https://frosthead.com

המיקרוסקופים המוקדמים חשפו עולם חדש של דברים חיים זעירים

לאנטוני ואן ליוונהוק היה מה שיש שיחשבו כתחביב יוצא דופן עבור סוחר בדים הולנדי במאה ה -17: ייצור מיקרוסקופים פשוטים אך מעודנים.

תוכן קשור

  • הרשו לנו עכשיו לשבח את המצאת המיקרוסקופ

עיר הולדתו דלפט בהולנד חווה תור זהב של שגשוג וצמיחה תרבותית. ההולנדים זכו לאחרונה בעצמאותם מספרד, והאומה הפכה במהירות לאחת העשירות בעולם, עם חיל עוצמה וסחר בינלאומי משגשג באמצעות חברת הודו ההולנדית-מזרחית. העשירים הטריים הפכו להיות פטרונים של אמנים כמו רמברנדט ורמייר, ומשוחררים מהאילוצים של ספרד הקתולית, חוקרים החלו להתבונן בעולם הטבע בצורה מדעית.

בזמנו המיקרוסקופים לא נראו כמו אלה שנמצאו כעת במעבדות ובכיתות, והם לא היו משמשים הרבה למדע. ואן ליוונהוק וסוחרים אחרים השתמשו במיקרוסקופים כף יד כדי לבדוק את מרכולתם על פגמים. אבל עם זמן וכסף לעיסוק פנאי, ואן ליוונהוק החל להתעסק במיקרוסקופים אלה. ובשנות ה -70 של המאה העשרים, הוא הפנה את מכשיריו לדברים חיים - ופתח בפניו עולם חדש. הוא הפך להיות האדם הראשון שצפה בתפקודו הפנימי של הגוף ברמה מיקרוסקופית, כשראה חיידקים, זרע ואפילו תאי דם זורמים דרך נימים.

המיקרוסקופים שלו, כל אחד קטן מהאגודל הממוצע, "השפיעו מאוד, ובכל זאת הם נראים פשוטים להפליא", אומר מרווין בולט, אוצר המדע והטכנולוגיה במוזיאון הקורנינג לזכוכית, שם נמצא מיקרוסקופ נדיר של ואן ליוונהוק, בהשאלה מ המוזיאון Boerhaave בליידן, הולנד, מוצג כחלק מתערוכה על הכלים.

עדשות - פיסות זכוכית מעוקלות שיכולות למקד אור ליצירת תמונות מוגדלות של חפצים - נוצרו באירופה ושימשו לתיקון הראייה מאז המאה ה -14. במאה ה -16 החלו יצרני העדשות ההולנדיים להשתמש בזכוכית ונציאנית איכותית כדי ליצור עדשות שהפיקו תמונות ברורות וחדות יותר מבעבר. עד מהרה, מישהו השתמש בעדשה כזו כדי ליצור מיקרוסקופ פשוט שיכול להגדיל חפצים. ואז, יצרנית התאמה בין עדשות קעורות וקעורות יחד, בגישה הדומה לאופן בו נוצרו טלסקופים, ויצרה את המיקרוסקופ המתחם הראשון. בשנת 1625 נולד המונח "מיקרוסקופ", והופיע בספרם של החוקרים האיטלקים פרנצ'סקו סטלוטי ופדריקו צ'סי, שהשתמשו בכלי ללימוד דבורי דבש.

רוברט הוק, חוקר אנגלי, השתמש גם במיקרוסקופים פשוטים ומורכבים בכדי לצפות בהיבטים רבים של עולם הטבע, כולל פרעושים, צמחים ופטריות. המיקרוגרפיה שלו, ספר המדע הפופולרי הראשון, שיצא לאור בשנת 1665, הציג חריטות מפורטות של החי והצומח כפי שנצפו במיקרוסקופים בהגדלות של בערך 20 פעמים. הוק תיאר גם כיצד ליצור מיקרוסקופ פשוט - השראה את ואן ליוונהוק ואחרים.

אולם ואן ליוונהוק לקח את הטכנולוגיה המתפתחת לקצוות חדשים, והשיג הגדלות גבוהות מתמיד: עד 300 פעמים בערך. הוא הכין עדשת כדור זכוכית מעוצבת בקפידה בין החורים בשני לוחות מתכת, שהיו מסודרים זה לזה. לאחר מכן הוא הרכיב את הדגימה בצד אחד, על מחט שניתן לכוונן בעזרת ברגים. עדשות הזכוכית היו מרכזיות, ואן ליוונהוק השתמש בכמה טכניקות שונות כדי ליצור את שלו - ושמר על סודותיו מקרוב.

במיקרוסקופ מורכב, כמו זה שנמצא במעבדה מדעית כיום, עדשה הקרובה לאובייקט אוספת אור בכדי להגדיל את התמונה, ואז עדשה אחרת בעינית מגדילה את התמונה בפעם השנייה. אבל התמונות במיקרוסקופים מורכבים מוקדמים עוותו. בעזרת מיקרוסקופ פשוט עדשה בודדת עושה את כל העבודה, והדגימה, העדשה ועין הצופה כולם קרובים זה לזה. במתקן הזעיר של ואן ליוונהוק, הדגימה הייתה ממוקמת במרחק מילימטרים ספורים מהעדשה, והניבה תמונה ברורה וחדה לצופה.

"ככל שהגברת את ההספק, המיקרוסקופים המורכבים באותה תקופה היו נחותים מכלי עדשות טוב ופשוט, " אומר ריימונד ג'ורדנו, אספן ומכירת מיקרוסקופ היסטורי, ומחבר עדשת המגלה: היסטוריה מצולמת של המיקרוסקופ הפשוט, 1680 -1880 .

מיקרוסקופ מורכב עם מטרות מרובות (1890-1910) (תמונה באדיבות מוזיאון בוערהאווה) המיקרוסקופ הפשוט הזה הוא אחד המעטים שנעשה על ידי ואן ליוונהוק שעדיין קיימים. (תמונה באדיבות מוזיאון Boerhaave) מיקרוסקופ מורכב עם מגש שקופיות מסתובב (1831-1850) (תמונה באדיבות מוזיאון Boerhaave) מיקרוסקופ תוף (1750-1755) (תמונה באדיבות מוזיאון בוערהאווה) מיקרוסקופ פשוט עם עדשות מרובות (1774) (תמונה באדיבות מוזיאון Boerhaave)

ואן ליוונהוק בדק דגימות שלקח מפיו ומכוסות מים וגילה כי הם רואים את מה שהוא מכנה "בעלי חיים." "כאשר אטמות החיות האלה או האטומים החיים אכן זזו, הם הניחו שתי קרניים קטנות, כל הזמן הזיזו את עצמן", כתב. בכתב העת המדעי הראשון, עסקאות פילוסופיות, לאחר שצפה במדגם של מי גשם בשנת 1675.

"רוברט הוק הסתכל על חלקים מבעלי חיים שהיו ידועים כבר", אומר בולט. "ואז ואן ליוונהוק העמיק יותר, לראות ברמה התאית דברים שאיש לא ראה לפני כן, כמו סיבי שריר, זרע וחיידקים. הוא באמת פלט שביל. "

היה כל כך קשה להביא דגימה למיקוד במכשירים הזעירים שלו, עד כי ואן ליוונהוק הכין בדרך כלל מיקרוסקופ לכל דגימה חדשה, כ -500 מכשירים בסך הכל, אם כי ידוע שקיימים כיום רק כתריסר מקוריים. הוא הסגיר חלק ורבים נמכרו במכירה פומבית לאחר מותו, ונחתו במדינות שונות. אולם בסופו של דבר, סביר להניח שרבים אבדו או נמסו.

ממצאיו של ואן ליוונהוק היו מכריעים למהפכה המדעית ולפיתוח השיטה המדעית. אבל, כמו גלילאו עם הטלסקופ, עברו כמעט 200 שנה עד שמדענים כמו לואי פסטר יאספו איפה שאן ליוונהוק הפסיק.

"ואן ליוונהוק ובני דורו הבינו שהם יכולים לגלות דברים על העולם הטבעי לא על ידי הנמקה, לא על ידי דיון, אלא על ידי התבוננות בפועל ואז אישור התצפיות של מישהו אחר, " אומר בולט. "העדיפות של הגילוי הייתה מושג חדש, כמו גם המשכפל של ממצאים מדעיים ואובייקטיביות."

המיקרוסקופ הפשוט מילא תפקיד חשוב במדע עד למאה ה -19. ג'יורדנו נזכר במיקרוסקופים כאלה "שנחשבו זמן רב כמשהו שרק אנשי טבע השתמשו בו", וציין כי צ'רלס דארווין השתמש במיקרוסקופ פשוט שתכנן לעצמו, אך למעשה, כל המדענים באותה תקופה השתמשו בהם.

המאה ה -19 הביאה שיפורים גדולים למיקרוסקופים, כולל עדשות אכרומטיות, שאיפשרו לצופים לראות את הצבע במדויק לראשונה. היו גם דרכים חדשות להאיר דגימות ולבקרת אור, ובסיסי המיקרוסקופים המורכבים הפכו יציבים יותר. לבסוף, בשלהי 1800, החלו הכימאים הגרמנים אוטו שוט, קרל זייס וארנסט אבא לזכוכית מדעית במיוחד למיקרוסקופים. בשלהי 1800, מיקרוסקופים הופיעו בבתי הספר התיכוניים.

כיום, מיקרוסקופים זמינים מתמיד. האינטרנט מלא במדריכי עשה זאת בעצמך להכנת מיקרוסקופ על ידי שילוב של מצלמת אייפון עם עדשת מצביע לייזר זולה. ובשנה שעברה הציגה אוניברסיטת סטנפורד את ה- Foldscope, מיקרוסקופ פשוט "להדפיס וקפל" של נייר, שלדעת החוקרים יכול לחולל מהפכה בבריאות הציבור, חינוך מדעי ומדע אזרחי מבוסס-שטח. "זו המסקנה ההגיונית להיסטוריה של המיקרוסקופים, כמכשירים של ידע", אומר בולט, "להביא אותם מכמה ידיים לידיים של אנשים רבים."

" חושף את הבלתי נראה: ההיסטוריה של הזכוכית והמיקרוסקופ " מוצג עד 19 במרץ, 2017, במוזיאון הזכוכית של קורנינג בניו יורק.

המיקרוסקופים המוקדמים חשפו עולם חדש של דברים חיים זעירים