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顯微鏡

2019-12-31 09:12:40
小學科學 2019年11期
關鍵詞:人類

數百年前的歐洲,漫長黑暗的中世紀之后,迎來了文藝復興的曙光,來自遙遠東方的火藥、指南針等發明引領了歐洲人從蒙昧走向光明。與此同時,一種能夠讓人看到微觀世界的發明也悄然登上歷史舞臺。

最初是這樣的

在沒有歷史記錄的古代,我們的祖先們很可能在大自然中接觸過類似透鏡的東西——冰塊、水珠或者水晶。有些自然狀態下的水晶會呈現出中間比邊緣厚實的形狀,透過這樣的水晶,就能看到被放大了的物體。到了公元1世紀,人類發明了玻璃,人們將這種透明的材料制作成各種形狀,以此來觀察事物,從而進入了一個奇妙又引人入勝的世界。

沒錯,這其實就是我們今天所說的放大鏡。不過,直到13世紀末期,人類才明確了“鏡片”的概念,近視眼鏡也逐漸成為一種“可穿戴設備”。那時候的眼鏡工匠通過研磨玻璃來制作鏡片。在1600年左右,他們中的一些人發現疊加鏡片可以將放大效果成倍增加,這種組合型鏡片設備就是顯微鏡的前身。

大約在1590年,兩個荷蘭眼睛工匠和他們的父親嘗試把一些鏡片放到圓形管里,靠近管子底部的物體得到了放大,而且要比任何單放大鏡片的放大倍率高很多。

于是,屬于“微觀觀測”的時代即將到來。

第一臺顯微鏡

最早“顯微鏡”的放大功能相當有限,也就能把物體放大6倍或10倍。這么小的放大倍數能干什么呢?嗯,還是能干挺多事情的,比如用來觀察跳蚤啦,螞蟻啦……對了,早期的這種“顯微鏡”更多時候其實是被叫作“跳蚤鏡”。

于是,世界上第一臺真正意義上的顯微鏡出現的時間,要到17世紀晚期,發明者是荷蘭的布匹商人安東尼,列文虎克。你沒看錯,當時的列文虎克的確是一位布匹商,他從小就在商店里學徒,用放大鏡辨認計算布料中的線頭,因此對鏡片這種東西異常熟悉。久而久之,列文虎克自己琢磨出了一套研磨和拋光大曲率微小鏡片的方法,用這種新鏡片制成的顯微鏡能夠將物體放大270倍!

利用這樣的“劃時代超級顯微鏡”,列文虎克第一次看到了細菌,看到了一滴水中光怪陸離的大千世界,甚至看到了構成生命的基本單位——細胞。于是,布匹商列文虎克憑借自己的發明和對世界細致入微的觀察,成為人類科學史上至關重要的科學家。

想看得更清楚

列文虎克制作的顯微鏡只用了一個鏡片,就達到270倍的放大倍數。到了18世紀,人們又在此基礎上改進出了復式顯微鏡,用不止一個鏡片,將放大倍數提升到更高水平。到了19世紀中葉,美國人查爾斯·斯賓塞制造出了放大1000多倍的顯微鏡,這標志著顯微鏡技術已經走向成熟。

不過,人類在科學探索上的進取精神,始終敦促科學家追求能讓人看得更清楚的技術。20世紀30年代,電子顯微鏡問世。電子顯微鏡可以用來觀察小到原子的物體。今天,無論是光學顯微鏡還是電子顯微鏡,都依舊在不斷改進,不知道人類還能不能在更小的世界看到更有趣的東西呢?

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