最近互联网上流行一句话:“你就是列文虎克?”用以形容对图片观察特别细致的人,他们总能发现一些常人忽略的细节,让网友啧啧称奇。列文虎克是谁?为什么用他来形容观察细致的人?我们来一起了解一下吧。
1列文虎克——从看门人到皇家学会会员
安东尼.范.列文虎克1632年生于荷兰,小时候家庭不是很富裕,没有上过几天学,就去了一个布匹店当了学徒。后来,列文虎克自己开了一个布匹店,生意却一直也不太理想,他不得不去找了一份新工作:在市政厅看大门。
在那个时代,人们已经学会了磨制玻璃镜片,由于矫正近视,或者用来制作显微镜和望远镜。尤其是显微镜,它是许多科学家梦寐以求的工具,通过显微镜,人们可以看到许许多多肉眼看不到的新奇东西。
列文虎克也想要一台显微镜,但是他微薄的工资不足以负担昂贵的显微镜。不过做一个看门人,工作并不忙碌,有许多无聊的时间需要打发。于是,他开始自己动手磨制镜片,制作显微镜。没想到一发不可收拾,他在一生中磨制了500多个镜片,制作了400多个显微镜。
列文虎克制作的显微镜结构并不复杂,主要就是一个金属支架加上一个玻璃镜片。把观察的样品扎在镜头前面的针上,眼睛在镜头后面观察,通过调整旋钮调节样品的远近,就可以看清物体了。
列文虎克的显微镜虽然结构简单,但是放大本领却非常不一般,可以放大三百到四百倍,这是当时世界上最先进的显微镜。自从有了显微镜,列文虎克的生活就一点也不无聊了,他用显微镜去观察所有他能找到的东西。由于虎克本身就是个看大门的,压根不需要考虑这些东西是被人们喜欢还是厌恶。
比如,列文虎克找到了一个从不刷牙的老人,取了他的一块牙垢观察,结果发现牙垢里有许许多多动来动去的东西,列文虎克给它起名字“小动物”,这实际上就是牙垢中的微生物——细菌。
(列文虎克画出的细菌)
再比如,列文虎克有一次半夜从床上爬起来,观察自己的精液。他第一次看到了精子,并且猜测出这就是父亲种在母亲身体里的种子。列文虎克后来观察了许多动物的精液,也分别看到了它们的精子。
(列文虎克观察到的不同动物的精子)
列文虎克还用它的显微镜观察跳蚤,并画出了跳蚤的各种细节,包括跳蚤的的卵。他的工作说明了各种虫子并不是从腐肉中自然产生的,而是由虫卵孵化而成的。
(列文虎克画出的跳蚤细节)
列文虎克的发现震惊了当时的社会名流,许多人纷纷向列文虎克求购显微镜,这其中甚至包括了英国女王和俄国沙皇。不过,列文虎克对自己的显微镜制作过程守口如瓶,也不愿意轻易与他人分享自己的发现。
幸好,虎克有一个好朋友格拉夫,他是英国皇家学会会员。他苦口婆心的劝说虎克将自己的发现写信寄给英国皇家学会。他告诉虎克,这是科学发展的需要,大家一起去验证你的结果,科学才能发展,而不是为了偷你的显微镜技术。终于,虎克贝格拉夫说动了,他将自己的发现寄给英国皇家学会。在一封信中,他写道:
“……在一粒沙子中,有一百万个‘小动物’,而在一滴水中,有270万个‘小动物’……”
这一简单的论述,是人类历史上第一次对微生物的描述。但是英国皇家学会接到这些信件,也无法判断是真是假,因为列文虎克拒绝公开他的显微镜制作方法。皇家学会委托了一批科学家对虎克的结果进行验证,其中包括以心灵手巧著称的著名科学家——罗伯特.胡克。
胡克等人经过几个月的研究,认定虎克的图是真实准确的。于是,决定授予列文虎克——这个没受过什么正规教育, 连英语都不会说的荷兰看门人——英国皇家学会会员称号。同时,列文虎克也被认为是微生物学的开拓者,被称为“微生物学之父”。
1罗伯特.胡克——命名细胞的人
既然说到了胡克,我们就也来介绍一下这位与虎克名字很像,也喜欢做显微镜的科学家。
罗伯特胡克是英国著名科学家,英国皇家学会实验室主管。胡克是一个多面手科学家,在物理学、建筑学、仪器制造等方面都有很深的造诣。但是由于在与牛顿的斗争中败北,造成自己的画像没有一副流传于世,上面的画像是艺术家根据猜测画出的胡克像。
比列文虎克稍早,罗伯特胡克就制造了自己的显微镜。他的显微镜是一个复式显微镜,也就是由多组镜片构成的。油灯发出的光经过凸透镜后会聚在样品处把样品照亮,通过镜筒前后的两块玻璃镜片,样品就被放大了。
胡克的显微镜原理与现代的光学显微镜基本原理是相同的:物体发出的光经过物镜后第一次放大,形成一个倒立放大的实像。这个实像再经过目镜,进行第二次放大,形成一个倒立放大的虚像。物体的放大倍数就等于目镜放大倍数和物镜放大倍数的乘积。胡克的显微镜大约可以放大一百多倍。
1665年,胡克出版了《显微术》一书,书中详尽的介绍了自己用显微镜观察到的微观世界。当然,作为英国皇家学会会员,胡克是有身份的,绝对不会观察精液和牙垢这种让人作呕的东西。比如,他去观察软木塞,发现软木塞的蜂窝状结构。于是,胡克就给这一个个的小格子起了个名字——细胞。
(胡克画出的软木塞结构)
其实,胡克所观察到的是死掉的细胞壁,活的细胞是几年以后由列文虎克看到的。
后来,人们逐渐认识到,许多生物都是由细胞构成的。直到一百多年后,德国生物学家施莱登和施旺通过大量的观察研究得出了结论:所有的植物和动物都是由细胞构成的,并最终发展成为现代的细胞学说。细胞学说认为:一个细胞是一个单独的有机体,它有自己的生命,但是又可以和其他细胞配合工作。新的细胞由老细胞繁殖分化而成。
细胞学说与进化论是现代生命科学最重要的内容,正是由于这两种学说的出现,人们才真正认识到生命科学不是神学,不是哲学,而是一种自然科学。
看了这么多显微镜下的世界,你有没有一种冲动想自己看看微生物?巧了,我就自己看了不少。下面是我观察的草履虫、蝴蝶腿和酵母菌。
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李永乐
李永乐老师:北京大学物理与经济双学士,清华大学电子工程硕士;北京市中学物理教师/物理竞赛教练。从教十年,培养清华北大学生200余人,国际奥赛、亚洲奥赛、国家奥赛金牌十余名。
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