與微生物對話的第一人

尹傳紅

神奇的微觀世界

1673年的一天，成立時間不長的英國皇家學會收到一封經(jīng)人轉(zhuǎn)來、以簡單口語式荷蘭文書寫、帶有許多插圖的信函，信的標題是《列文虎克用自制的顯微鏡觀察皮膚、肉類以及蜜蜂和其他蟲類的若干記錄》。一開始學會的學者們頗有點兒不以為然，畢竟這位研究者名不見經(jīng)傳，“論文”的標題又是如此冗長、直白。

但是，看著看著，學者們都睜大了眼睛，因為文中所描述的事物實在令他們感到震驚，簡直是聞所未聞：

大量難以置信的各種不同的極小的狄爾肯……它們活動相當優(yōu)美，它們來回地轉(zhuǎn)動，也向前和向一旁轉(zhuǎn)動……

一顆粗糙沙粒中有100萬個這種小東西；而一滴水——在其中，狄爾肯不僅能夠生長良好，而且能活躍地繁殖—能夠寄生大約270萬個狄爾肯。

出生于手工藝人之家的安東尼·范·列文虎克，當時只是荷蘭古城德爾夫特的一名布料商兼市政大廳管理員，他在好奇心驅(qū)使下發(fā)現(xiàn)的“狄爾肯”（拉丁文中“細小活潑的物體”之意）就是后來人們常說的微生物。這個沒有受過正規(guī)教育的業(yè)余研究者起初只是自己關起門來，利用自己的巧手裝配的顯微鏡觀察小玩意兒，頗有自娛自樂的味道。后來，在一位醫(yī)生朋友尼爾·德·格拉夫的勸說下，他才決定把自己的發(fā)現(xiàn)向英國皇家學會報告。

這一非同小可的事情促使皇家學會馬上安排人尋找高質(zhì)量的顯微鏡來驗證。很快地，列文虎克的這份記錄被譯成英文在皇家學會的刊物上發(fā)表并轟動了英國學術界。自此以后，獨來獨往的列文虎克著了魔似的擺弄起手中的顯微鏡。1675年，雨水成了他的觀察對象，他描述道：“我用4天的時間，觀察了雨水中的小生物，我很感興趣的是，這些小生物遠比直接用肉眼所看到的東西要小到萬分之一……這些小生物在運動的時候，頭部會伸出兩只小角，并不斷地活動……如果把這些小生物放在蛆的旁邊，它就好像是一匹高頭大馬旁邊的一只小小的蜜蜂……”。雨水中的小生物其實就是原生動物。

1677年，列文虎克發(fā)現(xiàn)了人以及狗和兔子的精子。實際上，他是借助顯微鏡最先描繪精子的人。這使得他在動物精液中所發(fā)現(xiàn)的類似生物在繁殖過程中的重要性的觀點進一步得到加強。不過，在報告對精子的觀察結(jié)果時他多少還是有些遲疑，生怕別人以為他做了什么猥褻的事情。在致皇家學會的信中，他謹慎地寫道：“如果閣下感到這些觀察會使學術界感到厭惡和可恥，那么我竭誠希望閣下予以保密，并按照閣下認為合適的方式把它公布或銷毀。”3年之后，英國皇家學會通過選舉，一致接納列文虎克這個曾經(jīng)的科學門外漢為皇家學會會員。

又過了3年，牙垢成了列文虎克關注的對象，他發(fā)現(xiàn)人的口腔中竟然躲藏著許多小動物：“這些小家伙幾乎像小蛇一樣用優(yōu)美的彎曲姿勢運動……在人的口腔牙垢中生活的動物，比整個荷蘭王國的居民還要多。”這就是人類第一次觀察到細菌時發(fā)出的感嘆。1684年，他準確地描述了紅細胞，證明意大利生理學家馬切洛·馬爾皮基所推測的毛細血管是真實存在的。

1702年，列文虎克在細心觀察了輪蟲以后，指出在所有露天積水中都可以找到微生物，因為這些微生物附著在微塵上、飄浮于空中并且隨風轉(zhuǎn)移。他追蹤觀察了許多低等動物和昆蟲的生活史，證明它們都自卵孵出并經(jīng)歷了幼蟲等階段，而不是從沙子、河泥或露水中自然發(fā)生的。他還觀察到小小的跳蚤身上，居然還有更小的寄生生物。這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了曾經(jīng)造訪過他的英國著名作家喬納森·斯威夫特的創(chuàng)作靈感，寫出了如下一首著名的四行詩：

日積月累的觀察

列文虎克與英國皇家學會的通信聯(lián)系長達50年，全部信件竟達372封之多。這實乃科學史上最不尋常的事件之一。這位當著“閑差”的仁兄給皇家學會去信，通?？倳陂_頭扯些閑篇，聊及他個人的生活與生意、小城里的閑情逸事，不時還會提到他那可愛的小狗。然后，他就轉(zhuǎn)向正兒八經(jīng)地描述他在顯微鏡下的各種新發(fā)現(xiàn)，其筆觸一如往常般散漫、樸素。好在有個耐心的學會秘書會把它加工成常規(guī)格式，報送會員大人們閱讀。

從列文虎克寫給英國皇家學會的上百封附有圖畫的信里，人們可以斷定他是全世界第一個觀察到球形、桿狀和螺旋形的細菌和原生動物，還第一次描繪了細菌的運動。在50年時間里，這個極其耐心而又細致的觀察者觀察到了夢幻般的原生動物和細菌的微觀新世界，成為當時名聲最顯赫也最受人尊敬的顯微鏡專家。

正如伽利略在17世紀的早期用望遠鏡擴大了人類對天空和宇宙世界的認識那樣，列文虎克用他的顯微鏡對準日常物質(zhì)，展示了另一個人們做夢也想不到的維度，從而開辟了一個全新的研究領域，永遠地改變了人類對自然的認識。他無愧為微生物學的開山鼻祖之一。

1723年8月27日，91歲高齡的列文虎克在代爾夫特的老家安靜地離開了人世。此后不久，英國皇家學會收到列文虎克生前擬就的兩封信和一大包東西。一封信詳細地寫著顯微鏡的制作方法，另一封信這樣寫道：“我從50年來所磨制的顯微鏡中，選出了最好的幾臺，謹獻給我永遠懷念的皇家學會?！?/p>

列文虎克逝世100多年后，當人們在用效率更高的顯微鏡重新觀察他所描述的形形色色的“小動物”，理解它們不僅會引發(fā)人類多種嚴重疾病，而且也會產(chǎn)生許多有用物質(zhì)，同時還能解開一個又一個關于生命的謎團時，才真正認識到列文虎克對人類認識世界所做出的偉大貢獻。

兩個奇異的世界

利用透鏡使物體放大，古已有之。13世紀末，出現(xiàn)了矯正視力的眼鏡。后來，歐洲西海岸的荷蘭逐漸成為眼鏡制造業(yè)的中心。1590年左右，一個叫作詹森的眼鏡制造商發(fā)現(xiàn)，當把兩塊凸透鏡前后放置，并調(diào)整兩塊透鏡的距離時，人眼透過兩塊透鏡觀察到的原來很小的物體就被放大了。于是，詹森在一個中空的長管兩端分別裝上透鏡，制成了世界上第一架復式顯微鏡。不過，人們并沒有意識到它的科學價值，只是把顯微鏡當成玩具而已。

在17世紀以前，人類所知的最小生物是微小的昆蟲。盡管差不多所有的文明都以不同的方式確信，有一種超自然的力量可以使生物隱而不見，但卻沒有人想到，自然界中居然還會有小得看不見的生物。

顯微鏡幾乎與望遠鏡同時面世。它們的出現(xiàn)打開了宏觀和微觀兩個世界的大門，從而大大擴展了人們的視野。有意思的是，并非所有的人都愿意接受這類新儀器。

例如，伽利略的許多同時代人就拒絕通過他的望遠鏡來進行觀察。他們崇尚理性勝于相信經(jīng)驗，甚而擔心人類易犯錯誤的感官，到頭來只能受非天然器具的欺騙。一位名叫施田海姆的瑞典詩人曾好心地說服一位牧師用放大鏡去看跳蚤，不料卻差點招來殺生之禍——那位牧師看到放大鏡下跳蚤的非自然形態(tài)時驚恐萬狀，認定施田海姆就是一個男巫，一個無神論者。如果沒有克里斯蒂娜女皇干預，這位詩人想必就會被當作巫士給燒死了。

列文虎克之所以能夠做出偉大的發(fā)現(xiàn)，一方面是因為他認真仔細且勤于鉆研、思考，一方面是因為他制造顯微鏡的技藝很高。他制作的透鏡微小而又接近球形，具有很高的放大本領——最高水平的透鏡可以把物體放大到原來的275倍。