Antoni van Leeuwenhoekilla oli jotain, jota jotkut saattavat pitää epätavallisena harrastuksena hollantilaiselle kangaskauppiaalle 1700-luvulla: yksinkertaisten mutta hienojen mikroskooppien tekeminen.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kiittäkäämme nyt mikroskoopin keksintöä
Hänen kotikaupungissaan Delftissä, Alankomaissa, tapahtui vaurauden ja kulttuurin kasvun kulta-aika. Hollantilaiset olivat äskettäin voittaneet itsenäisyytensä Espanjasta, ja kansakunnasta tuli nopeasti yksi maailman rikkaimmista, sillä sillä oli voimakas merivoimat ja menestyvä kansainvälinen kauppa Hollannin itä-intialaisen yrityksen kautta. Äskettäin varakkaista tuli taiteilijoiden, kuten Rembrandtin ja Vermeerin, suojelijoita, ja vapautuessaan katolisen Espanjan rajoituksista tutkijat alkoivat tarkastella luonnon maailmaa tieteellisellä tavalla.
Tuolloin mikroskoopit eivät näyttäneet miltä tahansa sellaisilta, joita nykyään löytyy laboratorioista ja luokkahuoneista, eikä niitä käytetty paljon tieteeseen. Van Leeuwenhoek ja muut kauppiaat käyttivät kannettavia mikroskooppeja tarkistaakseen tuotteissaan puutteita. Mutta ajan ja rahan vuoksi vapaa-ajan harrastuksia varten, van Leeuwenhoek alkoi nipistää näitä mikroskooppeja. Ja 1670-luvulla hän kääntyi laitteisiinsa eläviin asioihin - ja avasi uuden maailman. Hänestä tuli ensimmäinen henkilö, joka tarkkaili kehon sisäistä toimintaa mikroskooppisella tasolla nähdessään bakteerien, siittiöiden ja jopa verisolujen virtaavan kapillaarien läpi.
Hänen mikroskoopillaan, jokainen oli keskimääräistä peukaloa pienempi, "oli valtava vaikutus, ja silti ne näyttävät hämmästyttävän yksinkertaiselta", sanoo Marvin Bolt, tieteen ja tekniikan kuraattori Corningin lasimuseossa, jossa harvinainen van Leeuwenhoek-mikroskooppi, lainaksi museo Boerhaave Leidenissä, Hollannissa, on esillä osana näyttelyä soittimista.
Linssit - kaarevat lasipalat, jotka voivat keskittyä valoon suurennettujen esineiden kuvien luomiseksi - olivat Euroopassa valmistettu ja niitä on käytetty kuvan korjaamiseen 1500-luvulta lähtien. 1600-luvulla hollantilaiset linssivalmistajat alkoivat käyttää korkealaatuista venetsialaista lasia linssien luomiseen, jotka tuottivat entistä selkeämpiä, terävämpiä kuvia. Pian joku käytti tällaista linssiä yksinkertaisen mikroskoopin luomiseen, joka voi suurentaa esineitä. Sitten valmistaja pariliitti kuperat ja koverat linssit yhdessä lähestymistavan kanssa, joka oli samanlainen kuin teleskooppien valmistus, luomalla ensimmäisen yhdistemikroskoopin. Vuoteen 1625 mennessä termi “mikroskooppi” oli syntynyt, esiintyneen kirjassa, jonka ovat kirjoittaneet italialaiset tutkijat Francesco Stelluti ja Federico Cesi, jotka olivat käyttäneet instrumenttia mehiläisten tutkimiseen.
Englantilainen tutkija Robert Hooke käytti myös yksinkertaisia ja yhdistelmämikroskooppeja tarkkailemaan monia luonnon näkökohtia, mukaan lukien kirput, kasvit ja sienet. Hänen ensimmäisessä populaaritieteellisessä kirjassaan, joka julkaistiin vuonna 1665, hän esitti mikrografiansa yksityiskohtaisia kasvillisuuden ja eläimistön kaiverruksia mikroskoopeilla havaittuina noin 20-kertaisella suurennuksella. Hooke kuvasi myös kuinka tehdä yksinkertainen mikroskooppi - inspiroiva van Leeuwenhoek ja muut.
Mutta van Leeuwenhoek vei nousevan tekniikan uusiin ääripisteisiin saavuttamalla suurempia suurennuksia kuin koskaan ennen: jopa 300 kertaa tai niin. Hän pani huolella valmistetun lasipallolinssin kahden metallilevyn reikien väliin, jotka oli niitattu yhteen. Sitten hän kiinnitti näytteen toiselle puolelle neulaan, jota voidaan säätää ruuvien avulla. Lasilinssit olivat avainasemassa, ja van Leeuwenhoek käytti muutamia erilaisia tekniikoita käsitykseen - ja vartioi salaisuuksiaan tiiviisti.
Yhdistelmämikroskoopissa, kuten nykyään tiedelaboratoriosta löytyvä, objektiivin lähellä oleva linssi kerää valoa kuvan suurentamiseksi, ja sitten toinen okulaarin linssi suurentaa kuvaa toisen kerran. Mutta varhaisten yhdistelmämikroskooppien kuvat vääristyivät. Yksinkertaisella mikroskoopilla yksi linssi tekee kaiken työn, ja näyte, linssi ja katsojan silmä ovat kaikki hyvin lähellä toisiaan. Van Leeuwenhoekin pienessä otoksessa näyte sijaitsi vain millimetrien päässä linssistä ja tuotti katsojalle selkeän, terävän kuvan.
"Kun kasvatit tehoa, yhdistelmämikroskoopit olivat tuolloin huonompia kuin hyvä, yksinkertainen linssi-instrumentti", sanoo Raymond Giordano, historiallinen mikroskooppien keräilijä ja jälleenmyyjä. -1880 .
Yhdistelmämikroskooppi, jolla on useita kohteita (1890–1910) (Kuva Boerhaaven museon luvalla) 
Tämä yksinkertainen mikroskooppi on yksi harvoista, joita van Leeuwenhoek on edelleen tehnyt. (Kuva: Museum Boerhaave) 
Yhdistelmämikroskooppi pyörivällä liukusäätimellä (1831-1850) (Kuva Boerhaaven museon luvalla) 
Rummumikroskooppi (1750-1755) (Kuva: Museum Boerhaave) 
Yksinkertainen mikroskooppi, jossa on useita linssejä (1774) (Kuva: Museum Boerhaave) Van Leeuwenhoek tutki näytteitä, jotka hän otti omasta suustaan ja vesilasiista, ja löysi ne täynnä niin kutsuttuja eläinlaskuja. "Kun nämä eläinrenkaat tai elävät atomit liikkuivat, he julkaisivat kaksi pientä sarvea, liikuttaen jatkuvasti itseään", hän kirjoitti. ensimmäisessä tieteellisessä lehdessä Philosophical Transactions havaittuaan sadevesinäytteen vuonna 1675.
"Robert Hooke tarkasteli jo tunnettuja eläinten osia", Bolt sanoo. ”Sitten van Leeuwenhoek meni syvemmälle nähdäkseen solutasolla asioita, joita kukaan ei ollut koskaan nähnyt, kuten lihaskuituja, siittiöitä ja bakteereja. Hän todella loi polkua. ”
Oli niin vaikeaa saada näyte keskittymään pieniin instrumentteihinsa, että van Leeuwenhoek teki yleensä mikroskoopin jokaiselle uudelle näytteelle, yhteensä noin 500 laitetta, vaikka nykyään tiedetään olevan vain noin tusina alkuperäistä. Hän antoi osan ja monet huutokaupattiin hänen kuolemansa jälkeen laskeutuen eri maissa. Viime kädessä kuitenkin todennäköisesti, että monet olivat kadonneet tai sulanneet.
Van Leeuwenhoekin havainnot olivat ratkaisevan tärkeitä tieteellisen vallankumouksen ja tieteellisen menetelmän kehittämiselle. Mutta kuten Galileolla kaukoputken kanssa, kului melkein 200 vuotta ennen kuin Louis Pasteurin kaltaiset tutkijat hakeutuisivat sinne, missä van Leeuwenhoek lopetti.
"Van Leeuwenhoek ja hänen aikalaisensa ajattelivat voivansa löytää asioita luonnollisesta maailmasta ei perusteluilla, ei keskustelemalla, vaan tosiasiallisesti tarkkailemalla ja vahvistamalla sitten jonkun toisen havainnot", Bolt sanoo. "Löytön painopiste oli uusi käsite, samoin kuin tieteellisten havaintojen toistettavuus ja objektiivisuus."
Yksinkertaisella mikroskoopilla oli tärkeä rooli tieteessä aina 1800-luvulle saakka. Tällaisia mikroskooppeja ”pidettiin pitkään sellaisena, jota vain luonnonlähteet käyttivät”, Giordano muistelee, että Charles Darwin käytti yksinkertaista mikroskooppia, jonka hän oli suunnitellut itse, mutta tosiasiassa kaikki aikakauden tutkijat käyttivät niitä.
1800-luku toi merkittäviä parannuksia mikroskoopeihin, mukaan lukien akromaattiset linssit, joiden avulla katsojat näkivät värit tarkasti ensimmäistä kertaa. Oli myös uusia tapoja valaista näytteitä ja hallita valoa, ja yhdistelmämikroskooppien emäkset vakiintuivat. Lopuksi, 1800-luvun lopulla, saksalaiset kemikit Otto Schott, Carl Zeiss ja Ernst Abbe aloittivat tieteellisesti lasin suunnittelun erityisesti mikroskoopeille. 1800-luvun lopulla mikroskoopit olivat näkyvissä lukioissa.
Nykyään mikroskooppeja on enemmän kuin koskaan aikaisemmin. Internet on täynnä DIY-oppaita mikroskoopin valmistamiseksi yhdistämällä iPhone-kamera edulliseen laserosoitinlinssiin. Ja Stanfordin yliopisto esitteli viime vuonna Foldscope, paperisen ”tulosta ja taita” -mikroskoopin, joka tutkijoiden mielestä voi mullistaa globaalin kansanterveyden, luonnontieteiden koulutuksen ja kenttäpohjaisen kansalaistieteen. "Se on looginen johtopäätös mikroskooppien historiaan tiedon välineinä", Bolt sanoo, "saada ne muutamasta kädestä monien ihmisten käsiin."
” Näkymättömän paljastaminen: Lasin ja mikroskoopin historia ” on esillä 19. maaliskuuta 2017 asti Corningin lasimuseossa New Yorkissa.
