歷史丨科學家第一次看到精子是這樣!

我一直堅持工作,不是因為我渴望現在那些榮譽,而是因為我對未知領域的渴求,這讓我比其他任何人都專注。於是,當我發現任何不同尋常的事情,就把它們寫在紙上,並告訴那些擅於研究的人,這是我的責任。——摘自列文虎克1716年6月的信件

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在17世紀,顯微鏡是一個如此新奇的東西,和此前發明的望遠鏡能讓人看到幾公里外的情形給人造成極大震撼一樣,透過顯微鏡見到的微小、充滿生命力、在此之前不為人知的世界更加地驚人。因此,對於列文虎克這樣極富耐心,對萬物抱有無窮好奇眼光又特別敏銳的人來說,“顯微鏡”註定是要讓他做出更加驚人的發現。

那是1677年的11月,一直在擺弄自己那些鏡片的荷蘭代爾夫特商人安東尼•範•列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek,1632年10月24日~1723年8月26日)覺得應該做點什麼更有意思的事情。在此前的數年間,他用自己打磨的鏡片製作出了放大鏡以及今日所稱的“顯微鏡”(比較簡單的,我們甚至可以將其稱為放大鏡),一開始,他用它們來檢查自己經營的綢布店裡面布料樣品的缺陷。但是很快地,列文虎克的觀察範圍就超出了布料,包括晶體、礦物、植物、動物、汙水、昆蟲等。

列文虎克藉助自己的“顯微鏡”詳細地描述了他對人、哺乳動物、兩棲動物和魚類等紅血球的觀察情況,並把它們的形態結構繪成了圖畫。再如,在經過多次對雨水的觀察之後,他將觀察記錄送往了在倫敦的皇家學會:“我用4天的時間,觀察了雨水中的小生物,我很感興趣的是,這些小生物遠比直接用肉眼所看到的東西要小到萬分之一……如果把這些小生物放在蛆的旁邊,它就好像是一匹高頭大馬旁邊的一隻小小的蜜蜂……在一滴雨水中,這些小生物要比我們全荷蘭的人數還多許多倍……”

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列文虎克的顯微鏡

1677年11月的某個晚上,突發奇想的列文虎克跳上床“快速射精後馬上衝向他自制的顯微鏡”(此處刪除五千字,看官可以自由發揮想象)。結果是,他成為有史以來世界上第一個見到精子細胞的人。“在一粒沙子般大小的份量中有上千物體遊動,”他懷著驚訝之情寫道,“它們有著細細的尾巴,長度約是身體的五六倍……藉著尾巴往前遊動的樣子就像是蛇或是在水中游泳的鰻魚。”在給皇家學會的報告信中,列文虎克急著向皇家學會保證,他是在“夫妻親熱後”取得的樣本(而不是藉由“罪惡地玷汙自己”),但他未論及是否列文虎克夫人也分享了他的科學觀察愛好。

不過,列文虎克夫人是否愛好科學這一點並不重要,還有其他人分享了列文虎克的科學觀察愛好。即便是查理二世也很高興能透過顯微鏡見證生命的縮影。“陛下看到小動物,驚訝地注視著並帶著崇高的敬意提到我的名字。”列文虎克自豪地說。這點進展幾乎就像列文虎克的科學發現一樣引人注目。在科學的新世界,一個從來沒有上過大學,只說荷蘭文不懂拉丁文的商人,也能找到引起國王注意的重大發現。

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列文虎克繪製的顯微鏡下的精子(發表於1679年的哲學學報)

有意思的是,列文虎克在這個被人稱為“命運之夜”所使用的顯微鏡於2009年4月被拍賣,經過激烈的競價,最後的中標價為48萬美元。

列文虎克對自己製作顯微鏡的技術嚴格保密,他曾說“有些東西我得自己留著”,以至於後來的一段時間裡,因為其他科學家不知道訣竅,無法複製“列文虎克鏡片”,從而對他的發現倍加質疑。其實,他的鏡片並不是打磨出來的,他只是取了一根細玻璃棒,把中部在火焰上烤軟,往兩頭輕輕拉開,再將拉細的玻璃棒傾斜地放在火焰上融化,並控制好火焰的溫度,讓融化的玻璃慢慢往下流,直到凝出一小滴“玻璃珠”,由此傳說中的列文虎克鏡片就做成了。不過,這個過程,一直到列文虎克去世近200年後才有人在美國複製出來。

1680年,列文虎克才被選為倫敦皇家學會的正式研究員。後來的日子裡,他在自己的牙菌斑裡看到“數量驚人的活微生物(Dierken)”,在糞便裡發現了螺旋體。當然,這些微生物在疾病中扮演的角色,要在一個半世紀後才會被法國科學家路易•巴斯德(Louis Pasteur,1822-1895)發現。而且,列文虎克早就發現,高溫和醋可以殺死絕大多數他發現的微生物,然而,要一直到19世紀人們才開始通過這種方法來消毒和避免感染。列文虎克甚至觀察過30種動物的精子,從而瞭解到精子必須穿透卵子才能受精……

列文虎克的一生中磨製了超過500個鏡片,並製造了400種以上的顯微鏡,其中只有9種至今仍有人使用。雖然他活著的時候就看到人們承認了他的發現,但要等到100多年以後,當人們在用效率更高的顯微鏡重新觀察列文虎克描述的形形色色的Dierken,並知道他們會引起人類嚴重疾病和產生許多有用物質時,才真正認識到列文虎克對人類認識世界所做出的偉大貢獻。

如果你發明了第一臺顯微鏡,你會想看看什麼呢?

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列文虎克肖像(by Jan Verkolje)

【科普】

安東尼•列文虎克(Antony van Leeuwenhoek)荷蘭顯微鏡學家、微生物學的開拓者,生卒均於代爾夫特。由於勤奮及本人特有的天賦,他磨製的透鏡遠遠超過同時代人。他的放大透鏡以及簡單的顯微鏡形式很多,透鏡的材料有玻璃、寶石、鑽石等。其一生磨製了400多個透鏡,有一架簡單的透鏡,其放大率竟達270倍。主要成就:首次發現微生物,最早紀錄肌纖維、微血管中血流。


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