过显微观察，才可能获取。这就促使人们不只对物理的微观世界要有深入的了解，而且对涉及人体的微观世界也要有深入透彻的了解，并且这种了解比对物理学的了解有更为重要的意义。
4.1.1 扁鹊见蔡桓公
说到见微知著，从医学的角度看，与现代验血有异曲同工之妙的有一个著名的故事，这就是《扁鹊见蔡桓公》，大家在初中一年级的语文课文中就读到过。
这个故事是说扁鹊进见蔡桓公时，先站了好一会儿，才对蔡桓公说道：“您有小病在皮肤纹理之间，要是不治，恐怕会加重。”
扁鹊为什么站了一会儿才说？他站在那里是在观察病人，从病人皮肤的色泽等细微的变化，观察身体发生的改变。可惜蔡桓公不懂还要装懂，认为医生是骗他。结果没有做到“防微杜渐”，最终丢掉了性命。
事实上，从皮肤的变化发现病情是有一定医学道理的，从颜色的变化看，贫血者皮肤苍白，是因为血中缺少铁元素；肝炎患者皮肤发黄，则是胆汁分泌出现问题，所以也称黄胆性肝炎；肺病则表现为脸部有潮红，是肺部血液循环障碍使面部血液微循环受到影响而出现的症状。如果不注意这些微小的变化，就发现不了身体有何病症了。这也是预防比治疗更重要的道理。
最重要的是许多微小变化开始是不会有任何预兆的，是在微观状态中悄悄地进行着。以病毒和细菌侵害身体为例，等皮肤发生颜色变化，已经是疾病上身的征兆，严格地说已经不是微小变化而是明显变化了，这时引起警惕还不迟。就如扁鹊初见蔡桓公时一样，还是可以治疗的，但是，如果不重视微小变化所传达的信息，任由病情发展，等到病入膏肓就没办法治疗了。
当然，所有的病症实质上都是因为微观世界出了问题。即使表现为宏观器官的疾病，其实仍然是细胞出了问题。生命的秘诀需要从细胞中去寻找，因为细胞之于生命体有如分子之于万物，是构建生命的最基本单元，是生命的砖块。
自然界如何在构建了各种元素的同时，又通过分子自组装而发展出高分子，进而发展出生命分子，这是个非常引人入胜的谜题。
这一切，都是在历经亿万年的过程中，以微观的形式悄然发生的。
4.1.2 原始汤与生命分子
早期地球的整个表面都是汪洋大海。随着地壳的渐渐冷却，地球构成元素分布不均匀的影响开始显现，从而导致地壳的起伏变化，突起的地壳形成了陆地，并且有的陆地又出现了低洼地，这些低洼地中聚集着被围进陆地的海水，成为内陆湖。这些内陆湖中的海水由于缺少流动性而又集纳着大气中微粒，使这些表面平静的湖水，发生着微妙而奇特的变化。某些无机物的分子在天然的溶剂——水溶液中随着分子热运动而碰撞和聚集，包括C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）等各种元素的加入，使原来清淡的水变得含有丰富的成分。天长日久，在阳光闪电等的交替作用下，湖水渐渐变成了一锅汤，这锅汤中的分子开始发生了变化，首先是出现了含氮化合物——我们现在称之为氨基酸的物质。在某些小坑洼地，随着阳光的蒸发作用，氨基酸通过脱水缩合形成肽链，这就为蛋白质的诞生提供了机遇。在进一步的天然合成过程中，由一条或多条多肽链组成的生物大分子开始形成，最终合成出生命的基础物质——蛋白质。
蛋白质是由C（碳）、H（氢）、O（氧）、N（氮）组成的，一些蛋白质可能还会含有P（磷）、S（硫）、Fe（铁）、Zn（锌）、Cu（铜）、B（硼）、Mn（锰）、I（碘）、Mo（钼）等。这些元素占蛋白质的组成百分比约为：碳50%、氢7%、氧23%、氮16%、硫0～3%，其他元素为微量。
在含有蛋白质的原始汤中，随着反应的时间和各种条件的成熟，一种介于无生命和有生命之间的物质产生了出来。这就是现在人们所熟悉的被称为病毒的生命分子。它们由蛋白质和核酸组成，多数要用电子显微镜才能观察到。病毒具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式。在不具备生命形式的条件时，就表现为一种大分子的行为，而一旦有了有利于生命形式的条件，这种大分子就表现为原始生命分子的形式，并以其所具有的遗传、变异、进化的能力，向高级生命形式进化，从而出现了细菌形式的单细胞生物，最终向更高的生命形式进化，导致生物群体的诞生。从原始生命分子到单细胞生命体，再到多细胞生命体，再到各种简单水生生物到复杂水生生物，再到陆生生物等。所有这些都是多向同时发生的，只有一个分支走得最远，许多生物仍然保留着它们认为是最好的表现形式，从病毒到细菌，到各种动物直到人类。动物的多样性证明组装结果的多样性，都源于微小分子的变化。
4.1.3 细胞的诞生
当原始汤中产生出蛋白质和病毒以后，这些物质在原始汤的大环境中开始营造属于自己的小环境。这就是在原始汤中形成有高浓度蛋白质的区域。在这些区域，分子自组装过程进一步发生。某些病毒体开始以自己为核心结成团块。为了不受到其他病毒体的侵扰，这些核心周围的溶液浓度进一步提高，并在最外围开始形成一种膜，保护膜内的高浓度原始汤不向外扩散。同时，处在核心的病毒也发生着变化，分化成几个部分，其中有可以保留原始信息的遗传物质。原始汤中的这种变化极具重要意义。分子组装到这个进程，一种自我意识以物质的形式固定了下来，这就是遗传物质大分子，即现在人们熟知的DNA分子，也称脱氧核糖核酸。这种组装结果是细胞终于在原始汤中形成了。
细胞的自我意识是什么？它懂得由病毒形成核心再形成高浓度区域，进一步浓缩的过程太过漫长，则由它自身发生分裂来进行复制，即不是从外部环境再生，而是从自己体内再生。这是更为经济的方式。细胞这样“想”到了，它也就做到了。
现在，我们已经很清楚地知道，所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质及糖被构成的生物膜（癌细胞无糖被，所以容易游走扩散），即细胞膜。细胞内都含有两种核酸：DNA与RNA。它们是遗传信息复制与转录的载体。同时，细胞内的核糖体是蛋白质合成的必须机器，在细胞遗传信息流的传递中起着必不可少的作用。
所有细胞的增殖基本上都是以一分为二的方式进行分裂，也有少数不是这样，如蓝藻的有些种类从老细胞内产生新细胞。还有一部分细胞能进行自我增殖和遗传。当然，高度分化的细胞无法自我增殖。通过这种分裂和复制，细胞进行生物体的新陈代谢。
事实上，细胞并没有统一的定义，近年来，比较普遍的说法是细胞是生命活动的基本单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。一般来说，细菌等绝大部分微生物及原生动物由一个细胞组成，即单细胞生物；高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为两类：原核细胞、真核细胞。但也有人提出应分为3类，即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。世界上现存的最大的细胞为鸵鸟的卵子。
细胞的特殊性决定了个体的特殊性，因此，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。细胞生物学已经成为当代生物科学中发展最快的一门尖端学科，是生物、农学、医学、畜牧、水产和许多生物相关专业的一门必修课程。20世纪50年代以来，诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。
人类为什么要坚持不懈地认识和研究微观世界呢？这是因为人类虽然已经发展到高度文明的现代，我们已经能够制造出宏伟的建筑和精巧的器械，但是，所有这些物质，包括我们人类自己，却仍然受到微观世界的控制。正是这些所谓“视而不见”和“微不足道”的微观世界的小东西，深刻地影响着宏观世界。