安东尼.列文虎克 (Antonie van Leeuwenhoek, 1632-1723)

(A) 列文虎克的生命历程

1. 1632年10月24日, 著名的生物学家和显微镜学家 — 列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)生于荷兰的戴夫特(Deft).

2. 这位生长在“风车之国”的列文虎克, 很小就被人取笑为“脑筋有点怪怪”的孩子. 他父亲是个酿酒商, 在他小时就病逝了. 不久, 母亲带着他改嫁.

3. 16岁时(1648年), 列文虎克的继父也去世了, 他就被送到阿姆斯特丹(Amsterdam, 即荷兰首都)学习裁缝.

4. 5年后(1653年), 他回到戴夫特, 开了一家裁缝店, 兼买一些布料. 由于裁缝店生意冷清, 他只好于1660年在戴夫特法院谋得“看门”一职, 补贴家计.

5. 当时的裁缝需要2至5倍的放大镜来辨别布料的品质(布料越好, 线织密度会越多). 列文虎克磨制了特别的放大镜, 可放大数百倍, 但他不仅用这放大镜观察布料, 也观察羊毛与狗毛结构的差别, 甚至水中的微生物.

6. 1673年, 列文虎克写信向伦敦皇家学会(Royal Society of London)[1]报告他的观察成果. 这信开头提到荷兰的低地运河, 又再列出一堆加、减、乘、除的运算, 忽然又写道蜜蜂的针是长得如何, 过后又论到狗毛与羊毛在放大镜的观察下有何差别. 当这封信被人在伦敦皇家学会朗读时, 很多人以为是天方夜谭. 但在座的科学大师如牛顿(Isaac Newton)[2]、玻意耳(Robert Boyle)[3]等人却一脸严肃, 内行人知道信中所言, 乃提及人类从来未能仔细看到的东西.

7. 玻意耳即刻回信给列文虎克, 请他寄一个放大镜来给他们看看. 不久, 有回信了. 此信并非用当时知识分子通用的拉丁文, 而是荷兰文写的; 内容又论到许多东西, 就是没有寄来放大镜. 玻意耳只好请胡克(Robert Hooke)[4]做一个放大镜来证实列文虎克所言.

8. 1679年, 胡克制成了一部“复式显微镜”, 证实列文虎克的观察正确无误. 结果在1680年, 没受过高深教育, 也没任何学位的列文虎克, 被选为科学精英群聚的伦敦皇家学会会员, 虽他一次也没有出席过它的会议.

9. 列文虎克革命性的发现使他声誉鹊起、名闻遐迩. 不久, 不少当代著名君王如(俄国沙皇)彼得大帝(Peter the Great, 1672-1725)、(普鲁士国王)腓特烈大帝(Frederick the Great, 1712-1786)、(英国国王)詹姆斯二世(James II, 1633-1701), 以及无数贵族人士都亲临他那简陋的裁缝店, 要目睹所谓“神奇放大镜”下一大堆蠕动的小生物. 由于太多重要访客, 列文虎克不得不要求他们呈上介绍信.

10.他继续孜孜不倦地观察生物, 直到他生命的末了. 1723年8月30日,[5] 这位历史上“对生命科学贡献最大的裁缝师”与世长辞.

(B) 列文虎克的科学贡献

1. 列文虎克以20年的年日, 发展出一种最独特的技术, 用直径0.3公分的玻璃珠, 磨成一个400倍的放大镜.[6]

2. 他是人类历史上第一位用透镜发现细菌(bacteria, 注: 他称之为“animalcules”)、原生动物(protozoa)、血红细胞和水中微生物的人. 他一生磨制大约550块透镜(“显微镜”),[7] 并用每一块来观看新的东西.[8] 只有少过10块这类透镜仍然存留至今.

3. 列文虎克也是首位发现与看见动物体内活着的精子(living sperm cells)和卵巢的人.

4. 上文提过, 他在1673年向伦敦皇家学会报告他的观察结果, 却等了7年, 他的发现才获得证实和肯定. 张文亮表示: “在这期间, 他观测植物的表皮, 发现表皮是由一个个细小的格子所组成, 就称这些格子为‘细胞’(cell).[9] 今日每个学生都能在课本上读到‘细胞’, 却很少人知道发现细胞的人, 不是大学毕业的生物学家, 而是一位裁缝师!”[10]

5. 在列文虎克以前, 没有人知道肌肉(muscles)是由纤维(fibers)所组成. 他在自制的显微镜下看见它的条纹状(striations). 他观测人的肌肉, 发现一条条细长型的细胞是组成生物体最基本的单位. 他的观察和发现, 重新厘定(整理)了人类对生物学的认识.

6. 如同波伦亚(Bolognese, 意大利北部城市)的马尔皮基(Marcello Malpighi, 1628-1694),[11] 列文虎克观察血球(blood cells, 即血细胞). 然而, 列文虎克却是第一个研究毛细管(capillaries)而亲眼看见血球经过它们的人.[12] 1680年, 他从鱼身上的血管中, 观察到血液的循环, 印证了早期医学大师哈维(William Harvey)[13]的学说, 解开了人类千年的谜团.[14]

7. 他也研究植物不同部分的结构和功用. 他截面(cross-sectional)画出植物的根、叶和茎, 以立体图来显示它们的结构, 并研究植物如何取食生存.

8. 列文虎克到了90岁的高龄时(1722年), 还不断把研究成果寄给伦敦皇家学会. 他一生总共寄了350封研究成果的信. 许多这些信件从荷兰文被译成英文或拉丁文, 并出版在《皇家学会哲学会报》(Philosophical Transactions of the Royal Society).[15] 他的诸多发现为细菌学(bacteriology)和原生动物学(protozoology)奠下基础.

(C) 列文虎克的信仰见证

1. 探索神所创造的小生命: 有人立志做大官, 有人立志赚大钱, 但列文虎克却立志做一件最特别的事 ¾ 探索神所创造最小的生命. 荷兰有世界一流的磨钻技术. 列文虎克磨玻璃的技术起初是向磨钻石工人学的. 但学了这高超的手艺, 他却不去磨钻石或钻戒来赚大钱, 反倒去把玻璃珠磨成双凸镜, 制成科学界最独特的一颗眼睛 — 放大镜, 以观看水中微妙的原生动物. 他说: “我的一生是在放大镜下, 从事一场又一场‘神圣的探索’, 打开一盒又一盒奇妙的礼物.”

2.
只有生命才能产生生命: 列文虎克积极研究生命的繁殖, 目的为要反驳和揭穿“自然发生说”(spontaneous generation)的错谬.[16] 1702年, 他在雨滴中发现了“细菌”的存在, 就写信告诉伦敦皇家学会: “我长期观测雨滴中的小生物. 起初, 我在水中看不到什么, 而后三、四天就看到各种形态的小生物, 有的呈线状丝体, 有的呈不规则的斑点, 这些小生物不是自己产生的, 而是由繁殖产生的, 只有生命才能产生生命, 无生命不能产生生命, 因此‘自然发生说’是不正确的.”

3. 只有神能变物质为活物: 列文虎克常以敬畏神的心进行他的观察和研究. 对神创造大小生物的精致设计, 他惊讶不已地表示: “生命不会自然发生, 只有上帝才能使物质产生生命. 我看到这些小生物, 是看到上帝创造的美意.” 以发现“上帝创造的美意”为基础, 列文虎克发现许多常人所发现不到的精细美物. 他在显微镜下看到蝌蚪的毛细血管(capillaries)时, 不禁赞叹道: “血在这些蝌蚪身上流动(循环)的奇观, 比在我所见过的一切小动物或鱼儿身上更神奇.”[17]

4. 微生物彰显上帝的智慧: 列文虎克曾观察戴夫特(Deft)运河中的牡蛎, 发现牡蛎的卵非常多, 但许多的卵被水中的细菌吃掉. 他写道: “有些细菌能够活下去, 是靠别的生命牺牲. 当这些细菌有东西可以吃时, 就迅速繁殖, 没有牡蛎的卵可以吃时, 就大量死亡. 无论是吃或被吃, 生命的存在是一场残酷的事. 我无法明白, 慈爱的上帝怎么会容许这些生命不断地在生死中竞食? 但是我又仔细地观察, 细菌再怎么增多, 也不能杀尽牡蛎, 只要有一只牡蛎排卵, 就可以让整条渠道充满了牡蛎. 渠道的空间有限, 太多牡蛎也无法生存下去, 牡蛎与细菌之间维持着巧妙的平衡. 啊! 这是上帝的智慧!”[18]

5. 靠神恩典力量持之以恒: 列文虎克在22岁时结婚, 不久妻子就离开人间. 他过后再婚, 生了几个孩子, 全都夭折, 只有一个女儿成功长大. 虽然遭遇家庭的不幸与事业的不顺, 但他靠着神的恩典和力量, 恒心专一, 坚韧不拔地执行神赐他的”使命”, 从事一场又一场‘神圣的探索’. 1717年, 当列文虎克已85岁时, 他的朋友劝他不要再那么用功, 人生应该要放松一点. 他回答道: “秋天成熟的果子, 可以保存得最久.” 换言之, 他把85岁看成人生四季的秋天而已, 还要努力, 不可停顿. 他晚年时仍提到: “到现在, 拿着放大镜看4、5个小时, 我的手仍不会抖, 眼仍不会酸.”难怪他一生能寄出350封研究成果的信给伦敦皇家学会. 在事奉主方面, 我们应当效法他那坚韧不拔, 持之以恒的精神, 以完成主所托付我们的工作.

6. 神的奇妙超乎人的眼见: 论到列文虎克, 格雷夫斯(Dan Graves)恰当地总结道: “他的美德是坚忍不拔, 简单朴素. 他爱真理过于任何理论, 甚至他自己的性命… 列文虎克在很多方面荣耀神, 但最荣耀神的, 可能就是让我们看见在日光之下, 还有更多(奇妙的生命)是我们先前绝对没有料到的.”[19] 他让人类领悟到一点: 神所创造的生命之奇, 是远远超乎人肉眼所见和心中所想的! “深哉, 神丰富的智慧和知识. 他的判断, 何其难测, 他的踪迹, 何其难寻”(罗11:33).[20]

[1] 也称“伦敦皇家协会”或“英国皇家科学会”.

[2] 牛顿(Isaac Newton, 1642-1727)是英国物理学家、数学家和天文学家, 提出万有引力定律、力学三大定律、白光由色光组成的理论, 并开创微积分学. 有关牛顿的科学贡献和信仰见证, 请参 2001年7月份, 第20期《家信》的“科学伟人: 以撒.牛顿(Isaac Newton)”.

[3] 罗伯特.玻意耳(Robert Boyle, 1627-1691)有“化学之父”的美誉, 参2001年10月份, 第23期《家信》的“科学伟人: 罗伯特.玻意耳(Robert Boyle)”.

[4] 胡克(张文亮译作“虎克”, Robert Hooke, 1635-1703)是英国物理学家和发明家. 他发现定名为“胡克定律”的“弹性定律”(1660), 并发现猎户座第五星(1664)、衍射现象(1672)、行星运行平方反比律(1678), 首先采用“细胞”(cell)一词, 还制成反射望远镜.

[5] 参 http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhock.html ; 根据张文亮, 列文虎克是于1723年8月26日离世, 但按一般资料, 他是在1723年8月30日去世.

[6] 张文亮著, 《我看到大山小山在跳舞》(台北: 校园书房出版社, 2000年), 第135页.

[7] 第一个显微镜是在大约1590年, 由两位荷兰的眼镜制造者 — 詹森父子所发明. 韩斯.詹森(Hans Janssen)和他的儿子, 扎卡赖亚斯.詹森(Zaccharias Janssen)发明了“复式显微镜”(compound microscope, 即采用两片或更多片透镜的显微镜). 数10年后, 荷兰的列文虎克制造了能放大更多倍的显微镜, 昼夜观察并发现了许多人类所未发现的东西, 所以被称为“显微镜之父”(Father of Microscopy). 英国人胡克(Robert Hooke)有时也被称为“英国显微镜之父”(English Fathe
r of Microscopy), 因他花了许多时间使用显微镜, 并改良它的设计和功能, http://www.microscopeworld.com/misc/history-of-the-microscope.htm .

[8] Dan Graves, Scientists of Faith (Grand Rapids: Kregel Resources, 1996), 第70页.

[9] 按照一些词典和百科全书, 第一位用“cell”(细胞)一词来识别或指明“细微构造”的, 是胡克(Robert Hooke, 注: 他在描述软木[cork]时采用此字); 参 http://inventors.about.com/library/inventors/blroberthooke.htm 和 The Hutchinson Encyclopedia (10th. ed.), 第506页. 到底是谁首创和采用cell一词? 一个可能的解释是: 这词由列文虎克首创, 但未正式发表在学术性书籍或作品上, 较后这词被阅读他研究成果之信件的胡克发现, 被胡克首次正式地采用在学术性读物中.

[10] 张文亮著, 《我看到大山小山在跳舞》, 第139页.

[11] 马尔皮基(Marcello Malpighi, 1628-1694)是意大利生理学家和医生, 提倡用显微镜研究人体及动植物微细结构, 发现毛细管循环(1661年), 为生理学奠定了解剖学基础.

[12] Dan Graves, Scientists of Faith, 第70页. 列文虎克发展了马尔皮基(Marcello Malpighi)在1660年有关毛细(血)管的论证(demonstration), 即在1684年发表了历史上第一个有关红血球的精确描述; http://www.spaceship-earth.org/Biograph/Antonvan.htm .

[13] 哈维(William Harvey, 1578-1657)乃英国医师和生理学家, 实验生理学创始人之一, 阐明血液循环原理及心脏作用(1628), 提出胚胎组织“渐成说”.

[14] 张文亮著, 《我看到大山小山在跳舞》, 第140页.

[15] http://www.lasallehs.org/courses/science/biology/html/leeuwenhoek_.html

[16] 有关“自然发生说”的错谬, 请参 2002年4月份, 第29期《家信》的“科学见证: 生命是自然发生?”

[17] http://cmpl.ucr.edu/site/exhibitions/frogs/pages/leeu.htm .

[18] 张文亮著, 《我看到大山小山在跳舞》, 第141页.

[19] Dan Graves, Scientists of Faith, 第71页.

[20] 此篇文章主要是参考 Dan Graves, Scientists of Faith, 第70-71页; 张文亮著, 《我看到大山小山在跳舞》, 第135-142页; http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhock.html ; http://www.microscopy.fsu.edu/optics/timeline/people/leeuwenhoek.html ; http/://www.bbc.co.uk/history/historic_figures/leeuwenhoek_antonie_van.shtml .