Микроскопъ и его исторія
Изобрѣтеніе сложнаго микроскопа. Первыя изслѣдованія
До сихъ поръ, пользуясь стеклами, шарами, вогнутыми зеркалами, предки наши могли видѣть предметы увеличенными; но являлся-ли у нихъ вопросъ о видѣніи предметовъ мелкихъ, недоступныхъ простому глазу — неизвѣстно. По крайней мѣрѣ, источниковъ съ рисунками, указывающими на это, не имѣется. Самое изготовленіе лупы, простаго увеличительнаго стекла, съ цѣлями разсматривать мелкіе предметы — относится ко времени, слѣдовавшему за изобрѣтеніемъ телескопа, къ тому времени, какъ Левенгукъ началъ приготовлять небольшія стекла и нашелъ способы ихъ изготовленія. Итакъ, приблизительно это было послѣ изобрѣтенія сложнаго микроскопа.
Итальянцы приписывали изобрѣтеніе сложнаго микроскопа себѣ, и называли двухъ изобрѣтателей — Фонтана (Fontana) и Галилеи (Galilei). Голландцы приписываютъ эту честь себѣ и указываютъ на Дреббеля (Drebbel) въ Алькмарѣ и двухъ Янсеновъ (Janssen) въ Миддельбургѣ.
Ученые, спеціально занимавшіеся этимъ вопросомъ — Гартингъ и многіе др. — отыскали массу указаній на тотъ или другой увеличивающій приборъ, сравнили годы, время появленія, описанія, и пришли къ заключенію, что настоящій сложный микроскопъ не былъ изобрѣтенъ въ Италіи. Фонтана имѣлъ микроскопъ гораздо позже его появленія въ Голландіи. Микроскопъ Галилеи былъ, вѣроятно, его же телескопъ, который можетъ служить и увеличивающимъ приборомъ (при раздвиженіи стеколъ). Такого же прибора, въ которомъ былъ бы сильно увеличивающій объективъ (стекло, около котораго находится наблюдаемый предметъ), сравнительно слабо увеличивающій окуляръ (стекло, находящееся у глаза наблюдателя), окуляръ съ малымъ фокуснымъ разстояніемъ, черезъ что самая труба микроскопа не можетъ быть особенно длинною — такого микроскопа въ Италіи еще не знали въ то время, когда его уже знали въ Голландіи.
Дреббель изготовилъ въ 1610 г. микроскопъ въ Англіи. Позже онъ сдѣлалъ ихъ нѣсколько. Но его микроскопъ былъ передѣлкою инструмента Янсена. Дреббель долго считался изобрѣтателемъ микроскопа, пока не было узнано имя перваго мастера, сдѣлавшаго этотъ инструментъ‚ — Янсена.
Время изобрѣтенія точно указано быть не можетъ. Янсенами были вначалѣ изготовлены два микроскопа. По тогдашнему обычаю, оба были преподнесены высокимъ особамъ и имѣли свою исторію. Первый былъ поднесенъ штатгальтеру принцу Морицу, второй эрцгерцогу Альбрехту. Когда Альбрехтъ былъ избранъ правителемъ (General gouvernour), онъ находился въ Бресселѣ въ 1596 г. Дреббель-же покинулъ свою родину въ 1604 г.‚ былъ нѣкоторое время при дворѣ Англійскаго короля Іакова и, затѣмъ, черезъ нѣсколько лѣтъ, въ Прагѣ уже, получилъ отъ герцога Альбрехта микроскопъ, сдѣланный Гансомъ и Захаріею Янсенами. Сохранилось показаніе сына Захаріи Янсена, Іоганна Захаріассена, который говоритъ, что микроскопъ изобрѣтенъ его отцомъ Захаріасомъ Іоганнидомъ въ 1590 г. Теперь принято считать, что сложный микроскопъ изобрѣтенъ Гансомъ (или Іоганномъ) Янсеномъ и сыномъ его Захаріей около 1590 года.
Есть преданіе, по которому микроскопъ, или телескопъ, а можетъ быть и оба эти инструмента, были открыты случайно дѣтьми одного мастера очковъ. Они играли-де двумя стеклами, держа одно за другимъ, и такимъ образомъ узнали новое свойство стеколъ. Гартингъ не придаетъ значенія этому преданію. Онъ думаетъ, что открытіе было сдѣлано случайно, какъ это часто случается, но предполагаетъ, что путь былъ таковъ: послѣ шлифовки какого-либо стекла, его разсматриваютъ въ другое стекло (что дѣлается и теперь), чтобы разсмотрѣть отшлифованную поверхность, на которой могутъ быть царапины. Вотъ въ это-то время мастеръ и могъ замѣтить увеличивающее свойство двухъ стеколъ относительно мелкихъ предметовъ, случайно лежавшихъ на столѣ. «Нужно только удивляться», прибавляетъ Гартингъ, «тому, что прошло три столѣтія, пока простой мастеръ очковъ не сдѣлалъ этого открытія». (Очки, какъ уже сказано, были извѣстны въ концѣ 13 стол.).
Такое великое изобрѣтеніе, какъ микроскопъ, открывавшій до тѣхъ поръ совершенно невидимый и незнакомый міръ, однако, обратило на себя мало вниманія. Настолько мало, что первоначальная исторія, мѣсто изобрѣтенія, оставались долго неизвѣстными. Много лѣтъ прошло прежде чѣмъ узнали про микроскопъ, и еще больше лѣтъ прошло, прежде чѣмъ явились первыя микроскопическія изслѣдованія. Голландіи обязанъ міръ микроскопомъ и телескопомъ, но въ Италіи появились первыя работы съ этими приборами. Великій Галилеи первый направилъ телескопъ на небо и открылъ спутниковъ Юпитера — открытіе одно изъ самыхъ важныхъ для астрономіи, какъ подтверждавшее гипотезу Коперника и, слѣдовательно, дававшее основаніе всей нынѣшней астрономіи.
А въ 1625 году Франциско Стеллути (Francisco Stelluti) изслѣдовалъ подъ микроскопомъ различныя части обыкновенной пчелы. Въ Римѣ микроскопъ появился въ 1624 г. Въ Англіи — 1638 г. Здѣсь рѣчь идетъ о микроскопахъ уже улучшенныхъ, годныхъ для наблюденія.
Если перенестись въ тѣ давнія времена, то не трудно будетъ объяснить себѣ равнодушіе ученыхъ къ микроскопу. Наука въ Европѣ замерла; новаго, живаго, въ ней уже ничего не было. Основами знанія были богословіе и ученія Аристотеля. Сохраняясь въ монастыряхъ, у монаховъ, людей имѣвшихъ возможность существовать и имѣть свободное время, — наука становилась въ особыя рамки, на особенную почву. Все, что не находило дословнаго, формальнаго, подтвержденія въ Св. Писаніи и у Аристотеля — считалось ересью. При этомъ изгонялась всякая самостоятельная мысль, все должно было подчиниться разъ выработаннымъ правиламъ, формамъ. Такія положенія, какъ Птоломеева система міра, гдѣ все существовало для земли и обращалось вокругъ земли, были признаны за ненарушимое правило. Галилеи подвергся суду инквизиціи и заключеніе за сочиненіе, въ которомъ онъ соглашался съ Коперникомъ. Кеплеръ, разрабатывавшій ученіе Коперника и протестантъ въ то же время, долженъ былъ нѣсколько разъ спасаться бѣгствомъ. Тетку Кеплера сожгли, обвинивъ въ колдовствѣ. Времена были тяжелыя. Войны, реформація, борьба католиковъ съ протестантами, народныя бѣдствія, повальныя болѣзни, — все дѣлало жизнь тяжелою. Мысль невольно уходила къ небу. Таинственные разговоры объ открытіяхъ Коперника, Галилеи, еще больше раззадоривали воображеніе. И потому появленіе телескопа произвело страшный переворотъ. Кто могъ, пріобрѣтали или сами устраивали этотъ инструментъ и направляли его на небо, надѣясь увидѣть величайшія чудеса. Самый микроскопъ смѣшивался съ телескопомъ. Смѣшно и странно было-бы заниматься небольшимъ инструментомъ для разсматриванія мелочей, когда можно было проникать въ темную бездну небесъ. Только послѣ многихъ разочарованій, увидавъ, что сила телескопа ограничена, что ожидаемаго онъ показать не можетъ, что, наконецъ, онъ для великаго большинства недоступенъ, — начали интересоваться микроскопомъ. А какъ велики были ожиданія, возлагавшіяся на телескопъ, можно судить по тому, что, напримѣръ, Декартъ (Descartes) воображалъ, что при помощи телескопа можно будетъ видѣть на звѣздахъ мелкіе предметы такъ же хорошо, какъ и на землѣ — стоило лишь въ инструментѣ сдѣлать большіе стекла.
Но микроскопъ былъ еще несовершеннѣе. Только послѣ работъ Гука (Hook), Мальпиги (Malpighi), Левенгука (Loeuwenhoek) и Грью (Grew) можно было сказать, что наука шагнула впередъ. Какъ телескопъ показываетъ невидимое и отдаленное отъ человѣка, такъ микроскопъ показываетъ невидимое и близкое человѣку. Мало по малу сложный микроскопъ началъ усовершенствоваться, измѣняя то ту, то другую свою часть и побѣждая то то, то другое затрудненіе въ механическомъ и оптическомъ отношеніяхъ. Такъ какъ исторія простаго и сложнаго микроскопа шли каждая отдѣльно и имѣли свои спеціальныя цѣли, то я, по примѣру Гартинга, разсмотрю ихъ въ отдѣльности.
Простой микроскопъ
Какъ извѣстно, древніе уже знали увеличивающія свойства отшлифованныхъ линзою прозрачныхъ камней, а равно стеклянныхъ шаровъ или ихъ сегментовъ. Но имъ неизвѣстно было о разстояніи, на какомъ слѣдовало разсматривать наблюдаемый предметъ. Настоящіе простые микроскопы появляются довольно поздно, уже тогда, когда научались дѣлать стекла съ большимъ фокуснымъ разстояніемъ. Первые такіе микроскопы были почти не приспособлены для наблюденія. Они имѣли форму маленькой, въ одинъ дюймъ, длины, трубочки, съ одной стороны которой вставлена была линза, а съ другой простое стекло, на которое наклеенъ былъ какой-нибудь интересный предметъ: блоха, муравей… etc. Сама линза была сегментомъ шарика въ 2 " діаметромъ. Увеличеніе получалось въ 9–19 разъ. Приборчики эти носили названіе: Vitrum pulicarium, vitrum muscarium (рис. 1). Время появленія ихъ 17 столѣтіе. Въ томъ же столѣтіи попадаются простые микроскопы такого устройства: На стойкѣ два стержня; на одномъ укрѣплено стекло, на другой насаживалось насѣкомое для разсматриванія (рис. 2). Или стеклянная трубочка въ оправахъ, верхнее отверстіе съ линзою, нижнее закрывалось стеклышкомъ, на которое клалось насѣкомое (рис. 3). Научнаго инструменты эти за собою ничего не имѣли. У Цана (Zahn. 1685 г.) описаны нѣкоторые такого рода микроскопики, между которыми онъ указываетъ на Microscopia valde curiosa et ludicria, среди которыхъ есть одинъ‚ въ который можно было видѣть городъ Іерусалимъ.
Первый, годный для научныхъ изслѣдованій, простой микроскопъ изготовленъ Левенгукомъ (1673 г.). Приборовъ его сохранилось нѣсколько. Имъ приготовлялись маленькія линзы съ большимъ увеличеніемъ въ 40–160 разъ, и даже до 270 р. Микроскопъ его устроенъ былъ такъ: линза помѣщалась между двумя металлическими дощечками такъ, чтобы можно было смотрѣть сквозь нее. Съ одной стороны прикрѣпленъ былъ къ дощечкѣ длинный винтъ со столикомъ, на который клался наблюдаемый предметъ. Этимъ винтомъ можно было передвигать столикъ выше и ниже. Въ самомъ столикѣ былъ другой винтикъ, которымъ столикъ могъ подвигаться къ линзѣ ближе или дальше. Слѣдовательно, въ сущности этотъ простой микроскопъ былъ одинаковъ съ нынѣшними (рис. 4). По завѣщанію, Левенгукъ оставилъ 26 своихъ микроскоповъ Британскому Королевскому Обществу. Изслѣдованіе линзъ этихъ микроскоповъ и другихъ стеколъ, хранящихся въ Утрехтскомъ физическомъ кабинетѣ, показываетъ ихъ хорошія качества и большія увеличенія. Левенгукъ дѣлалъ чечевицы и изъ горнаго хрусталя, — онѣ отличались прозрачностью и чистотою. При наблюденіяхъ въ Левенгуковскій микроскопъ его нужно было держать рукою противъ свѣта.
Послѣ того приготовлено много простыхъ микроскоповъ. Изобрѣтатели стремились къ улучшеніямъ. Такимъ образомъ придумана была стойка для простаго микроскопа: его не нужно уже было держать въ рукѣ; потомъ появилась масса приспособленій для держанія разсматриваемыхъ предметовъ: иглы, вилочки, зажимы, сдавленныя пластинки стекла (между ними клались живые предметы). Появились колѣнчатые держатели, такъ что изслѣдуемому предмету можно было придать любое положеніе. Гартзокеромъ (Hartsoeker, 1694) былъ приготовленъ микроскопъ, имѣвшій лучшее устройство, чѣмъ микроскопъ Левенгука. У него микроскопъ состоялъ изъ свинчивающихся трубокъ; одна линза для увеличенія, другая для усиленія свѣта, два простыхъ стеклышка, сдавленныхъ пружинкою, для зажиманія предметовъ. Общее устройство таково: небольшая трубочка; съ одного конца линза, съ другаго стеклышки, въ срединѣ трубки освѣтительное стекло. Много поработалъ для простаго микроскопа Мушенбрукъ (Muschenbroek). Но только Левенгуку удавалось отшлифовывать хорошія стекла; это очень большой трудъ, требующій большаго терпѣнія и точности. Въ дальнѣйшемъ трудность приготовленія маленькихъ стеколъ повлекла за собою мысль объ отливаніи стеклянныхъ шариковъ вмѣсто линзъ.
Гукъ (Hook) первый сталъ приготовлять ихъ около 1665 года. Онъ бралъ стеклянную палочку, нагрѣвалъ ее при помощи паяльной трубки на лампѣ, вытягивалъ въ нить и обламывалъ. Затѣмъ тонкій конецъ опять накаливалъ, когда на кончикѣ образовался шарикъ, охлаждалъ и отламывалъ его. Шарикъ этотъ обломаннымъ концомъ вкладывался въ маленькое отверстіе въ мѣдной пластинкѣ. Затѣмъ можно было смотрѣть. Но Гукъ, повидимому, не былъ доволенъ такими микроскопами, потому что въ своихъ изслѣдованіяхъ онъ пользовался сложнымъ микроскопомъ. Съ шариками работали тоже много тружениковъ; работалъ, между прочимъ, и І. Мушенбрукъ. Но по искусству приготовленія и по силѣ шариковъ произвелъ чудеса Джіовани-Марія де ла Торре въ Неаполѣ во второй половинѣ 18 стол. Онъ ухитрялся дѣлать такіе маленькіе шарики, что получалъ увеличенія отъ 640 до 2560 разъ. Изслѣдователь историческихъ микроскоповъ Бэкеръ (Baker) отказывается видѣть что либо въ эти шарики. Многіе изъ этихъ шариковъ получены Лондонскимъ Royal Society въ 1765 г. Наблюденія де ла Торре, впрочемъ‚ доказываютъ, что онъ умѣлъ пользоваться своими шариками и видѣть черезъ нихъ. Приготовленіе стеклянныхъ шариковъ вполнѣ доступно каждому. Во время плавленія шарики могутъ получиться эллиптическіе или съ гиперболическими, или параболическими поверхностями‚ — тогда изображенія черезъ нихъ получаются очень хорошія. Гартингъ получалъ шарики съ увеличеніемъ въ 300–400 разъ и великолѣпнаго качества. Ему удавалось выплавливать шарики съ увеличеніемъ 2000–2200, но сомнительнаго качества (главнымъ образомъ, по причинѣ трудности наблюденія въ нихъ). Въ виду появленія сложнаго микроскопа, шарики были оставлены.
Не смотря на всѣ приспособленія, простой микроскопъ 17 столѣтія при наблюденіяхъ нужно было держать противъ свѣта. Въ такомъ видѣ перешелъ онъ въ 18 стол. Изъ микроскоповъ 18 столѣтія замѣчательны микроскопы Вильсона (Wilson). Они были различнаго устройства. Особенно интересенъ микроскопъ на ножкѣ, съ укрѣпленнымъ внизу зеркаломъ для осввщенія разсматриваемыхъ предметовъ (рис. 5). Мало по малу научались дѣлать маленькія стеклянныя линзы. Въ карманномъ микроскопѣ Вильсона такія линзы давали увеличеніе до 400.
