血液在體內循環，人們是怎麼發現的？
― 關鍵就是紙上的一道乘法
血液在全身循環，現在小學就會學到。但這個發現，其實只是400年前的事。而且關鍵不是新的解剖，也不是顯微鏡。只靠算出心臟送出的血量，就推翻了延續1400年的定論。
請用另一隻手的手指，輕輕按在手腕內側。你會感覺到規律的搏動，噗通、噗通。
就連你睡著的時候，這個搏動也一直在持續。一天大約跳10萬次。
那麼，被送出去的血液，接下來會到哪裡去呢？很久以前的人認為：「血液在身體各處用完之後，就消失了。」
相信了1400年的錯誤
古羅馬的醫師蓋倫（Galen）解釋說，血液是在肝臟製造的，送到身體末端後就當作養分消耗掉。也就是只去不回的單程路線。這個說法在之後長達1400年間，一直是歐洲醫學的基礎。
推翻它的人，是英國醫師威廉·哈維（William Harvey）。他在1628年出版了一本薄薄的書，書中指出了兩件事。
把心臟送出的血量乘起來，一小時就是體內血液的好幾十倍。肝臟不可能每小時製造這麼多血。
手臂的血管裡有小小的門，只會朝著心臟的方向打開。如果血液只是一直往末端流去，這些門就沒有意義了。
把這兩點合起來看，答案只有一個。血液並沒有消失，而是同一批血液一圈一圈地循環，再回到心臟。
理由1：多得離譜的血量，說出了答案
心臟每跳一次，大約會擠出70毫升的血液，差不多是小紙杯的半杯。這個動作每分鐘要重複70次左右。
乘起來，一分鐘大約是4.9公升，一小時就是294公升。然而，體內的血液全部加起來也只有5公升左右。請看圖1。如果用5公升的水桶來計算一小時的量，會有59桶之多。
要說身體每小時都新製造這麼多血，又同樣消耗掉這麼多，實在太勉強了。哈維在書中提出了這個估算，並下結論：「所以血液是在循環的。」他沒有用任何特殊的工具。
理由2：手臂裡的單向小門
哈維還展示了另一個人人都能做的實驗。先輕輕綁住手臂，讓血管浮現出來，再用手指朝遠離心臟的方向順著血管推抹。血管會被壓扁，而且血液不會流回來。
但如果同一條血管改朝靠近心臟的方向推抹，血液就會順利前進。這是因為血管裡排列著只朝單一方向打開的小門。現在我們稱之為靜脈瓣。圖2就是它的運作方式。
這些門全都朝向心臟的方向。如果血液只是流到末端就消失，就沒有理由在回心臟的路上裝這些門。構造本身，就已經說明了血液前進的方向。
連接去程與回程的細小血管，以當時的工具是看不見的。哈維寫下「雖然看不見，但一定存在」，然後繼續往下推論。據說，微血管真正被觀察到，是在他去世4年後。
總結
證明血液在循環的，不是新的觀測，而是任何人都能驗證的血量估算。實際算一算，只去不回的話，數字根本對不上。
數字對不上這個事實，
比任何權威都更有力量。
腳部的血液是怎麼回到心臟的，在為什麼一直站著，腳就會水腫？中有詳細說明。至於心臟本身為何能持續跳動，請看心臟為什麼能自己持續跳動？。
- 讓手背或前臂朝下垂，輕輕握拳、鬆開，讓青色的血管浮出來。不需要綁住手臂。
- 用指腹輕壓住浮起血管上的一點，再用另一隻手的手指，朝手肘側（心臟的方向）慢慢推抹。被推抹過的那一段，顏色會變淡。
- 壓住的手指不動、繼續等待，那一段也不會馬上有血液回來。放開壓住的手指，血液就會從手指端那一側迅速充滿。
請不要用力按壓，也不要壓太久。皮膚較薄的人，血管比較容易看見；身體發冷時則比較不容易看見。在手腕內側數15秒的脈搏，再乘以4，也能得知一分鐘的心跳次數。
想知道更多的人 ― 名詞・算式・與教科書的關聯明確標示每一段是國中理化到大學專業課程的哪個程度
- 國中國中自然科學會學到的範圍
- 高中高中「基礎生物・基礎物理」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書專欄的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（流體力學・生理學）的內容
- 研究連大學也不會當作「定論」來教，目前研究者仍在探討的內容
國中名詞：這個現象有它的名稱
- 每搏輸出量：心臟每跳一次擠出的血液體積。成人在安靜時大約是70毫升。
- 心輸出量：心臟一分鐘送出的血液體積。由每搏輸出量乘上心跳次數決定。
- 靜脈瓣：靜脈內側只朝單一方向打開的薄膜，能防止血液逆流。
- 體循環與肺循環：流經全身的路線，和流經肺部的路線。血液會連續走過這兩個環。
國中高中用算式確認：一小時送出的量是體內血液的幾倍
我們用現在的數值，重走一遍哈維在書中做過的那個估算。
| 用符號寫 | Q ＝ V × f |
| 用文字寫 | 每分鐘送出的量 ＝ 每次擠出的量 × 每分鐘的心跳次數 |
| 這個算式的由來 | 來自體積守恆。幫浦每次擠出的量，重複跳動的次數那麼多遍，只要途中血液沒有消失也沒有增加，這個關係就成立。 |
| 每搏輸出量（符號為 V，單位為毫升） | 約 70 毫升（成人安靜時） |
| 每分鐘心跳次數（符號為 f，單位為次／分鐘） | 約 70 次（成人安靜時） |
| 體內的血液量（單位為公升） | 約 5 公升（約為體重的13分之1） |
| 每分鐘送出的量（毫升） | 70 × 70 ＝ 4900 |
| 換算成公升 | 4900 ÷ 1000 ＝ 4.9 |
| 一小時送出的量（公升） | 4.9 × 60 ＝ 294 |
| 是體內血液的幾倍 | 294 ÷ 5 ＝ 58.8 |
也就是說，一小時送出的量，約是體內血液的59倍。一天的話約7000公升，超過30個家用浴缸的量。要說每天製造、每天丟棄這麼多血，怎麼想都不合理。
高中高中＋血壓是由哪些量的關係決定的
高中血液的流動，可以用和電流很相似的方式來整理。有推動流動的壓力差，有不易流動的程度（阻力），而流動的量就由這兩者決定。
高中＋正式的寫法是：平均血壓差 ＝ 心輸出量 × 總周邊血管阻力。血管變細，阻力就上升，要流過同樣的量就需要更高的壓力。許多降血壓藥，就是作用在這個算式的某一項上。
大學液體流過細管時的阻力
黏稠的液體緩慢流過細管時，會成立哈根－帕賽伊方程式（哈根－帕賽伊流）這個關係。流量與管子半徑的4次方成正比。半徑減半，流量就變成16分之1。血管只要稍微變細，循環就會大幅改變，就是因為這個4次方。順帶一提，帕賽伊（Poiseuille）本人也是醫師，是在研究血液流動的過程中發現這個關係的。
研究目前還不太清楚的事
- 最細小通道中的流動 紅血球會把身體折彎，通過比自己還細的管子。那裡的流動無法用單純的管流算式表示，至今仍在用計算和實驗兩種方式研究。
- 決定血液分配的因素 運動時血液流向肌肉，用餐後則流向消化道，血液的去向時時刻刻在變。哪一種訊號、以什麼順序發揮作用，目前還不完全清楚。
- 血管新生長出來的機制 身體會在需要的地方長出血管。了解這個調控機制，也和傷口癒合及疾病研究有關。
也就是說，這篇文章的內容，也只是「就目前所知範圍內的說明」。文中數值是安靜時的參考值，會依體型和年齡而不同。
與教科書的關聯（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然科學／動物的身體構造與功能 | 體循環與肺循環、靜脈瓣的方向 |
| 高中 | 基礎生物／體內環境的維持 | 每搏輸出量與心輸出量的乘法 |
| 高中＋ | 生物／循環系統的調節 | 血壓與阻力的關係 |
| 大學 | 流體力學・生理學 | 哈根－帕賽伊方程式與半徑的4次方 |
| 研究 | 微循環・血流動力學 | 細小通道中的流動、血液分配的調控 |
| ― | 與生活的關聯 | 數脈搏、如何解讀血壓數值 |
- William Harvey『Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus』1628年（日文譯本『心臓と血液の運動について』，即《論動物心臟與血液的運動》）
- 『ギャノング生理学』丸善出版 (《嘉能生理學》，丸善出版)― 循環系統章節（每搏輸出量、心輸出量、周邊血管阻力）
- 心拍出量 (心輸出量，日文維基百科)
- ハーゲン・ポアズイユ流れ (哈根－帕賽伊流，日文維基百科)
※本文是寫給一般讀者的科學解說。文中所列數值，是為了幫助理解原理的參考值與概算。有關身體狀況或檢查數值的判斷，請諮詢醫師等專業人士。