https://frosthead.com

Microscoape timpurii au dezvăluit o nouă lume a micilor lucruri vii

Antoni van Leeuwenhoek a avut ceea ce unii ar putea considera un hobby neobișnuit pentru un comerciant de țesături olandez din secolul al XVII-lea: realizarea unor microscopuri simple, dar rafinate.

Continut Asemanator

  • Să lăudăm acum invenția microscopului

Orașul său natal Delft în Olanda a cunoscut o epocă de aur a prosperității și creșterii culturale. Olandezii și-au câștigat recent independența față de Spania, iar națiunea devenea rapid una dintre cele mai bogate din lume, cu o armată puternică și cu un comerț internațional înfloritor prin intermediul Companiei Olandeze-Indiei de Est. Noii înstăriți au devenit patroni ai artiștilor precum Rembrandt și Vermeer și, eliberați de constrângerile Spaniei catolice, savanții au început să privească lumea naturală într-un mod științific.

La vremea respectivă, microscopele nu semănau cu cele găsite acum în laboratoare și săli de clasă și nu erau prea utilizate pentru știință. Van Leeuwenhoek și alți comercianți au folosit microscoape de mână pentru a-și verifica defectele. Dar, cu timp și bani pentru desfășurarea timpului liber, van Leeuwenhoek a început să tâmple cu aceste microscopuri. Și în anii 1670, și-a îndreptat dispozitivele către lucruri vii - și a deschis o lume nouă. El a devenit prima persoană care a observat funcționarea interioară a corpului la nivel microscopic, văzând bacterii, spermatozoizi și chiar celule sanguine care curg prin capilare.

Microscopele sale, fiecare mai mici decât degetul mare, „au avut un impact uriaș, și totuși arată uimitor de simplu”, spune Marvin Bolt, curator de știință și tehnologie la Corning Museum of Glass, unde un microscop van Leeuwenhoek rar, împrumutat de la Muzeul Boerhaave din Leiden, Olanda, este expus ca parte a unei expoziții despre instrumente.

Lentilele - bucăți curbate de sticlă care pot focaliza lumina pentru a crea imagini cu obiecte mărite - au fost realizate în Europa și folosite pentru corectarea vederii încă din secolul al XIV-lea. În secolul al XVI-lea, producătorii de lentile olandeze au început să folosească sticlă venețiană de înaltă calitate pentru a crea lentile care produceau imagini mai clare și mai clare decât oricare înainte. Curând, cineva a folosit un astfel de obiectiv pentru a crea un microscop simplu care ar putea mări obiectele. Apoi, un producător a împerecheat lentile convexe și concave, într-o abordare similară cu modul în care au fost făcute telescoapele, creând primul microscop compus. Până în 1625, termenul de „microscop” se născuse, apărând într-o carte a savanților italieni Francesco Stelluti și Federico Cesi, care folosiseră instrumentul pentru studierea albinelor.

Robert Hooke, un savant englez, a folosit de asemenea microscoape simple și compuse pentru a observa multe aspecte ale lumii naturale, inclusiv purici, plante și ciuperci. Micrografia sa, prima carte de știință populară, publicată în 1665, a prezentat gravuri detaliate ale florei și faunei, așa cum a fost observată la microscopuri cu măriri de aproximativ 20 de ori. De asemenea, Hooke a descris cum se face un microscop simplu, inspirat de van Leeuwenhoek și alții.

Însă van Leeuwenhoek a dus tehnologia puternică la noi extreme, obținând măriri mai mari ca niciodată: până la 300 de ori sau mai mult. Și-a împânzit o lentilă cu bile de sticlă atent realizată între găurile din două plăci metalice, care au fost nituite. Apoi a montat specimenul pe o parte, pe un ac care putea fi reglat cu ajutorul șuruburilor. Lentilele de sticlă erau cheie, iar Van Leeuwenhoek a folosit câteva tehnici diferite pentru a-și confecționa - și a păstrat secretele sale îndeaproape.

Într-un microscop compus, precum cel găsit astăzi într-un laborator de științe, o lentilă aproape de obiect colectează lumină pentru a mări imaginea, iar apoi o altă lentilă din ocular mărește imaginea a doua oară. Dar imaginile din microscopurile compuse timpurii au fost distorsionate. Cu un microscop simplu, un singur obiectiv face toate lucrările, iar specimenul, obiectivul și ochiul spectatorului sunt foarte strânse. În contracția minusculă a lui Van Leeuwenhoek, specimenul era situat la doar milimetri distanță de obiectiv, producând o imagine clară și ascuțită pentru privitor.

„Pe măsură ce creșteți puterea, microscopele compuse la vremea respectivă erau inferioare unui instrument de lentile bun și simplu”, spune Raymond Giordano, un colecționar și dealer de microscop istoric și autor al obiectivului The Discoverer: A Photographic History of the Simple Microscope, 1680 -1880 .

Un microscop compus cu multiple obiective (1890-1910) (imagine cu amabilitate a muzeului Boerhaave) Acest microscop simplu este unul dintre puținele realizate de van Leeuwenhoek care există încă. (Imagine cu amabilitate a muzeului Boerhaave) Un microscop compus cu tavă glisantă rotativă (1831-1850) (imagine cu amabilitatea Museum Boerhaave) Un microscop cu tambur (1750-1755) (Imagine cu amabilitate a muzeului Boerhaave) Un microscop simplu cu lentile multiple (1774) (Imagine cu amabilitate a muzeului Boerhaave)

Van Leeuwenhoek a examinat mostrele pe care le-a luat din gura sa și din paharele de apă și le-a găsit împletind cu ceea ce el numea „animalcule”. „Când aceste animalule sau atomi vii s-au mișcat, au pus la iveală două coarne mici, mișcându-se continuu”, a scris el. în prima revistă științifică, Philosophical Transactions, după ce a observat un eșantion de apă de ploaie în 1675.

"Robert Hooke privea părți ale animalelor care erau deja cunoscute", spune Bolt. „Atunci van Leeuwenhoek a mers mai adânc, pentru a vedea, la nivel celular, lucruri pe care nimeni nu le mai văzuse până acum, cum ar fi fibrele musculare, sperma și bacteriile. El a aprins cu adevărat un traseu.

A fost atât de dificil să punem accentul pe micile sale instrumente, încât Van Leeuwenhoek făcea de obicei un microscop pentru fiecare exemplar nou, în total aproximativ 500 de dispozitive, deși astăzi se cunosc doar o duzină de originale. El a cedat unele și multe au fost scoase la licitație după moartea sa, aterizând în diferite țări. În cele din urmă, însă, este probabil că multe s-au pierdut sau s-au topit.

Descoperirile lui Van Leeuwenhoek au fost cruciale pentru revoluția științifică și dezvoltarea metodei științifice. Dar, la fel ca Galileo cu telescopul, ar fi trecut aproape 200 de ani până când oamenii de știință precum Louis Pasteur ar fi ridicat locul unde Van Leeuwenhoek a plecat.

„Van Leeuwenhoek și contemporanii săi și-au dat seama că ar putea descoperi lucruri despre lumea naturală nu prin raționare, nu prin dezbateri, ci prin observarea și confirmarea efectivă a observațiilor altcuiva”, spune Bolt. „Prioritatea descoperirii a fost un concept nou, precum replicabilitatea descoperirilor științifice și a obiectivității.”

Microscopul simplu a jucat un rol important în știință până în secolul al XIX-lea. Astfel de microscopuri „au fost gândite de mult ca la ceva folosit doar de naturaliști”, își amintește Giordano, remarcând că Charles Darwin a folosit un microscop simplu pe care l-a proiectat el însuși, dar, de fapt, toți oamenii de știință ai vremii le-au folosit.

Secolul al XIX-lea a adus îmbunătățiri majore la microscoape, inclusiv lentilele achromatice, ceea ce a permis spectatorilor să vadă culoarea cu exactitate pentru prima dată. Au existat, de asemenea, noi modalități de a lumina epruvetele și de a controla lumina, iar bazele microscopelor compuse au devenit mai stabile. În cele din urmă, la sfârșitul anilor 1800, chimiștii germani Otto Schott, Carl Zeiss și Ernst Abbe au început tehnologiile științifice ale sticlei pentru microscoape. La sfârșitul anilor 1800, microscoapele se prezentau în licee.

Astăzi, microscopele sunt mai disponibile ca niciodată. Internetul este plin de tutoriale DIY pentru realizarea unui microscop prin combinarea unei camere iPhone cu un obiectiv laser ieftin. Și anul trecut, Universitatea Stanford a introdus Foldscope, un microscop simplu „tipărit și pliat”, pe care savanții cred că ar putea să revoluționeze sănătatea publică globală, educația științifică și știința cetățenilor pe teren. „Este concluzia logică a istoriei microscopelor, ca instrumente ale cunoașterii”, spune Bolt, „pentru a le lua de la câteva mâini în mâinile multor oameni.”

Dezvăluirea invizibilului: istoria sticlei și a microscopului ” este vizualizată până pe 19 martie 2017, la Corning Museum of Glass din New York.

Microscoape timpurii au dezvăluit o nouă lume a micilor lucruri vii