列文虎克：“小动物”的发现者

1747年5月29日，荷兰代尔夫特举行了一场特殊的拍卖会。和一般的艺术品拍卖不同，这次拍卖会的主角是三四百架单式显微镜。这些显微镜材质一流、制作精良，其中放大倍数最高者达到200倍。这场拍卖会的拍品均出自一人之手：列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek）。

对国人来说，列文虎克这个总在生物学课本上出现的荷兰人既熟悉又陌生。对科学史有所涉猎的人都知道，列文虎克制作了单式显微镜，还发现了微生物、毛细血管、红血球等。

列文虎克（1632—1723）

制作出放大倍数更高的单式显微镜

列文虎克生活的17世纪是荷兰共和国与欧洲诸强竞胜之时，中产阶层的兴起、长途贸易和殖民扩张共同促进了社会财富的增长，由商业贸易推动的交流和宽容的社会氛围为科学、艺术活动提供了土壤。

尽管伽利略、胡克等人很早就制作了由两面凸透镜构成的复合显微镜，但受限于当时的玻璃制造工艺，复合显微镜的放大倍数大多都在20倍到30倍之间。与之相比，列文虎克制造的单式显微镜在放大倍数上有明显的优势，通常可以达到200—300倍以上。那么，列文虎克是如何制作出远远超出时代水平的显微镜呢？尽管他并未完全公开自己的制作方法，但根据对其现存显微镜的研究发现，其制作方法大部分采用的是镜片研磨法。可以想象，手工磨制成直径不到3毫米的球面透镜，需要的是怎样的专注。

列文虎克制作的显微镜

无意中用显微镜发现微生物

列文虎克早期的兴趣在于制作精良的显微镜而非用显微镜探索未知世界。他第一次发现微生物是无心之得。在1676年10月份写给英国皇家学会秘书长奥登伯格的一封长信中，列文虎克提到：

“大约1675年的9月中旬，当时正在研究如何压缩空气，我发现了雨水中的生命，这些雨水在蓝色水桶中放了不过几天。这个新发现促使我更仔细地研究这些雨水；在我看来，这些小动物比起斯沃莫尔丹描绘的小动物水蚤至少小一万倍（此处为体积的比例），你可以用肉眼看到水蚤的踪迹。”

此后，列文虎克在工作之余断断续续地观察了河水、井水、海水，发现了各式各样的“小动物”。他还特意制作了辣椒水、姜水、丁香水、肉豆蔻水进行观察。在1676年8月6日观察辣椒水的记录中，列文虎克提到：“……水中充满了这些千姿百态的小动物。对我而言，在我所发现的诸多自然奇迹中，这是最令人不可思议的。不得不说，从来没有在眼前看到过比这更令人悦目的景色，一滴水中活跃着成千上万的生命，来来回回，每种生命都有自己的运动节奏。即使我说（辣椒水）表面取出的一小滴水中有十万小动物，也绝非夸大。”

英国皇家学会的会员对于列文虎克所提到的“一滴水中活跃着成千上万的生命”将信将疑。应奥登伯格的要求，列文虎克写信详细说明了他是如何计算水滴中的生物数量。为了增加可信度，列文虎克还邀请了多位名流绅士观察显微镜下的生命，其中既有牧师，也有律师和医生。他们都为列文虎克写了证明文书。其他科学家如格鲁、惠更斯利用自己的显微镜分别在皇家学会和法国科学院内部展示了列文虎克的发现，确认“小动物”的存在。列文虎克在其发现得到了皇家学会和欧洲科学界的认可后，全身心地投入到了对未知微生物世界的探索。

借助定量描述和插图向人们展示观察到的微生物

除了高超的显微镜技术外，列文虎克也擅长将自身观察到的微观世界展示给大众。借助定量描述和插图，他将自己观察到的微生物介绍给大家。列文虎克对算术和几何并不陌生，这受益于其年轻时担任测绘员的经历。为了描述微生物的大小，列文虎克设计了一系列相对长度单位，从沙粒、头发丝到虱子眼、人类红细胞等不一而足。虽然这类单位看上去并不精确，估量微生物的大小时却能发挥极大作用，可帮助读者理解。对微生物数量的估计也是列文虎克对微观世界的重要展示。他曾经设计一种简单方法测算出一滴水中至少存在百万数量级的微生物。在用显微镜观察微生物时，列文虎克也会雇佣当地的画匠为其画图，以弥补文字描述的不足。

列文虎克的发现在当时并没有太大用处，但正是沿着他所开辟的道路，后世的微生物学家如巴斯德和科赫等揭示了微生物和人类的密切联系，推动了生物学和医学的进步。（中国社会科学报 邢鑫 作者单位：北京大学哲学系）