显微镜的前世今生

科学仪器的发明，有时是无意识的偶然所得，有时却是苦心孤诣的结果。显微镜的发明，可能就是“无心插柳柳成荫”的最好例证。

显微镜（放大镜）的最早出现，可追溯到古罗马帝国朱里亚·克劳狄王朝的最后一任皇帝尼禄（Nero Claudius Drusus Germanicus，37～68）。这位被世人称为“嗜血的尼禄”的古罗马帝国统治者，可谓残暴异常而且荒淫无度。中国古代形容商纣王（？～约前1046）荒唐的生活方式为“酒池肉林”，从字面上了解也仅仅在“酒肉”上的过分需求与浪费，而尼禄的残暴与淫荡，却难以用一个成语去概括。但就是这位在西方历史上多作为反面人物出现的帝王，由于要观看舞台表演（据传也是荒淫的表演），发现透过绿宝石观看舞台节目，可以看得更清晰，眼睛也不易疲劳。而后，人们将之延伸到用来矫正视力，这也许是眼镜的最早萌芽，却也与显微镜的发明有着千丝万缕的关系。

早期的复式显微镜

眼镜最早出现于13世纪，大大克服了人们由于眼球的变异出现的视觉障碍。到了16世纪，眼镜制作已经成为一门很专业的工业。但此时，透镜的使用还局限于“单式显微镜”，即放大镜。我国明末清初的光学仪器制造家孙云球（1628～1662）撰写的《镜史》中提到的“存目镜”，也就是放大镜，属于单式显微镜。

真实的历史，重大事件的发生，并非都像中国古代文学著作中所铺陈的一样，先有什么“异象”，再有什么“祥瑞”。其实许多重大事情的出现都是非常偶然的，是在当事人毫无准备的情况下悄悄地进行着。

16世纪末，荷兰的眼镜制造业非常发达，出现了许多专业从事磨玻璃为生计的工匠。在1590年的荷兰的米德尔堡，眼镜制造商詹森（Z. Jansen，1588～1628）的儿子杰克恩（有史记载为其弟弟）在玩耍时，无意间将两片凸透镜离一定距离观察小蚂蚁，发现小蚂蚁的放大程度比一片凸透镜要大许多。1595年，詹森父子就用铁片将两个凸透镜分别卷起来，而且可以让小铁筒在大铁筒里滑动，可以调节两个凸透镜之间的距离，这样就制成了最原始的复式显微镜，用它来观察微小物体。

1595年詹森父子制作的第一台复式显微镜

当然，这样的偶尔发现“神话”也在意大利的眼镜制造工匠中发生了。

在我国，孙云球的《镜史》中也记录了制作“察微镜”的方法，这种“察微镜”就是复式显微镜。除此之外，清朝康熙年间扬州人黄履庄（1656～？）也大约于1675～1685年期间制造过显微镜，这些在《虞初新志·黄履庄传》中都有详细的记载。而“显微镜”一说，直到风流而天才的戏剧家李渔（1611～1680），在他1658年写就的小说《十二楼·夏宜楼》中写下了“所以叫作显微，以其能显至微之物而使之光明较著也”之句，“显微镜”一词才得以在中国盛行。

在欧洲，显微镜的发展因为光学的发展而突飞猛进。1611年，伟大的科学家伽利略掌握了复合式显微镜的制作方法。伽利略的显微镜能将苍蝇、跳蚤放大很多倍，用伽利略的话说就是“（在显微镜下）苍蝇就像羔羊”，所以，他的显微镜也被称为“跳蚤镜”。

伽利略制作的显微镜的仿品

欧洲对显微镜的改进从来没有止步。1665年，英国著名科学家罗伯特·胡克利用自制的复合式显微镜观察软木（一说是“栎树皮”）的木栓组织，发现视野中出现了许多蜂窝状的小室，胡克就用英文“cell”（原意为“小室”）来描述他的发现，翻译成中文就是“细胞”。虽然，胡克观察到的是由纤维构成的死细胞的细胞壁，并非完整的活细胞，但他毕竟是最早发现了细胞，在生物学史上记下了浓墨重彩的一笔。这也许是生物学上最激动人心的一刻，它标志着人类开启了从微观角度认识自身的新篇章。

胡克还利用他的显微镜观察蜜蜂的刺、苍蝇的脚、鸟的羽毛、鱼鳞片以及跳蚤、蜘蛛、草麻等，并将自己的观察结果记录下来，写成了《显微术》一书。

其后，利用显微镜来研究生物结构的实例层出不穷，这也促使科学家们不断地改良显微镜，使显微镜的放大率、分辨率越来越高，观察到的像越来越清晰，而且也克服了色差等问题。

荷兰磨镜师傅、业余科学家安东尼·列文虎克对显微镜的发展贡献卓著。他一生制作了419架显微镜（包括单式显微镜），其中最大的放大倍数达到266倍，这在当时来说堪称奇迹。1674年，列文虎克利用自制的显微镜观察鱼的红细胞时，详细描述了细胞核的结构，并于1680年利用显微镜发现了酵母菌。

1833年，英国科学家布朗用显微镜观察紫罗兰细胞的细胞核；1838年，德国植物学家施莱登和动物学家施旺分别用显微镜研究动、植物细胞，提出细胞学说；1857年，瑞士解剖学家及生理学家阿尔伯特·冯·科立克利（Albert von Kölliker，1817～1905）用显微镜发现了肌细胞中的线粒体；1879年，德国生物学家弗莱明（W.Flemming，1843～1905）用显微镜观察动物细胞的有丝分裂，发现清晰的染色体活动……

上述的显微镜还都是光学显微镜。随着科学研究的深入，光学显微镜已经不能满足科学研究的需求。这样，在1931年，德国科学家恩斯特·鲁斯卡（Ernst Ruska，1906～1988）和马克斯·克诺尔（Max Knoll，1897～1969）为了提高显微镜的分辨率，尝试用电子束代替可见光，用电磁透镜代替玻璃透镜，研制出世界上第一台透视电子显微镜。为此，卢斯卡获得1986年的诺贝尔物理学奖。其后，电子显微镜得到长足的发展，目前电子显微镜能放大几百万倍，分辨率也达到0.1纳米以上。

电子显微镜

显微镜的发展与科学研究息息相关，显微镜作为科学研究的工具，为科学研究插上了高飞的翅膀，同时科学技术的发展，也为显微镜技术的发展奠定了基础。

为了适应不同场所、不同观测的要求，显微镜也向个性化方向发展，如出现过暗场显微镜、紫外显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜、相衬显微镜、干涉显微镜、离心显微镜、倒置显微镜、体视显微镜、袖珍显微镜等特种显微镜。而电子显微镜因为工作原理的差异也分为透射电子显微镜、电子数码显微镜和扫描电子显微镜。