Микроскоп - одно из самых значимых изобретений, которое стало отправной точкой для научных открытий в совершенно новых мирах. Первые микроскопы появились в XVII веке в Нидерландах. Но вскоре ученые использовали этот инструмент в своих исследованиях, чтобы сделать новые и удивительные открытия в области анатомии, ботаники и энтомологии.
Первые микроскопы
Первые оптические микроскопы появились в начале 17 века, вскоре после изобретения телескопа, которое обычно приписывают фламандскому производителю очков Хансу Липперши (ок. 1570 -ок. 1619). Год или два спустя Галилей (1564-1642) создал превосходный телескоп, с помощью которого он наблюдал небеса в мельчайших деталях, опубликовав свои результаты в Sidereus Nuncius ("Звездный вестник") в 1610 году. Микроскоп также появился в Нидерландах, его изобретение обычно приписывают Корнелиусу Дреббелю (1572-1635) или Хансу Янссену. Как и в телескопе, в микроскопе использовались две линзы, установленные в полой трубке. Модель Дреббеля повторяла конструкцию телескопа не Галилея, у которого были вогнутая и выпуклая линзы, а Иоганна Кеплера (1571-1630), который использовал две выпуклые линзы в своих приборах. Хотя в последнем варианте изображение было перевернуто, оно также было намного четче.
Вскоре появились специалисты по изготовлению микроскопов, одним из самых уважаемых производителей был Джон Маршалл. Разработанный Маршаллом составной микроскоп с тремя линзами (окуляром, полевой линзой и объективом) и возможностью добавления дополнительного света с помощью свечи под основанием, сегодня можно увидеть в Музее науки в Лондоне. Одним из известных частных производителей был Антони ван Левенгук (фото см. Ниже), который изготовил более 500 микроскопов, включая образцы с впечатляющим увеличением в 270, используя крошечную стеклянную бусинку вместо линзы большего размера. Были внесены дальнейшие изменения для улучшения прибора, такие как добавление небольшого зеркала к основанию, угол наклона которого можно регулировать, чтобы направлять больше света на рассматриваемый образец. Создатель приборов Эдвард Калпепер (1670-1737) сделал это зеркало вогнутым, увеличив освещенность.
Например, в 1625 году Франческо Стеллути подробно исследовал тела пчел и опубликовал свое исследование под названием The Apiarium, первое исследование, основанное на микроскопической науке. Вскоре последовало много других открытий и научных работ, и ко второй половине 17 века были опубликованы прекрасно иллюстрированные работы, которые в точности раскрывали заинтересованным читателям то, что можно было увидеть в новейшие микроскопы. Теперь стало ясно, что крошечное насекомое может быть таким же сложным по своему строению, как и крупное млекопитающее. Вид через микроскоп также вызвал некоторые вопросы, например, у самой блохи-паразита есть блохи, не могут ли и у этих блох быть блохи и так далее до бесконечности? Микроскоп открыл новые миры, но где их конец? Изобретение, казалось, поставило больше вопросов.
Открытия ученых
В истории микроскопа было несколько ключевых фигур. Марчелло Мальпиги (1628-1694) был известным врачом. Он вырос до профессора медицины в Пизанском университете, а затем в Болонском университете, прежде чем занять должность врача папы Иннокентия XII (в 1691-1700 годах). Мальпиги был первым, кто использовал микроскоп для подробных анатомических исследований, и в 1661 году он опубликовал свою работу О легких, где раскрыл их истинное строение. Кроме того, Мальпиги обнаружил, что капилляры соединяют вены и артерии, и таким образом подтвердил открытие Уильямом Харви кровообращения в человеческом теле. Мальпиги провел несколько других углубленных исследований, в частности, человеческого мозга, языка, почек и кожи, а также шелкопряда и куриного эмбриона (таким образом, по сути, основав науку эмбриологии). Исследования Мальпиги по анатомии человека были включены в книгу "Анатомию человеческого тела" Говарда Бидлоо (1649-1713), опубликованную в 1685 году.
Христиан Гюйгенс (1629-1695) был известен своими работами во многих других областях науки, но он также проявлял активный интерес к микроскопам, производя высококачественные инструменты вместе со своим братом Константином. Голландец Гюйгенс извлек выгоду из местного производства высококачественных линз.
Микроскопия пришла в упадок в 18 веке. Микроскоп, например, не был инструментом, широко используемым в медицине. Историк Дж. Генри объясняет, почему это было так:
По крайней мере, одной из причин того, что микроскоп не стал таким же важным инструментом в анатомических исследованиях, каким телескоп стал в астрономических исследованиях, была его неспособность завоевать авторитет среди практикующих врачей. Способность телескопа повышать точность позиционной астрономии гарантировала его полезность, но знание невидимой структуры органов никак не способствовало повышению эффективности медицинской системы, основанной в основном на изучении и лечении симптомов болезни ... ведущие врачи, такие как Томас Сайденхэм (1624-89) и Джон Локк (1632-1704), отвергли его использование.
Короче говоря, телескоп использовался для доказательства ошибочности существующих теорий, в то время как микроскоп просто показал, что теперь необходимо создать целый набор новых теорий. Например, долгое время считалось, что очень маленькие насекомые были созданы спонтанно из какой-то невидимой материи. Микроскоп показал, что крошечные насекомые на самом деле проходят репродуктивный цикл, как и более крупные существа. Микроскоп, возможно, с учетом его назначения, смог добиться небольшого прогресса в наших знаниях о мире. На самом деле его проблема заключалась в технических недостатках линз, освещения и подготовки предметных стекол.
Микроскоп, возможно, и не доминировал в науке, как это могло бы быть, но инструмент действительно стал популярным в домах богатых людей. Он стал своего рода сложной игрушкой, которой можно было поражать посетителей наряду с семейными картинами и раритетными экспонатами. Хотя микроскоп был дешевле телескопа, он все еще оставался дорогим предметом. В начале 18 века обычный микроскоп стоил около 5 фунтов стерлингов (в то время это было эквивалентно трехмесячной заработной плате рабочего).
Более совершенные и гораздо более мощные микроскопы в конечном итоге возродили научное использование инструмента. Исаак Ньютон предсказал, "что приборы, увеличивающие в три или четыре тысячи раз, могут позволить увидеть атомы". Другие мыслители 17 века надеялись, что однажды микроскопы смогут показать частицы воздуха и реальное движение света. Микроскоп вернулся на передний план науки в 19 веке благодаря работам таких деятелей, как Луи Пастер (1822-1895), чьи новаторские исследования микробов привели к жизненно важному прогрессу в борьбе с болезнями и вакцинации. Когда в 1930-х годах были изобретены более мощные микроскопы, такие как электронный микроскоп, этот прибор уже занял свое законное место в качестве одного из важнейших инструментов современного научного исследования.
