【環(huán)球播資訊】日光顯微鏡為何能獨領(lǐng)風(fēng)騷近百年
在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史上，出現(xiàn)過許多風(fēng)靡一時、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”的組合確實已經(jīng)過時。但其實日光顯微鏡作為一種獨特的光學(xué)儀器，其使用方式和實際效果遠遠超出現(xiàn)代人的想象——它從18世紀(jì)中期開始，獨領(lǐng)風(fēng)騷近百年，自有其獨特之處。
顧名思義，日光顯微鏡是以太陽光作為光源的顯微鏡，但它實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，陽光可反射進入鏡筒，并通過鏡筒內(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年代問世，發(fā)明者是德國的醫(yī)生、解剖學(xué)家和物理學(xué)家約翰·納撒尼爾·利伯庫恩，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。利伯庫恩在1739年左右發(fā)明了日光顯微鏡，不過據(jù)說當(dāng)時該裝置還沒有鏡子，在它進入英國后，倫敦著名的光學(xué)儀器工匠約翰·卡夫為它添加了鏡子。倡導(dǎo)用顯微鏡開展科學(xué)研究的英國博物學(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。日光顯微鏡開始在英國流行起來。
亨利·貝克明確指出“當(dāng)使用這種顯微鏡時，房間必須盡可能黑暗，因為房間的黑暗和陽光的亮度決定了圖像的清晰度和完美度”。可以說，借助自然的陽光和黑暗的房間，日光顯微鏡創(chuàng)造了一個場景，在此場景中，微觀世界的物體從鏡片之下被釋放出來，它們的圖像進入宏觀世界——觀眾可以不直接通過顯微鏡，就能觀看它們的樣貌，欣賞它們的活動。
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，易于使用，并且可以大規(guī)模生產(chǎn)。1702年，英國眼鏡和儀器制造商詹姆斯·威爾遜簡化和推廣了這種顯微鏡。大多數(shù)螺旋筒型顯微鏡由一個寬螺紋圓柱體組成，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)就收藏了一臺用螺旋筒型顯微鏡改造的日光顯微鏡，其設(shè)計者愛德華·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。這臺日光顯微鏡可能是美國殖民地時期制造的第一臺顯微鏡，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)量可以推測其在當(dāng)時非常流行。倫敦精密光學(xué)儀器制造商愛德華·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)為是最有娛樂性的。”由此可窺見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鏡處于同一類別。而到了19世紀(jì)，人們已經(jīng)開始把日光顯微鏡當(dāng)成玩具，專業(yè)的研究者甚至對日光顯微鏡持鄙視的態(tài)度，英國顯微鏡學(xué)家戈林曾這樣評價日光顯微鏡：普通日光顯微鏡的圖像可以被認(rèn)為是一個單純的影子，只適合于娛樂婦女和兒童……它最多只能給我們提供一個跳蚤的影子，或者一個像鵝或驢子一樣大的虱子……無聊的庸人總是會對這種鏡片感到滿意，因為他們不知道顯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)儀器逐漸進入家庭生活和公共展覽，成為非常受歡迎的一種娛樂儀器。倫敦的科學(xué)儀器制造商菲利普·卡彭特1808年開始在伯明翰生產(chǎn)眼鏡和顯微鏡，此后他積極投身萬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，其研發(fā)的產(chǎn)品非常受消費大眾的喜愛。1826年，卡彭特在倫敦威斯敏斯特攝政街24號開設(shè)了一家商店，策劃了一個名為“微觀世界”的展覽，成為當(dāng)?shù)仡H受歡迎的景點。這個展覽最初就使用日光顯微鏡吸引顧客前來觀看，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點持續(xù)到晚上8點，天黑后，卡彭特以燃燒可燃氣體作為光源，后來在陰天時也如此操作，從而使圖像更加明亮。
可以說，在卡彭特這位19世紀(jì)的科學(xué)儀器制造商看來，科學(xué)和娛樂并沒有明確的界限，他抓住了大眾日益增長的娛樂需求，成功地將這種上個世紀(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?，其實也可以看作是這種科學(xué)+娛樂活動的延續(xù)。
（作者系清華大學(xué)科學(xué)史系助理教授）
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