列文虎克

(1632-1723)发明显微镜,发现微生物。

安东尼‧范‧列文虎克(荷兰语:Antoni van Leeuwenhoek,荷兰语发音:[ɑnˈtoːni vɑn ˈleːuə(n)ˌɦuk];1632年10月24日—1723年8月26日),是出身荷兰共和国代尔夫特的博物学家和显微镜学家。

他率先发现了微生物,包括细菌、原生动物和其他单细胞生物,因此被传记作家称为“原生动物学和细菌学之父”。他描述了精子的发现,并在许多动物物种中检查了它们。他的观察使他成为自然发生的反对者。与他那个时代的其他研究人员同时,他发现红血球和微血管是循环系统中动脉和静脉之间的联系。他的研究领域跨越了从医学到植物学的广泛领域。

列文虎克是一名训练有素的布商,并于约 27 岁起在家乡代尔夫特担任市政公务员。他没有受过任何科学或技术训练,而是自学理解如何制造和使用显微镜。当时,他透过 300 多封信向伦敦皇家学会和许多其他欧洲人士传达他使用显微镜所做的观察。

早年生涯

出生至成年生活

代尔夫特河景(荷:Gezicht op Delft),由与列文虎克同时期的画家维梅尔所绘。

列文虎克于1632年10月24日出生在荷兰共和国的代尔夫特,并在同年11月4日受洗。他的父亲菲利浦‧安东尼(Philips Antonisz van Leeuwenhoek)是一名制作篮子的工匠,在列文虎克年仅五岁时过世。他的母亲玛格丽特(Margaretha Bel van den Berch)不久后和画家雅各‧詹斯‧莫林(Jacob Jansz Molijn)再婚。

列文虎克在沃蒙德(英语:Warmond)短暂接受教育,接着搬到本特赫伊曾(英语:Benthuizen)和担任市政官的叔叔同住。他很有可能在这段期间内跟随叔叔学习荷兰司法系统。 在列文虎克大约十六岁时,他被送往当时荷兰的政经中心阿姆斯特丹,成为当地一间亚麻制品商店的学徒,后来更升任为收银员和账本管理者(book-keeper)。他在阿姆斯特丹结识了同样爱好显微镜学的扬‧斯瓦默丹。

列文虎克的学徒生涯持续了六年,他在1654年返回代尔夫特,并于7月29日迎娶芭芭拉(Barbara de Mey),他的第一任妻子。他们共有五个孩子,只有一个女儿玛丽亚(Maria)活到成年。玛丽亚在列文虎克追求科学的过程中扮演重要的协助角色,包含清扫房屋及照顾父亲等等。

1655年,列文虎克在代尔夫特购买房屋(Gulden Hoofd,位于Hippolytusbuurt区3号),并在此处度过余生。他在此处从事买卖布匹的生意,也在这里作出自己生涯中许多重大发现。

1666年,芭芭拉过世。列文虎克于1671年再娶,第二任妻子名为科妮莉亚(Cornelia Johannes Swalmius)。两人没有生育任何子女。

公职生涯

列文虎克在家乡的地位日渐提升。二十七岁时(1660年),列文虎克被指派为代尔夫特市政官的总管(Chamberlain)。他担任这个职位长达三十九年,负责掌管、维护及清洁市政官们的会议场地,在需要时供给炉火,并且禁止透露在会议室中听到的谈话内容。 三十六岁时(1669年),列文虎克获得荷兰法院核发的土地测量师资格。 四十六岁时(1679年),他获指派为代尔夫特的酒类测量员(wijnroeier),负责检验所有进入城内的酒类和盛装酒类的容器的品质。

列文虎克与维梅尔

维梅尔的《绘画的艺术》(英语:The Art of Painting)(荷:Allegorie op de schilderkunst),绘于1662-1668年间。

荷兰黄金时代画家扬‧维梅尔和列文虎克同年出生,当前者在1675年过世时,列文虎克负责协助维梅尔的遗孀申请破产,处理画家留下的遗产和作品,将其拍卖以偿还债务。 维梅尔的家人试图保留其中一幅作品《绘画的艺术》(英语:The Art of Painting),将这幅油画藏在维梅尔的岳母家中,却被列文虎克发现,并同样被送上拍卖场。

维梅尔的《天文学家》(荷:De astronoom),绘于1668年。

尽管缺乏直接证据,部分史家推测列文虎克和维梅尔私底下是朋友关系。有些学者甚至认为,列文虎克在维梅尔的两幅作品《天文学家》和《地理学家》(英语:The Geographer)中担任模特儿。

列文虎克与维梅尔可能互相认识的证据如下:

然而有其他史家指出,列文虎克在协助处理维梅尔遗产时,不仅处处以债权人而非维梅尔家人的利益为考量,更向维梅尔遗孀收取费用。因此,实在难以推断列文虎克和维梅尔是朋友关系。

科学工作

开始与皇家学会通信

大约在1673年时,列文虎克开始自学制造并研磨显微透镜。他的朋友,荷兰医生雷尼耶·德·格拉夫(英语:Regnier de Graaf)在了解他的工作以后,将列文虎克的研究成果寄给英国皇家学会的秘书亨利‧奥尔登堡,并表示:

……我写信来告诉你这里最富天才的人,他的名字是列文虎克,他发明的显微镜之性能远超乎我们至今所见……随函附上他的来信,其中他描述的好些事物,他观察得比前人都更精确。……

列文虎克的观察结果出版在皇家学会的期刊《自然哲学会报》中,并获得学会成员的关注。在奥尔登堡的要求下,康斯坦丁‧惠更斯(英语:Constantijn Huygens)(荷兰科学家克里斯蒂安‧惠更斯的父亲)写信告诉英国科学家兼《显微图谱》的作者罗伯特‧虎克更多列文虎克的相关资讯。列文虎克也写信给奥尔登堡,表示自己并未受过科学训练,也不懂荷兰文以外的其他语言,若不是有格拉夫的鼓励,他其实不愿意公开自己的成果。

……我的观察结果和想法都出自我个人的冲动和好奇;因为,除了我以外,我们城镇上并没有其他哲学家从事这方面的研究;所以请不要怪罪我贫乏的文笔和信笔书写的思绪。

从此以后,列文虎克开始定期和皇家学会通信,大部分信件内容皆出版在《自然哲学会报》里。列文虎克一生从未出版任何书籍,他的研究成果就分散在各式信件当中。

发现微生物

1676年10月9日,列文虎克写信给奥尔登堡,声明自己在加入胡椒的水中发现了五种不同的微生物。他用不同的水源、加入不同的香料进行实验,也谈到空气中是否可能有生命体。这是列文虎克最早纪录的微生物观察,也是他一生中最著名的信。

皇家学会翻译并出版了这封信,但是许多学会成员不完全信任列文虎克的观察,例如克里斯蒂安‧惠更斯就怀疑列文虎克看到的是否只是“他眼睛的错觉”。因此,学会请继任奥尔登堡成为秘书的尼希米‧格鲁以及虎克重现列文虎克的实验结果。 格鲁和虎克两人皆是当时英国最精熟显微镜操作的科学家。

经过多次尝试,虎克终于在1677年11月15日,于皇家学会的例行会议上成功重现了列文虎克的实验。当时有许多位重要人士在场见证实验结果,除了格鲁之外,还包括克里斯多福‧雷恩及约翰‧奥布里(英语:John Aubrey)等等。 至此,列文虎克关于微生物的叙述才被承认,他也因此声名大噪。

1680年,列文虎克获选为皇家学会的正式成员。列文虎克非常惊喜,并终身珍视这个头衔,尽管他没有出席位在伦敦的就任仪式,且一生并未参加过任何皇家学会的例会。他甚至在绘制自己的肖像时,让画家同时把学会颁发的证书画入图中。

在此以后,列文虎克的访客日渐增多。他接待过的访客包括斯瓦默丹(1674)、莱布尼兹(1676)、詹姆士二世(1679,当时的身份还是约克公爵)、莫利纽兹(英语:Sir Thomas Molyneux, 1st Baronet)(1685)、洛克(1685)、彼得大帝(1698)、布尔哈夫和勒伊斯(英语:Frederik Ruysch)(1716)等等。

科学界的地位

到了十七世纪末,列文虎克已成为显微镜学界的代表人物。在十七世纪中后叶,欧洲有五位特别杰出的显微镜学家,分别是英国的虎克、格鲁,荷兰的斯瓦默丹、列文虎克,以及意大利的马尔皮吉。然而,虎克在1692年发表的一场演讲中,指出:

显微镜……现在只剩下唯一一位信徒,也就是列文虎克先生;除了他以外,我没听说任何人还会把那种仪器用于消遣和打发时间以外的用途,这是因为现在这种仪器已经变得便于携带,可以放在人们的口袋里带着走。

由此可见,当时显微镜在学术上的运用渐趋式微。

显微镜技术

列文虎克的显微镜,由拜访他的访客乌芬巴赫(Zacharias von Uffenbach)所记录。

列文虎克相当保护自己的显微镜制造技术,他自称把研磨镜片的秘密“只保留给我自己”。 他通常仅会在访客面前展示自己性能比较普通的显微镜。

列文虎克一生中所制造的显微镜,已知的有559个,其中有超过半数都是单镜片显微镜。现存的列文虎克显微镜仅余11个。

镜片制造

仪器设计及使用方式

单镜片显微镜

列文虎克设计的显微镜附有螺丝握把,使他得以用单手手持显微镜。当观看干燥标本时,列文虎克会用软蜡将其固定在镜片后的针尖上,并调整不同螺丝使针尖固定在正确的焦距位置。观看液体标本时,他会把液体装入他自己吹制的细玻璃管(即毛细管),再折下一段玻璃管黏在针尖上。

主要贡献

他经由手工自制的显微镜,首先观察并描述单细胞生物,他当时将这些生物称为“animalcules”。此外,他也是最早纪录观察肌纤维、细菌、精虫、微血管中血流的科学家。列文虎克观察自己的精液,在显微镜观察下从中发现精细胞,他自认这是他生涯中的重大发现,并观察两栖类、软体动物、鸟类、鱼类与哺乳动物的精细胞,获致一个新的结论,受精就是在精细胞穿进卵中而发生的。

在他的一生当中磨制了超过500个镜片,并制造了400种以上的显微镜,其中有9种至今仍有人使用。

列文虎克去世后,因无人追随其研究,微生物学进入黑暗时期。对微生物学兴趣降低原因:

  1. 缺少学习微生物的技术;

  2. 大多数人相信微生物仅是稀奇的,但对社会的影响极微或无影响。

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