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活了九十多歲的業(yè)余科學(xué)家,竟是最偉大的顯微鏡發(fā)明人

 yuhaizju 2020-10-15

1723年8月24日清晨,,荷蘭的代爾夫特市,,一位91歲高齡的老人沒(méi)有像往常一樣早起。這一次,,這位老人將女兒叫過(guò)來(lái),,用微弱的聲音說(shuō):“快去請(qǐng)胡格夫利特先生到這里來(lái)......”

胡格夫利特先生來(lái)到之后,見(jiàn)到老人已經(jīng)沒(méi)有力氣抬起手,,眼睛也黯淡無(wú)光,,但仍用盡力氣喃喃的說(shuō)著什么。胡格夫利特先生靠近之后,,終于聽(tīng)清楚了:“我的朋友,,對(duì)不起,麻煩將桌上的兩封信翻譯成拉丁文......連同包裹......一起寄給倫敦皇家學(xué)會(huì)......”

三天后,,這位老人在女兒和朋友的陪伴下,,安詳?shù)仉x開(kāi)了人世。倫敦皇家學(xué)會(huì)收到信和包裹后,,發(fā)現(xiàn)信中寫(xiě)著制作顯微鏡的詳細(xì)方法,,而包裹中則是這位老人用畢生精力制作的幾十個(gè)顯微鏡和幾百個(gè)放大鏡。

這位老人是誰(shuí),?他就是安東尼·范·列文虎克(Antonie Van Leeuwenhoek),。為什么列文虎克臨終前要給倫敦皇家學(xué)院寄送這些東西?這一切都要從列文虎克本人的傳奇經(jīng)歷說(shuō)起,。

畫(huà)家揚(yáng)·維爾科齊在1686年為列文虎克畫(huà)的肖像畫(huà)

(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn) [1] )

艱辛的年少時(shí)光

荷蘭的代爾夫特市是一個(gè)遍布風(fēng)車(chē)和運(yùn)河的城市,,也是一個(gè)以生產(chǎn)啤酒和陶瓷而聞名的城市。1632年10月24日,,列文虎克就出生在這里,。他的父親是一個(gè)制造籃子的商人,而母親則是釀酒商人的女兒,,這樣一個(gè)家庭在當(dāng)時(shí)也算得上小康之家,。

畫(huà)家維米爾筆下的油畫(huà)《代爾夫特的風(fēng)景》

(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn) [3] )

可惜好景不長(zhǎng),列文虎克6歲時(shí),,父親便去世了,。父親的去世使得家道中落,母親也改嫁了,。為了使列文虎克今后能夠在政府部門(mén)工作,,母親將他送到了一所寄宿學(xué)校,。但是,列文虎克在16歲初中畢業(yè)后便輟學(xué)了,。

輟學(xué)后,,列文虎克來(lái)到阿姆斯特丹,在亞麻布商處當(dāng)學(xué)徒,,學(xué)習(xí)布匹貿(mào)易,。在這里,列文虎克一待就是6年,。期間,,他對(duì)用于檢測(cè)亞麻布質(zhì)量的放大鏡產(chǎn)生了興趣。

六年后,,22歲的列文虎克回到了自己的老家代爾夫特,。他先后娶了兩個(gè)妻子,生下來(lái)的孩子多數(shù)都夭折了,。他買(mǎi)下了一棟房子和一個(gè)布店,,自己也成了一個(gè)布商,布店內(nèi)的多數(shù)活都由他親自打理,。雖然店里生意比較忙,,列文虎克還是把大把的功夫用在了自己的興趣愛(ài)好上:吹玻璃、磨透鏡,。

韜光養(yǎng)晦的二十年

一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),代爾夫特市長(zhǎng)指派列文虎克去市政廳工作,,也就是去看大門(mén),。這份工作給列文虎克的報(bào)酬還算可以;同時(shí),,工作的清閑讓列文虎克可以把大把的時(shí)間用在興趣愛(ài)好上,。列文虎克從朋友那里聽(tīng)說(shuō)顯微鏡可以看清非常小的東西,他也想買(mǎi)一個(gè)顯微鏡,,但是太貴了,。

1668年,36歲的列文虎克在工作途中造訪(fǎng)倫敦,。在那里,,他看到了一本風(fēng)靡一時(shí)的奇書(shū)——羅伯特·胡克(Robert Hooke)所寫(xiě)的《微物圖志》。胡克是一位職業(yè)科學(xué)家,,他首次利用顯微鏡觀察軟木塞,,看到了一個(gè)個(gè)的小房間,創(chuàng)造了“細(xì)胞”這個(gè)術(shù)語(yǔ),。他將他的觀察整理在《微物圖志》一書(shū)中,,并在書(shū)的前言部分詳細(xì)介紹了如何制作一臺(tái)單目鏡高倍顯微鏡,。

左圖:后人描繪的羅伯特·胡克的肖像;右圖:《微物圖志》中的插圖,,展示的是羅伯特·胡克觀察到的軟木塞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),。(左圖來(lái)源:萬(wàn)維百科;右圖來(lái)源:參考文獻(xiàn) [1] )

這里需要注意的是,,胡克比較傾向于使用制作工藝精良的復(fù)式顯微鏡,,也就是含有目鏡物鏡兩個(gè)鏡片的顯微鏡。一個(gè)原因是復(fù)式顯微鏡外形高貴,,符合他的高貴身份,,其高昂的價(jià)格對(duì)于任職于皇家學(xué)會(huì)的胡克來(lái)說(shuō)也不算什么;另一個(gè)原因是簡(jiǎn)單式的顯微鏡雖然制作簡(jiǎn)單,,但用起來(lái)操作復(fù)雜,,確實(shí)不方便。

左:列文虎克當(dāng)年使用的簡(jiǎn)單式顯微鏡,,鏡片鑲嵌在金屬板上,,待觀測(cè)的樣品需要提前插在鏡片前面的針尖上。右:羅伯特·胡克使用的復(fù)式顯微鏡,,含有目鏡和物鏡,,制造工藝比簡(jiǎn)單式顯微鏡更加復(fù)雜。

列文虎克被書(shū)中所描繪的微觀世界吸引了,,各種跳蚤,、虱子、蜜蜂,、種子,、蒼蠅和蚊子等圖片極大地激發(fā)了他的興趣。他向胡克詳細(xì)請(qǐng)教了顯微鏡制作方法,,回到家后,,自己制作顯微鏡,也將書(shū)中描繪的生物觀察了一遍,。由于列文虎克財(cái)力有限,,他只能自己動(dòng)手制作簡(jiǎn)單式顯微鏡。簡(jiǎn)單式顯微鏡可以解決復(fù)式顯微鏡產(chǎn)生相差,、顏色虛假和視野扭曲的問(wèn)題,,列文虎克將簡(jiǎn)單顯微鏡的制作推向了極致。

《微物圖志》中的插圖,,顯微鏡下觀察到的虱子(左)和蒼蠅頭部(右),。(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn) [1] )

列文虎克將精心打磨的鏡片鑲嵌在金屬版的小孔中,其最高放大倍數(shù)竟然可以達(dá)到驚人的300倍,而胡克《微物圖志》書(shū)中圖像的放大倍數(shù)多數(shù)只有30倍,。

除了磨制鏡片,,列文虎克還訪(fǎng)問(wèn)煉金師和藥劑師,向他們學(xué)習(xí)金屬提煉的奧秘,,還向金銀匠學(xué)習(xí)制作金器的技巧,。日復(fù)一日地鉆研使得列文虎克的顯微鏡制造技術(shù)有了大幅度的提升??傊?,40歲之前的列文虎克一直在忙著學(xué)習(xí)和探索,再學(xué)習(xí)再探索,。

終于遇到伯樂(lè)

在20歲到40歲這段時(shí)間,,列文虎克潛心磨制鏡片,觀察一個(gè)又一個(gè)微小的物體,。由于性格的孤僻,,他與大眾社會(huì)顯得格格不入,鄰居們都說(shuō)他是個(gè)怪物,,兩位妻子也先后離開(kāi)了他,。不過(guò)他不在乎這些,仍舊癡迷于自己的微觀世界,。列文虎克不知道,,一位伯樂(lè)正在慢慢的出現(xiàn)。這位伯樂(lè)的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,。

十七世紀(jì)的英國(guó),、法國(guó)和意大利出現(xiàn)了一群不一樣的人,這些人不再把亞里士多德的觀點(diǎn)當(dāng)作權(quán)威,,也不再把教皇的命令當(dāng)作圣旨,。他們敢于打破一切的約定俗成,認(rèn)為只有親眼見(jiàn)到的才是真的,,只有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證出來(lái)的才能相信。這群人暗地里成立了一個(gè)學(xué)會(huì)——“無(wú)形學(xué)院”,。學(xué)院的成員包含了牛頓,、波義耳等等如今大名鼎鼎的人物。之所以“無(wú)形學(xué)院”要避人耳目,,是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的英國(guó)執(zhí)政者是奧利弗·克倫威爾(Oliver Cromwell),,他對(duì)于這些人非常反感,抓住便處以絞刑,。

英國(guó)政治家,、宗教領(lǐng)袖奧利弗·克倫威爾

(圖片來(lái)源:萬(wàn)維百科)

不久,克倫威爾因病去世,他的兒子即位,。不過(guò)由于治國(guó)無(wú)能,,很快被英國(guó)人民推翻。當(dāng)年被克倫威爾處死的查理一世的兒子查理二世登上了王位,。就這樣,,在克倫威爾執(zhí)政時(shí)期不能光明正大活動(dòng)的“無(wú)形學(xué)院”在查理二世執(zhí)政時(shí)期一躍成為“英國(guó)皇家學(xué)會(huì)”。

十九至二十世紀(jì)的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)

在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員中,,有一位醫(yī)生過(guò)去就是列文虎克的朋友,。這位醫(yī)生因?yàn)樵谌祟?lèi)卵巢中做出了有趣的發(fā)現(xiàn)而被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的通訊會(huì)員。在鄰居們都嘲笑列文虎克的時(shí)候,,這位醫(yī)生卻沒(méi)有嘲笑他,,他就是雷尼爾·德·格拉夫

列文虎克生性多疑,,性格怪癖,,不輕易相信任何人,但和格拉夫關(guān)系不錯(cuò),。一次,,列文虎克邀請(qǐng)格拉夫去自己的工作室觀察微觀世界。格拉夫被顯微鏡下的景象震驚了,,馬上給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)寫(xiě)信:“務(wù)必請(qǐng)安東尼·列文虎克向你們匯報(bào)他的發(fā)現(xiàn),。”

就這樣,,格拉夫把列文虎克推薦到了英國(guó)皇家學(xué)會(huì),。

艱難的第一封信

得到了格拉夫的引薦,列文虎克準(zhǔn)備把自己的發(fā)現(xiàn)寫(xiě)信寄給皇家學(xué)會(huì),,但是他犯難了,。列文虎克雖然上過(guò)幾年學(xué),但是文化程度并不高,。他只會(huì)說(shuō)荷蘭語(yǔ),,這在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是下等人的語(yǔ)言,只有打魚(yú)的,、挖溝的人才會(huì)使用這種語(yǔ)言,。相反,上層社會(huì)的人用的是拉丁文,,并且當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)發(fā)現(xiàn)也都用拉丁文來(lái)發(fā)表,,而列文虎克對(duì)拉丁文是一竅不通。

最后,,列文虎克憑借一個(gè)民間業(yè)余科學(xué)家的充分自信,,用荷蘭文寫(xiě)了一封長(zhǎng)信,,把自己用顯微鏡看到的、想到的,,都如實(shí)記錄了下來(lái),。他還給文章起了一個(gè)標(biāo)題,充分展示了他的業(yè)余形象,,標(biāo)題就是《列文虎克用自制的顯微鏡,,觀察皮膚、肉類(lèi)以及蜜蜂和其他蟲(chóng)類(lèi)的若干記錄》,。

皇家學(xué)會(huì)收到信后,,會(huì)員們起初并沒(méi)有太在意,但是慢慢地都被信里面描述的微觀世界驚呆了,,這是一個(gè)比胡克所觀察到的更加精美細(xì)致的世界,。在鑒定了內(nèi)容的真?zhèn)魏螅@封信被翻譯成拉丁文,,發(fā)表在皇家學(xué)會(huì)刊物上,。

列文虎克寫(xiě)給皇家學(xué)會(huì)的其中一封信

(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn) [1] )

列文虎克的主要發(fā)現(xiàn)

得到皇家學(xué)會(huì)認(rèn)可后的列文虎克,終于有了越來(lái)越多的觀眾,,他這么多年來(lái)的發(fā)現(xiàn)也逐漸被大眾所知,。他沒(méi)有明確的研究方向,用自己的好奇心來(lái)決定接下來(lái)觀察什么,。由于他不懂拉丁文,,因此無(wú)法閱讀當(dāng)時(shí)一些自然哲學(xué)著作,這倒也是一件好事,,使他少了許多思想上的束縛,。

列文虎克仔細(xì)觀察了魚(yú)和青蛙的紅細(xì)胞,還看到了人與哺乳動(dòng)物紅血球的圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu),。他還觀察到蝌蚪動(dòng)脈和靜脈的連接通路很小,,只允許一個(gè)血球通過(guò),證實(shí)了意大利解剖學(xué)家馬爾比基對(duì)于毛細(xì)血管的發(fā)現(xiàn),。

列文虎克還觀察了平時(shí)看起來(lái)非常干凈的雨水,,發(fā)現(xiàn)里面充滿(mǎn)了各種各樣的小動(dòng)物,并將他們命名為Dierken,,意思就是小動(dòng)物,、小畜生。這些小動(dòng)物比肉眼能見(jiàn)到的所有小動(dòng)物都要小一千倍,。

列文虎克觀察到的各種形態(tài)的微生物

1677年,一位醫(yī)學(xué)生哈姆在淋巴病患者的精液里發(fā)現(xiàn)了許多的小動(dòng)物,,他認(rèn)為這些小動(dòng)物就是患病的根源,。后來(lái),列文虎克仔細(xì)觀察了人、昆蟲(chóng),、兔子和狗的精子,,他描述道:“這些小家伙像小蛇一樣用優(yōu)美的彎曲姿勢(shì)運(yùn)動(dòng)?!彼J(rèn)為這些小蛇不是疾病的根源,,而是生殖過(guò)程中所必須的東西。這也打破了當(dāng)時(shí)一個(gè)傳統(tǒng)觀點(diǎn):精液中存在著沒(méi)有長(zhǎng)大的小人,,這些小人會(huì)在以后慢慢長(zhǎng)大,。

列文虎克觀察到的各種動(dòng)物的精子

1682年,這一年列文虎克50歲了,,牙齒不太好,。雖然他按時(shí)清理牙齒,但仍發(fā)現(xiàn)牙齒縫隙里有一些白色東西,。他將牙垢放在顯微鏡下觀察,,發(fā)現(xiàn)這分明就是一個(gè)動(dòng)物園:有的小動(dòng)物就像梭子魚(yú);有的一直在游動(dòng),,還時(shí)不時(shí)的轉(zhuǎn)彎,,翻一個(gè)跟頭;還有一些是螺旋狀的……有一次,,他喝了一杯滾燙的咖啡,,嘴都燙得起泡了。他再次觀察牙垢,,卻發(fā)現(xiàn)這些Dierken都不動(dòng)彈了,,死了。

列文虎克不光看自己的牙垢,,還看別人的牙垢,。有一次,他在河邊和一位老人交談,,這位老人雖然不抽煙不喝酒,,但牙齒卻不怎么好。列文虎克心想這位老人牙齒上應(yīng)該也有一個(gè)動(dòng)物園,,于是拉著老人就去了自己工作室,。果不其然,他又看到了一個(gè)動(dòng)物園,,里面各種Dierken在翻滾跳動(dòng)……

除此之外,,列文虎克還觀察了蚜蟲(chóng)的孤雌生殖,那時(shí)候雄性

蚜蟲(chóng)沒(méi)有
被發(fā)現(xiàn),。他解剖了雌性蚜蟲(chóng),,發(fā)現(xiàn)里面有許多沒(méi)有發(fā)育成熟的小蚜蟲(chóng),,認(rèn)為可能并不存在雄性蚜蟲(chóng)。他還發(fā)現(xiàn)了原生動(dòng)物,,多種寄生蟲(chóng)等,。他的許多發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起注意,直到一百多年后才被重新提起,,成為醫(yī)學(xué)微生物學(xué)基礎(chǔ)研究的一部分,。

列文虎克一生與英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的通信多達(dá)400余封,里面詳細(xì)記錄了自己在微生物學(xué)領(lǐng)域的觀察結(jié)果,。他還著有《列文虎克發(fā)現(xiàn)的自然界的秘密》一書(shū),,是他一輩子探索未知的最好總結(jié)。

成名后的列文虎克

列文虎克因其在微生物學(xué)的開(kāi)創(chuàng)性工作而名聲大振,,被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,。英國(guó)女王以及俄國(guó)的彼得大帝都曾接見(jiàn)過(guò)他。畫(huà)家楊·維爾科齊專(zhuān)門(mén)為他畫(huà)了一幅肖像畫(huà),,這就是現(xiàn)在廣為流傳的列文虎克的肖像,。與他通信的許多人也都是當(dāng)時(shí)著名的自然哲學(xué)家。這其中,,數(shù)學(xué)家戈特弗里德·威廉·萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)就是其中一位,。

數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家萊布尼茲(圖片來(lái)源:萬(wàn)維百科)

萊布尼茲在信中想讓列文虎克把他精湛的顯微鏡制作技術(shù)以及顯微觀察技術(shù)公開(kāi)出來(lái),,以便傳承后世,,但遭到了列文虎克的拒絕。一方面,,列文虎克是一個(gè)高傲不羈的人,,他認(rèn)為沒(méi)有人能夠像他這樣做出成就,其他人想要學(xué)他簡(jiǎn)直是浪費(fèi)時(shí)間,;另一方面,,列文虎克到頭來(lái)是個(gè)商人,他也指望著自己的顯微鏡技術(shù)能夠給自己帶來(lái)些利潤(rùn),,一旦公開(kāi)了,,自己只能喝西北風(fēng)了。

雖然列文虎克直到40歲才開(kāi)始職業(yè)科研生涯,,但之后一直沒(méi)有停下腳步,。他在80多歲牙齒脫落后,還把牙齒撿起來(lái)仔細(xì)觀察,,生怕漏掉一些細(xì)節(jié),。90歲的時(shí)候,還在幫東印度公司的客戶(hù)檢驗(yàn)金沙……

到了1723年,,91歲的列文虎克感覺(jué)自己時(shí)間不多了,,最終將自己的制作顯微鏡的一切秘密都公開(kāi)了,。這便是文章開(kāi)頭所寫(xiě)的,列文虎克讓朋友將信和包裹寄到皇家學(xué)會(huì)的故事,。

1723年8月26日,91歲的列文虎克安詳?shù)碾x開(kāi)了人世,。他的墓志銘上記載著這樣一句話(huà):“活了九十年十個(gè)月零兩天的業(yè)余科學(xué)家,,最偉大的顯微鏡制造者離開(kāi)了人間。

如果有人要問(wèn):列文虎克為何能夠在牛頓,、伽利略等大咖云集的十七世紀(jì)的科學(xué)界占有一席之地,,我想他那因?yàn)槌D昴ブ歧R片而遍布老繭的雙手便是答案。

參考文獻(xiàn):

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[3](意)莫莉琪亞·塔薩提斯.信仰真實(shí):維米爾作品賞析.北京:北京時(shí)代華文書(shū)局,2018

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[6] 劉從.顯微鏡:讓人類(lèi)走進(jìn)微觀世界[J].發(fā)明與創(chuàng)新(綜合科技),2011(03):46.

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