有朋自遠方來,不亦樂乎?——孔子
1675年,一天忽然天降大雨,列文虎克放下了手中的工作,望著屋檐下滴下來的那些雨滴發呆。這個時候,他突然産生了一個想法:從天而降的雨水中會有什麼東西呢?於是列文虎克就取了一滴雨水放在他的顯微鏡下進行觀察。結果讓他大為震驚,因為在顯微鏡的幫助下,列文虎克驚訝地發現很多長相怪異的小動物,在雨水中活動著。我們現在當然知道這是怎麼回事了,可是他根本不明白啊!於是他就把自己的觀察筆記和素描寄往了英國皇家學會,他説:“我用四天的時間觀察了水中的小動物,這些小傢夥遠比直接用肉眼看到的東西還要小,小到萬分之一,這些小動物在運動的時候,有的如矛槍穿水直射,有的像陀螺團團打轉,還有的成群結隊徘徊前進”。看到這份報告後,有人説:“啊,列文虎克發現了一個屬於他自己的動物園兒”。接下來,沒有受過科學教育的列文虎克遭到了嚴重質疑。很多人聽説列文虎克的這份報告的時候,都覺得他就是一個嘩眾取寵的騙子。
健客:為什麼呢?
雲飛:想想也很簡單嘛。列文虎克顯微鏡下的“小動物”就是現在所説的微生物,我們想看隨時都可以看到,但那個時候的人不僅看不到,而且從沒聽説過。很多人有顯微鏡,可他們的顯微鏡沒有列文虎克的好,想驗證都驗證不出來,而列文虎克自己又不肯把自己製作顯微鏡的秘密公之於眾,因此很多人就説列文虎克是個大騙子。
健客:那麼後來呢?
雲飛:赫赫有名的胡克驗證了列文虎克的發現。後來列文虎克被稱為微生物學先驅者。
“德不孤,必有鄰”。説起列文虎克和胡克,真是亦師亦友。據説,列文虎克看了胡克的《顯微製圖》得到啟發,走上科學道路。胡克在《顯微製圖》中描繪的跳蚤,外觀上已經精美到幾乎無以復加的地步,今天人們通過掃描電鏡所能拍攝到的跳蚤,也不過如此而已。胡克又受英國皇家學會委託,驗證列文虎克的發現。胡克也是製作顯微鏡的高手,於是他重新設計製造了一台顯微鏡,對雨水進行仔細觀察,結果他看到了和列文虎克描述的一樣的東西,這個小動物園是真實存在的。胡克運用自己的聰明才智改進了顯微鏡,他加入了三個組件,首先是加入了可以調節焦距的結構。只有對上焦,才看的實。第二是增加了照明系統。只有光線夠,才看的見。第三是增加了載玻片,只有放的穩,才方便看。這三個組件的加入,就讓當時的顯微鏡已經從原理和結構上,與我們今天的普通光學顯微鏡相近了。
健客:因為胡克是權威,他替列文虎克説了話,所以別人就不敢質疑了嗎?
雲飛:不是的。科學必須能夠經得起同行質疑、檢驗和重復。不僅要有證據,而且要在嚴格控制的條件下,用嚴密的方法,重復、獨立得到。亞裏士多德説:“吾愛吾師,吾更愛真理”。世界著名學府哈佛大學的校訓是“與柏拉圖為友,與亞裏士多德為友,更要與真理為友。”這是哈佛大學學生學習和為人的準則。其意義在於讓學生破除迷信去探求真理。
1677年秋天,列文虎克帶著精液樣本直奔自己的顯微鏡。在顯微鏡下,他看到“數以千計沙粒般的小動物正在游動”。這次發現成為科學史上的里程碑。
那些小動物“長著比自己身體長五六倍的細尾巴”。它們蜿蜒前行,“靠尾巴的擺動前進,就像是蛇或鱔魚在水中游”,仿佛在向某個重要的目的地衝刺。
歷史學家稱列文虎克是觀察到精子細胞的第一人,事實上這並不完全正確。列文虎克確實看到精液中有微小的“鱔魚”游動,但他並沒有意識到這與人類的繁衍有何關係。相反,他以為自己發現了生活在精液中的小動物。畢竟,微生物似乎無處不在。精液中為什麼不能有?當時,大多數科學家贊同他的觀點。更奇怪的是,在列文虎克本人都改變想法之後的很長時間,這些科學家還堅持認為精子細胞是一些與性或生殖毫無關係的微生物。在列文虎克第一次觀察到精子細胞的150 年後,動物論依舊是普遍觀點。生物學刊物中的插圖會為精子細胞標注嘴、膀胱和其他器官。
一些科學家對列文虎克的發現持另一種誤解。他們認為精子細胞不是小動物,而是攪拌棒!這種觀點同樣延續到了19 世紀。在他們看來,精液很重要,精子細胞則不然,後者只是為了防止精液凝固。在生物學家眼中,與持續流動的血液相比,精液只是待在那兒,坐等派上用場的一天。他們將二者之間的差別視作奔騰的河流與凝滯的池塘。所以列文虎克發現的那些扭來扭去、游動不停的小動物不過是些會動的“攪拌棒”。
健客:為什麼錯得如此離譜?
雲飛:時代局限使然。科學發展的過程就是不斷地修正錯誤的過程。如今,我們認為細胞是生物體基本的結構和功能單位。已知除病毒之外的所有生物均由細胞組成,而且病毒的繁衍也必須在細胞中。細胞之於生物就如個人之於社會。細胞是胡克發現的,當時他用顯微鏡觀察軟木塞的薄切片,放大後發現一格一格的小空間,以英文cell命名。但是,他觀察到的細胞早已死亡,僅能看到殘存的細胞壁,還不能理解細胞為何物。因此,列文虎克通過顯微鏡觀察精液,看到精子細胞既不像隨水流漂走的樹枝,也不像飄搖浮動的海草,而是按照一定方向自主游動,他便立即將其歸為動物。不然還能是什麼呢?英明的法官也難保沒有誤判。
1680年,列文虎克當選為英國皇家學會會員,1683年,他在牙垢中發現了細菌,他在觀察筆記中寫道:這些生物幾乎像小蛇一樣用優美的彎曲姿勢運動。當然,搞清楚它們是細菌,那是很多年以後的事情了。這讓我想起《百年孤獨》的開頭,“很多年以後,奧雷連諾上校站在行刑隊面前,準會想起父親帶他去參觀冰塊的那個遙遠的下午”。“有朋自遠方來,不亦樂乎”,遠方不僅指空間上的遙遠地方,也包括時間上的過去和未來。
進入科學大門的列文虎克,把注意力轉移到了血液上。血液迴圈是英國哈維根據大量的實驗、觀察和邏輯推理于1628年提出的科學概念。然而限于當時的條件,他並不完全了解血液是如何由動脈流向靜脈的,只好推斷:動脈血是穿過組織的孔隙而通向靜脈。直至1661年,義大利組織學家馬爾皮基用顯微鏡在青蛙的肺中發現了毛細血管。你看,又一個志同道合者。
列文虎克相繼在魚、蛙、人、哺乳動物及一些無脊椎動物中,觀察到了毛細血管。 1688年,他在描述顯微鏡下觀察蝌蚪尾巴的血液時寫到:“呈現在我眼前的情景太令人激動了,……因為我在不同的地方發現了五十多個血液迴圈,……我不僅看到,在許多地方,通過極其細微的血管,血液從尾巴中央傳送到邊緣,而且還看到,每根血管都有彎曲的部分,把血液帶向尾巴中央,以便再傳到心臟。由此我明白了,我現在所看到的血管與稱為動脈和靜脈的血管事實上完全是一回事;這就是説,如果它們把血液送到血管的最遠端,那就專稱為動脈,而當它們把血液送回心臟時,則稱為靜脈。” 正是列文虎克的顯微鏡觀察,使血液迴圈理論進一步完善。在觀察毛細血管中的血液時,他還發現了血液中的紅血球,成為第一個看見並描述紅細胞的人。
列文虎克一生中都在精心打磨鏡片的細節,不斷的完善顯微鏡的成像效果,在顯微鏡的製造與改進上投入了畢生的心血。據統計,列文虎克一生當中磨制了超過400個鏡片,並且製造了上百種的顯微鏡。他的心血全部用在了顯微鏡的製造和改進當中,給我們留下了眾多的顯微鏡的樣式,在看到他的各種稀奇古怪的設計的時候,人們都會驚嘆這個人實在太專心了。
1723年8月24日,列文虎克在自己製作的顯微鏡中,挑選出最好的26台,加上幾百個放大鏡,一同寄給英國皇家學會,並在信中詳細記錄了顯微鏡的製作方法。幾天后,91歲高齡的列文虎克,在家鄉代爾夫特安詳地離開了人世。
列文虎克的故事編入了人民教育出版社出版的小學三年級上冊語文電子課本,課文名為《玩出了名堂》。這篇課文以“玩”為線索,以“名堂”為中心,很受孩子們的歡迎。不知孩子們知不知道:列文虎克磨制的一些最好的透鏡用的是像沙子那麼小的純石英,就是我們常説的水晶。究竟是怎麼製作出來的?一次列文虎克接受採訪,記者問:“您成功的秘訣是什麼?”沉默片刻,他伸出佈滿了老繭和裂紋的雙手。這個舉動,讓世人對列文虎克更加崇敬。孩子們一定知道:咱們的詩仙李白留下了“鐵杵磨成針”的故事。可見,東西方文化有很多共通的地方。
列文虎克一生沒有留下任何著作,他日復一日地打磨透鏡,觀察新奇事物,然後把自己極具感染力的觀察筆記和素描送到英國皇家學會。美國科普作家卡倫博士在《細菌傳記——一個叫Bb的小小病菌的前世今生》中説:“列文虎克是我最心儀的歷史人物。倘若有機會能與這樣的人交流,哪怕是黑夜回家我都願意”。
列文虎克用顯微鏡打開了微觀世界的大門,直到200年後,有朋自遠方來,證實了細菌可導致疾病。
欲知後事如何,且聽下回分解。
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