【環(huán)球播資訊】日光顯微鏡為何能獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷近百年
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史上，出現(xiàn)過(guò)許多風(fēng)靡一時(shí)、但如今只存在于博物館的科學(xué)儀器，日光顯微鏡就是一例。現(xiàn)代顯微鏡大多使用人造光作光源，“日光”與“顯微鏡”的組合確實(shí)已經(jīng)過(guò)時(shí)。但其實(shí)日光顯微鏡作為一種獨(dú)特的光學(xué)儀器，其使用方式和實(shí)際效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)代人的想象——它從18世紀(jì)中期開(kāi)始，獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷近百年，自有其獨(dú)特之處。
顧名思義，日光顯微鏡是以太陽(yáng)光作為光源的顯微鏡，但它實(shí)際上可看作顯微鏡和投影儀的結(jié)合。日光顯微鏡有一塊方形的木板 ，一邊置反光鏡，另一邊固定一支鏡筒，玻片安裝在鏡筒末端。日光顯微鏡必須在黑暗的房間里使用，操作者將它固定在窗戶上，反光鏡在室外，在室內(nèi)調(diào)整反光鏡的角度，陽(yáng)光可反射進(jìn)入鏡筒，并通過(guò)鏡筒內(nèi)的聚光鏡和凸透鏡，將標(biāo)本的圖像放大，投射到墻上的屏幕供人觀看。
(資料圖片)
日光顯微鏡于18世紀(jì)40年代問(wèn)世，發(fā)明者是德國(guó)的醫(yī)生、解剖學(xué)家和物理學(xué)家約翰·納撒尼爾·利伯庫(kù)恩，除了研制日光顯微鏡，他最廣為人知的工作還包括腸道研究——大腸黏膜中廣泛分布的利氏腸腺窩（Crypts of lieberkuhn）就是以他的名字命名的。利伯庫(kù)恩在1739年左右發(fā)明了日光顯微鏡，不過(guò)據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)該裝置還沒(méi)有鏡子，在它進(jìn)入英國(guó)后，倫敦著名的光學(xué)儀器工匠約翰·卡夫?yàn)樗砑恿绥R子。倡導(dǎo)用顯微鏡開(kāi)展科學(xué)研究的英國(guó)博物學(xué)家亨利·貝克隨后發(fā)表了關(guān)于日光顯微鏡使用的論文。日光顯微鏡開(kāi)始在英國(guó)流行起來(lái)。
亨利·貝克明確指出“當(dāng)使用這種顯微鏡時(shí)，房間必須盡可能黑暗，因?yàn)榉块g的黑暗和陽(yáng)光的亮度決定了圖像的清晰度和完美度”?？梢哉f(shuō)，借助自然的陽(yáng)光和黑暗的房間，日光顯微鏡創(chuàng)造了一個(gè)場(chǎng)景，在此場(chǎng)景中，微觀世界的物體從鏡片之下被釋放出來(lái)，它們的圖像進(jìn)入宏觀世界——觀眾可以不直接通過(guò)顯微鏡，就能觀看它們的樣貌，欣賞它們的活動(dòng)。
1694年，荷蘭數(shù)學(xué)和物理學(xué)教授尼古拉斯·哈特索克發(fā)明了螺旋筒型顯微鏡，這種儀器便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)，易于使用，并且可以大規(guī)模生產(chǎn)。1702年，英國(guó)眼鏡和儀器制造商詹姆斯·威爾遜簡(jiǎn)化和推廣了這種顯微鏡。大多數(shù)螺旋筒型顯微鏡由一個(gè)寬螺紋圓柱體組成，可以擰入或擰出鏡筒，以便在固定于銅板之間的載玻片上聚焦。
哈佛大學(xué)就收藏了一臺(tái)用螺旋筒型顯微鏡改造的日光顯微鏡，其設(shè)計(jì)者愛(ài)德華·布羅姆菲爾德是畢業(yè)于哈佛大學(xué)的一位發(fā)明家和藝術(shù)家。這臺(tái)日光顯微鏡可能是美國(guó)殖民地時(shí)期制造的第一臺(tái)顯微鏡，其制作拼接圖紙現(xiàn)保存在哈佛醫(yī)學(xué)院。
日光顯微鏡及其技術(shù)在18世紀(jì)下半葉引起了特別關(guān)注，據(jù)印刷品描述和現(xiàn)存日光顯微鏡的數(shù)量可以推測(cè)其在當(dāng)時(shí)非常流行。倫敦精密光學(xué)儀器制造商愛(ài)德華·奈恩出售儀器所附的傳單中有句話：“在所有類型的顯微鏡中，日光顯微鏡可以被認(rèn)為是最有娛樂(lè)性的。”由此可窺見(jiàn)日光顯微鏡為何受歡迎。
在18世紀(jì)一些自然哲學(xué)著作中，日光顯微鏡被認(rèn)為是哲學(xué)儀器，與普通顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡處于同一類別。而到了19世紀(jì)，人們已經(jīng)開(kāi)始把日光顯微鏡當(dāng)成玩具，專業(yè)的研究者甚至對(duì)日光顯微鏡持鄙視的態(tài)度，英國(guó)顯微鏡學(xué)家戈林曾這樣評(píng)價(jià)日光顯微鏡：普通日光顯微鏡的圖像可以被認(rèn)為是一個(gè)單純的影子，只適合于娛樂(lè)婦女和兒童……它最多只能給我們提供一個(gè)跳蚤的影子，或者一個(gè)像鵝或驢子一樣大的虱子……無(wú)聊的庸人總是會(huì)對(duì)這種鏡片感到滿意，因?yàn)樗麄儾恢里@微鏡除了能將物體的體積放大之外，還能做什么。
在19世紀(jì)，光學(xué)儀器逐漸進(jìn)入家庭生活和公共展覽，成為非常受歡迎的一種娛樂(lè)儀器。倫敦的科學(xué)儀器制造商菲利普·卡彭特1808年開(kāi)始在伯明翰生產(chǎn)眼鏡和顯微鏡，此后他積極投身萬(wàn)花筒和改良型幻影燈的研發(fā)和銷售中，均取得了不俗的成績(jī)，其研發(fā)的產(chǎn)品非常受消費(fèi)大眾的喜愛(ài)。1826年，卡彭特在倫敦威斯敏斯特?cái)z政街24號(hào)開(kāi)設(shè)了一家商店，策劃了一個(gè)名為“微觀世界”的展覽，成為當(dāng)?shù)仡H受歡迎的景點(diǎn)。這個(gè)展覽最初就使用日光顯微鏡吸引顧客前來(lái)觀看，觀眾們坐在提前準(zhǔn)備的座位上，觀看放大的圖像。展覽從早上11點(diǎn)持續(xù)到晚上8點(diǎn)，天黑后，卡彭特以燃燒可燃?xì)怏w作為光源，后來(lái)在陰天時(shí)也如此操作，從而使圖像更加明亮。
可以說(shuō)，在卡彭特這位19世紀(jì)的科學(xué)儀器制造商看來(lái)，科學(xué)和娛樂(lè)并沒(méi)有明確的界限，他抓住了大眾日益增長(zhǎng)的娛樂(lè)需求，成功地將這種上個(gè)世紀(jì)中期的光學(xué)儀器轉(zhuǎn)化成一種流行的新奇事物。如今我們?nèi)ル娪霸嚎措娪?，其?shí)也可以看作是這種科學(xué)+娛樂(lè)活動(dòng)的延續(xù)。
（作者系清華大學(xué)科學(xué)史系助理教授）
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