肉眼看不見的世界，到底有多震撼？｜科學世界·視點

2026-04-20 14:45

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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我們習慣了用肉眼看世界，卻不知道，在我們的視線之外，還有一個鮮活、龐大、決定萬物生死的微觀天地。從一滴雨水、一顆牙垢、一片煙葉，到細菌、病毒、細胞…… 人類用三百年時間，一步步推開了微觀世界的大門。

1676年，荷蘭代爾夫特的布商安東尼·范·列文虎克（Antonievan Leeuwenhoek）在寫給英國皇家學會的信中，描繪了一個前所未有的世界：“水滴之中藏有無數(shù)微小生靈，或如細棍、或如圓珠、或如旋絲，穿梭游動，生機盎然。”

這個連拉丁文都不識的普通人，用自制的玻璃透鏡，第一次讓人類窺見了微觀生命的奧秘。

列文虎克 | 圖源：維基百科｜作者揚·維科萊

從列文虎克的簡易透鏡到今天的電子顯微鏡，人類對微生物的觀察之旅，既是一場工具的迭代革命，更是一部以好奇心為帆、以科學思維為槳的探索史。讓我們循著觀察工具的升級軌跡，從細菌到病毒，從細胞表面到細胞器內部，一步步拆解生命的微觀密碼，重塑對生命本質的理解。

磨鏡者的突破：推開微觀世界的大門

17世紀的歐洲，眼鏡制造業(yè)在荷蘭阿姆斯特丹初具規(guī)模，人們早已發(fā)現(xiàn)凸透鏡的放大作用，卻僅能借此看清跳蚤的足、植物的表皮，從未想過肉眼之外還有一個完整的生命體系。列文虎克的磨鏡之路，始于綢布生意的實際需求——為了看清布料的細微紋路，他開始摸索磨制透鏡的技巧，這一愛好最終成為他畢生的追求。

列文虎克式顯微鏡

這個顯微鏡的結構非常簡單，用法如圖所示。金屬板上鑲嵌了一枚圓珠狀的透鏡，透鏡前面的針尖用來固定樣品。有兩個方向的金屬螺桿調節(jié)樣品的位置和在透鏡前的距離。列文虎克最初就是用這種顯微鏡發(fā)現(xiàn)了一個新世界。

與當時流行的雙透鏡復合顯微鏡*不同，列文虎克堅信鏡片的疊加并不是最優(yōu)選項，始終執(zhí)著于單透鏡的打磨。他磨制的透鏡最小僅有針孔大?。ㄖ睆郊s1.5毫米），卻能實現(xiàn)約266倍的放大效果——這在當時是不可思議的數(shù)字。

*1665年，已經(jīng)有復合透鏡顯微鏡，放大倍率約30~50倍。受限于17世紀的玻璃質量和光技術，復合透鏡顯微鏡顯著的色差和球差會讓成像產生彩色邊緣和模糊輪廓，亮度較低，分辨率5~10微米。列文虎克的單透鏡顯微鏡在放大倍率上遠超同時代的顯微鏡，色差和球差極小，分辨率1~2微米，并具有卓越的對比度。

他用黃銅片制作簡易支架，鉆小孔引光，讓觀察對象在光線下呈現(xiàn)，這臺簡陋卻精巧的裝置，成為人類第一臺實用的微生物顯微鏡。

有了這臺“秘密武器”，列文虎克將觀察觸角伸向了世間萬物：布料纖維、昆蟲翅膀、動物毛發(fā)，甚至是自己牙齒上的牙垢。1674年，一滴雨水讓他窺見了微觀生命的全貌。根據(jù)它們的最直觀特征又小又活潑，他給它們取名為dierken、diertgens等（dier是荷蘭語中“動物”的意思，后綴是荷蘭語中最常見的小寫形式，這個詞的意思是“非常小的小動物”)，這是人類首次觀察到細菌與原生動物。

此后，他的觀察成果不斷刷新認知：看清鮭魚紅細胞的形態(tài)、觀察到人類精子的游動、發(fā)現(xiàn)輪蟲隨微塵隨風傳播的特性……一生之中，他向英國皇家學會寄出200多封觀察信件，字字句句都是對微觀世界的真實記錄。

列文虎克在1673年至1723年間致函皇家學會，共計190封。這些信件以荷蘭語書寫，部分譯成英語和拉丁語，共裝訂成4卷。圖源：倫敦皇家學會

列文虎克繪制的一歲生白蠟樹木材的微觀切片圖源：維基百科

起初，這些發(fā)現(xiàn)遭到皇家學會學者的質疑，他們將其視為“鄉(xiāng)下佬的空想”。直到羅伯特·胡克（Robert Hooke）等科學家復刻實驗，在顯微鏡下親眼見到那些游動的“dierken”，質疑才煙消云散。1680年，列文虎克當選英國皇家學會會員，一個無正規(guī)科學訓練的布商，憑借雙手與好奇心，躋身世界頂尖科學家之列。