顯微鏡知識在晚清的傳播

顯微鏡是一種利用光學原理制成的觀察細微物質的精密儀器，其發明與發展對人類的生產生活產生了深遠的影響。晚清時期，隨著國門的開放及西學的傳入，顯微鏡知識在華得以較廣泛傳播，這不僅豐富了國人的科學知識，也促進了相關領域的研究與發展。

一

顯微鏡是用于觀察細微物質的精密儀器。晚清期刊《益聞錄》曰：“鏡名顯微，因渺小不可睹之物，由鏡視之，色相圖形，明如觀火。”《格致新報》亦曰：顯微鏡，西名為Microscope，“從希臘語而來，即以照小物之謂也。……其顯物也，有大至什倍者，有大至百倍者，有大至千倍者。……有好為大言者，謂其顯物之微，可以放至萬倍”。

早在明末，顯微鏡就已傳入中國，入清后不僅為士人所認知，亦成為清宮賞玩之物。李漁在《十二樓》中述顯微鏡曰：“大似金錢，下有三足。以極微極細之物置于三足之中，從上視之，即變為極宏極巨。蟣虱之屬，幾類犬羊；蚊虻之屬，有同鸛鶴。并蟣虱身上之毛，蚊虻翼邊之彩，都覺得根根可數，歷歷可觀。所以叫作‘顯微’，以其能顯至微之物而使之光明較著也。”孫云球《鏡史》曾論及顯微鏡的制作原理，有謂“鏡用俯視，以極微細之物，置三足之中。視醯雞頭尾了然，視疥蟲毛足畢現，蚊宛如燕雀，蟻虱幾類兔猿。博物者不特知所未知，信乎見所未見”。屈大均在《廣東新語》中提及澳門“有顯微鏡，見花須之蛆，背負其子，子有三四。見蟣虱毛黑色，長至寸許，若可數”。乾隆、嘉慶分別作詩詠顯微鏡，有“能照小為大，物莫遁毫厘”“西洋多巧思，制鏡顯纖微”等句。

晚清時期，隨著中西交流的擴大，一些外交人員在西方接觸到顯微鏡，并留下相關記錄。例如：1866年，斌椿使團游歷歐洲。在《乘槎日記》中，斌椿記下顯微鏡觀感：“滴水于玻璃，用顯微鏡照影，壁上見蝎蟲千百，游走其中，滴醋亦然。蚤虱大于車輪，毫發粗于巨蟒，奇觀也！”使團譯員張德彝在《航海述奇》中也有類似描述：“以滴水放于顯微鏡上，向日而照，映諸對壁，則水內小蟲無數，蠕蠕如魚蝦然。醋內照之，有蟲如蟬，千百飛舞，大皆三尺許。河水照之，有如蝎如蟹之蟲，大皆三尺。”1868年，蒲安臣使團赴歐美考察，其成員志剛在《初使泰西記》中記錄觀看美國新式顯微鏡情形：“將面糊涂于徑二尺許、邊薄中厚之顯微鏡，鏡后發電氣光。人在鏡前觀之，則陳面糊中，有寸許至尺許大之蟲，或蜿蜒而行，或蠕蠕而動。”1877年，駐英使臣郭嵩燾在英國皇家醫學院利用顯微鏡觀察了人體組織，并在其日記中贊其神奇曰：“體察入微而探討入神，直窮于思議矣！”上述諸人之觀感雖然真切，但畢竟存于日記內，其社會影響有限，晚清顯微鏡知識的傳播主要是通過書刊文獻推動的。

一般認為，光學顯微鏡是由荷蘭眼鏡制造商詹森（Zacharias Jansen）于1590年左右發明的。其后伽利略和開普勒在研制望遠鏡的同時，通過改變物鏡和目鏡之間的距離，大略弄清顯微鏡的光路結構。1625年，德國人法伯（Johann Faber）正式將顯微鏡命名為“microscope”。1665年，英國發明家羅伯特·胡克（Robert Hooke）設計了一臺復合式顯微鏡，并出版了《顯微術》一書闡明其理。1673—1677年，荷蘭學者列文虎克（Antoni Van Leeuvenhoek）制成一臺高倍顯微鏡，“成功地使用單一透鏡將樣品放大270倍”。《新民叢報》有文概述顯微鏡的早期制作情況，曰：“顯微鏡之改良自福喀（胡克）始，相傳制作之者為顏星（詹森）氏，然據卡利列（伽利略）所說，則1622年羅馬已有其物，則其發明之在前，故可以概見。但自福喀以后，顯微、望遠兩鏡之制造皆大有進步。”19世紀，隨著“消色差物鏡”的發明與改進，光學顯微技術得以長足發展，顯微鏡愈出愈奇，成為生物學、醫學研究的必備工具，晚清文獻比較清晰地介紹了顯微鏡的基本構造。

顯微鏡主要由鏡筒、物鏡、目鏡、聚光鏡、反光鏡等部件構成，其中物鏡和目鏡最為關鍵。物鏡靠近被觀察物，目鏡靠近人目，二者皆為凸透鏡，分別承擔第一、第二次放大功能。物體通過物鏡成倒立、放大的實像，目鏡則將通過物鏡形成的實像轉換成正立、放大的虛像。《格致匯編》所載《顯微鏡說》介紹了顯微鏡的各種零部件，略曰：鏡筒為“連接目鏡、物鏡之筒”，其上端為目鏡，下端為物鏡。目鏡與人目接近，由“二鏡合成，均一面平、一面凸者”。物鏡與“所看之物近”，能“聚所看微體之光影，令歸于一聚點也”。反光鏡在鏡臺下，“其鏡兩面，一平一凹，皆能收光反聚于微體之下，通過其體，令極細之紋皆顯之甚明”。聚光鏡在反光鏡與臺板之間，“能令光積聚于微體之上”，加強對“微體”的照明。

凸透鏡是顯微鏡的關鍵性部件，其制作精密度如何，深關顯微效果。《四川教育官報》有文曰：顯微鏡之作用，全在凸透鏡。制造凸透鏡之法，異常精細，凡凸度之大小與兩凸透鏡距離之遠近，須用精密之算術推測之，“務使光線放出于空氣中時，其屈折之率一毫不爽，然后光線所聚之焦點，始可如法配準”。

按透鏡配置數目而分，顯微鏡有單式和復式之別。前者由一個透鏡組成，如放大鏡；而后者則由兩個或者兩個以上的透鏡組成。《畫圖新報》有文將顯微鏡分為大、小兩種，小者即單式顯微鏡，“只一凸鏡”，“能顯小為大，惟所顯不過倍蓰而已”。大者即復式顯微鏡，由長筒數個組成，“筒中藏有各種凸鏡，或四五塊，或十數塊不等”，可放大“什百千倍”。《格致匯編》將顯微鏡分為“單放顯微鏡”和“雙放顯微鏡”。前者即單式顯微鏡，“只用玻璃一塊，兩面凸形，多用一鏡，更便于用”。后者即復式顯微鏡，“以物鏡放大微體之形而成影，再以目鏡放其影，大至若干倍。是微體之形兩經放大，故謂之雙放也”。《中國教會新報》將顯微鏡分為三種：一為“能令眾人同看者”，其法“擇極光潔白粉壁，對面用鏡將日光收照極小物上，物影反射粉壁，人向粉壁看之，則物之全體俱見”；二為“單鏡”，用兩片玻璃制成，“一片分光，一片斂光……用發光鏡照射之，雖物極微，絲毫畢見”；三為“雙鏡”，“用三四看物鏡放入筒內，如竹節然，下安極小鏡，名物鏡，上安視物大鏡，名眼鏡，均以兩片玻璃迭成”。

根據用途和功能，顯微鏡也可分為多種類別。《格致匯編》列舉了當時流行的若干款顯微鏡：一為“醫士常用之顯微鏡”，“形式美麗，可收攏裝一木匣”。二為“學徒合用之顯微鏡，廉價工省，形式簡便”。三為“更廉之顯微鏡，能程之功與前二者相似，惟力較小耳”。四為“新法極精顯微鏡”，適合醫家診療之用。五為“常事合用之顯微鏡”，“甚合初學之用”。六為“格致家合用之顯微鏡”，性能良好。七為“范赫爾克顯微鏡”，架小而易移，最宜于“顯微鏡照像”。八為適合初學者之顯微鏡，“簡而小，甚便移動”。

二

在介紹顯微鏡的構造和種類的同時，晚清文獻還對當時顯微鏡的改進情況有所報道。1892年，《格致匯編》介紹了德國慕尼黑“光學院”所造大顯微鏡，略曰：

德國慕尼黑光學院現造一大顯微鏡，擬于1893參展芝加哥博覽會。“其力能放大微體之徑一萬六千倍，常顯微鏡力最大者僅放大一萬一千倍，此則過之，可謂天下第一大顯微鏡也。其鏡用于影戲燈，燈內以電為光，配大燭光一萬一千支。惟如此大光，其熱必烈，熱時燈之金類料，易為之漲動，致光距混而不清，乃特設一法，以減其熱。法用炭養二氣壓成流質，此流質每平方寸有三百五十磅壓力，藏于紅鋼筒內，有自行小門，每若干時自放流質一滴，散而為霧，遇金類面，即收其熱，而使變冷。如此則鏡之光距毫不變動。……極微之物，能顯于白色布面，最大最明，數千人可以同時并觀。”

按史實，為了紀念哥倫布發現美洲400周年，1893年在美國芝加哥舉辦了世界博覽會。在這次博覽會上，曾展出這臺由德國慕尼黑大學設計制造的放大力高達16000倍的“可謂天下第一大”的顯微鏡，可供數千人同時觀看。該顯微鏡與“影戲燈”（幻燈）結合使用，以電燈照明，能將極微之物通過幻燈顯現于幕布上，效果“最大最明”。由于電燈照明時熱度太高，影像光距的調節，故采用二氧化碳液壓法降溫。

1904年，《萬國公報》報道了法國人新制的一款顯微鏡，其力“能顯十二萬六千分英寸之一”，可用于觀察微生物。“其法先以日光射于此物，而后以顯微鏡映之，自得此鏡后，而微物之學又辟一新世界矣。”1906年，《萬國公報》《東方雜志》和《政藝通報》同時報道了西班牙某大學教授該斯基伯里所發明的“遠視顯微鏡”：

其鏡有顯微之功，而亦可遠視。設有物離鏡十九寸，仍能放大一百四十四倍。如以之觀蟻斗，則易見其創處。故此鏡最合用于醫士之窺喉病等癥，且可以之為攝影鏡云。

1911年，《大同報》報道了一種可兩人并用“雙方并視之顯微鏡”：

向用一目或兩目視察，今則不特兩目，且二人同時可用一鏡，視查一物矣。顏曰：雙方并視之顯微鏡。凡學校之地，工藝之場，設有一物非一人、一目所能考求者，可即由教習同視，雙管齊下，則學生領略亦必更易，裨益學界誠非淺也。

在介紹西方顯微鏡知識的同時，晚清有國人試圖自行研制顯微鏡。1907年，廣東興寧縣生員李任重（1881—1913）自制一款顯微鏡，《農工商報》報道其事云：

李君于光學一科，向曾專心研究，屢經實驗推側（測），爰得探明顯微鏡之理，用特設社鳩工，自行督造，由一百倍以至千倍，大小皆備。其光線之明顯，視物之倍數，內容形式，一律與外國所制者相同，而定價則較為廉省。……李君顯微鏡，由本報社員，親為考察，其所謂五百倍者，初以頭發試驗之，則放大如手指一樣；繼以木虱試之，則放大如大湯碗、大博古碗一樣。……李君年不滿三十，而手紋極粗，與做工人無異。由此可想其日夜試驗，躬親操作之苦矣。

清末政府曾出臺獎勵工商政策，故在李任重制出顯微鏡后，廣東提學使明示予以獎勵。《四川教育官報》有文報道其事，有曰：李君所制顯微鏡，“一切原料皆非取材于外國，足見藝術精微，裨益教育，杜塞漏卮，曷勝嘉慰”。

三

顯微鏡是一種兼具娛樂性與實用性的光學儀器，不僅能夠用來獵奇消遣，而且可以應用于科學研究、醫學診斷、教育教學和生產領域。據《曾紀澤日記》記載，曾氏經常于茶余飯后和親友擺弄觀看顯微鏡。康有為年輕時曾購置顯微鏡觀察微物，并著《顯微》一文述其觀感，有曰：“摘紅菊花之一瓣鏡之，長竟丈余……取蟻解剖而引鏡視之，長五尺許，其首、足、心、肝、脾、肺、腎之大皆與人等。”為了讓民眾更深入地了解這一儀器，晚清報刊文獻一再介紹了它的社會功效和作用。如《萬國公報》有文謂顯微鏡有三大功用：“一、視小如大，所謂視蟻如車輪也。二、視濁如清，所謂察秋毫之末也。三、即使小之至而形無可睹、濁之至而體不能出者，而窺以此鏡，經經緯緯直不啻掌紋之可數也。”《格致匯編》有文云，顯微鏡對常人來講有四種用途：一、“能視及萬物中最華麗雅趣之微體，快意怡神”；二、“教習幼學，現以顯微鏡為不可少之器”；三、“凡格致學內，考求新物新理新法，亦以顯微鏡為不可少”；四、“顯微鏡于制造工藝內亦有大益”。

《廣東勸業報》介紹了顯微鏡在農業和工商業領域的功用：“凡農業上如檢查害蟲，或選種，及查察各植物之病，必須有顯微鏡以查之；工業如修鐘表與各種微細手藝，亦必有顯微鏡以查之；商業之買貨，欲知其貨之真假良歹，亦必有顯微鏡以查之。”英國傳教士合信（Benjamin Hobson）譯《全體新論》述及顯微鏡在醫學和解剖學上的運用，有曰：“人死未久，割片看之，不覺奇妙，用顯微鏡看之，見膜包裹肉絲，層疊不窮。”英國傳教士德貞（John Dudgeon）亦在《全體通考》中論及顯微鏡的應用情況：“近五十年來，西國顯微鏡尤精益，得以詳察其各具與各質。在道光以前顯微鏡有二病，一為分色之病，一為球形之病，故窺物皆模糊不真。至道光十年，始盡除前二病，以后解剖學尤盛而加增其智慧尤多，故由此有顯微鏡之解剖學。”

《格致匯編》專述顯微鏡用于查驗血液情形，略曰：“凡見血跡者，欲知其為人血否耶，可將顯微鏡視之。以量微器，量其血輪比較巨細，能定其為何血。……牛之血輪徑為四千八百七十四分寸之一，羊之血輪徑為五千九百五十二分寸之一，其余六畜之血輪亦小于人者。”《點石齋畫報》更以圖文形式描繪了廣州某秀才利用顯微鏡進行雕刻所獲奇效：“有三水縣梁星堂秀才者，年逾花甲，工篆錄，尤精雕刻，但因目力不支，幾乎不能操刀。近年來卻目光大方光明，能在一寸闊的石上，精刻《千字文》全文。顯微鏡下，但見刀法謹嚴，一筆不茍……這真是老眼無花呀。”

《格致匯編》還有文介紹了顯微鏡在醫學與微生物學研究中的作用：

近來西國醫家不但精究各病治法，以藥除病，猶詳究各癥根源由何而起。……現醫者用最精顯微鏡窺查各國所患最重病癥，如霍亂、吐瀉與肺癆等癥是也。知此等病俱系極細之生物所成，其生物難定為動物、為植物，惟能傳種最速，蔓延甚易。以大顯微鏡看其形狀，各有不同，入人身內，易遍通全體，人為之傷。如酵一物也，為極微植物質以少許置生麩內或糖水內，則延生滋蔓，令全體發酵變壞。霍亂、吐瀉等之易害人者亦此理也，早有醫者以顯微鏡查辨患霍亂者吐之穢或瀉之穢，見其微生物形如小木條，西名巴西利意（桿菌，bacilli）。

《農工商報》則高度評價了顯微鏡的學術意義：

制鏡一大事也！自有大天文鏡，可以查出天河亦系堆積之星，天上諸星除金木水火土等八星外，其余滿天俱系太陽。自有顯微鏡，可以察出水內之微蟲，每一滴水，有幾千萬。近十年來，西人創出極大倍數之微顯鏡，可以察出將物質分至盡頭之原粒。故格致大反前十年之識論，制鏡不止有助于學問，實有轉移世界學說之力也。

顯微鏡知識在晚清的傳播，拓展了國人的視界，打動了人心。時人在體驗這一新的發明時，亦將其作為吟誦素材形諸詩文中。如《申報》有詩稱賞顯微鏡曰：

顯微小鏡制偏工，

方寸洋箋折疊平。

暗拓小窗閑把玩，

牛毛人物太分明。

西洋鏡片古來稀，

洞里乾坤借顯微。

紙上樓臺形畢現，

錯疑縮地到蠻畿。

晚清所傳顯微鏡知識雖然淺顯，但已大略敘明顯微鏡的基本構造、制作動態及其功用。對于長期處于“經史辭章”等傳統學問熏陶下的晚清社會來說，這些新知無疑具有很大的沖擊力。它不僅顯示了近代西方科技的進步，而且打開了一扇通往微觀世界的窗戶，拓展了國人的認知邊界，推動了晚清社會思想觀念的變化。