Что такое микроскоп, наноскоп, анималькули и ахроматический объектив?

За свою историю человечество пережило три научных революции… и вторая случилась в XVII веке. Возможности человеческого разума казались безграничными – естественные пределы познания рушились прямо-таки на глазах… да, в первую очередь – на глазах. Изобретение телескопа позволило устремить взор в доселе недоступные небесные дали. Но был и другой мир – столь же необычный и неисчерпаемый, как космос… микромир! И в него человек тоже впервые заглянул в XVII веке!

Точнее, в конце XVI – первый микроскоп сконструировал в 1590 г. Х.Янсен. Несколько позднее – и очевидно, независимо от него – в 1609 г. Г.Галилей разработал прибор с вогнутой и выпуклой линзами, который назвал «оккиолино». Внёс свою лепту и Х.Гюйгенс, разработав регулируемую систему окуляров… А в 1625 г. друг Г.Галилея Дж.Фабер предложил для такого прибора – по аналогии с телескопом – название «микроскоп».

Словом, идея носилась в воздухе – и, как это часто бывает в истории науки, её «ловили» многие. Но как телескоп в первую очередь ассоциируется с именем Г.Галилея – так, говоря о микроскопе, мы в первую очередь вспоминаем имя Антони ванн Левенгука.

Этот голландский натуралист не был профессиональным учёным, он был торговцем тканями… а голландцы знали толк в тканях! Качество их проверяли самым тщательным образом, рассматривая в лупу – так что в увеличительных стёклах Левенгук разбирался как нельзя лучше. И он изготовил увеличительные стёкла, каких не бывало прежде. Левенгук изготавливал их, оплавляя тонкую стеклянную нить. Получались стёклышки, по форме напоминающие чечевичное зёрнышко (потому они и получили название «линза» – «чечевица» по-латыни) – очень маленькие, Левенгук вставлял их в громоздкую оправу с регулятором. Работать с таким однолинзовым микроскопом было не очень-то удобно – зато он увеличивал в 300 раз, невиданный по тем временам результат!

Хоть и не Левенгук является изобретателем микроскопа, именно он стал «колумбом» мира анималькулей – так он назвал живых существ, которых увидел в свой микроскоп. Голландский натуралист-любитель стал первым человеком, увидевшим простейших и бактерии, эритроциты и сперматозоиды, дрожжи… Описание своих исследований – с рисунками – он с 1673 года неоднократно посылал в Лондонское королевское общество. Там к его открытиям поначалу отнеслись с недоверием (ведь в то время наука ещё ничего не знала об одноклеточных!), и всё же Н.Грю и ещё несколько учёных отправляются к Левенгуку в Дельфт, чтобы рассмотреть всё на месте – и убеждаются в правоте натуралиста. В 1680 г. Левенгук становится действительным членом Лондонского королевского общества. Его открытием интересуются не только учёные, но и коронованные особы – в частности, Пётр I в 1698 г. имел удовольствие любоваться жизнью «анималькулей» и пришёл в такой восторг, что вопреки условностям пожал голландцу руку.

Дальнейшее развитие микроскопа связано с именами Л.Эйлера, предложившего идею ахроматического объектива (позволяющего видеть предметы без цветных краёв, что было связано с преломлением света при похождении через линзу), Ф.Эпинуса, сконструировавшего микроскоп с возможностью регулирования увеличения путём удлинения и укорачивания трубы, голландского оптика ван Дейля, итальянского оптика, астронома и ботаника Дж.Амичи…

Современный оптический микроскоп состоит из объектива и окуляра, закреплённых в тубусе, предметного столика, винтов для регулирования резкости, а часто ещё и осветительной системы. Увеличение может быть разным: от детской игрушки с увеличением в 40 раз до увеличения в сотни раз.

Электронный микроскоп создали в 1932 г. немецкие учёные Э.Руска и М.Кнолль. В отличие от оптического микроскопа, в нём «работает» не луч света, а поток электронов. Именно в электронный микроскоп удалось впервые увидеть вирусы, клеточные органеллы… Правда, у этого микроскопа есть один серьёзный недостаток: поток электронов моментально убивает всё живое, так что наблюдать в такой микроскоп нечто в движении, в развитии нельзя – он даёт только фотографию, «остановленное мгновение». Конечно, и это позволило много достичь, «останавливая время» на разных стадиях – например, процесс поражения клетки вирусом – и всё же, по меткому выражению одного биолога, изучать жизнь по убитым организмам – всё равно что изучать музыку П.Чайковского по устройству скрипок и барабанов… и тут на сцену вновь выходит оптический микроскоп.

Английским учёным из Манчестерского университета удалось создать оптический микроскоп принципиально нового уровня, в котором увеличивает прозрачная микросфера. Такой микроскоп, названный наноскопом, позволяет увидеть частицы размеров всего в 50 нанометров (т.е. миллиардных долей миллиметра). Учёным впервые удалось увидеть живой вирус!

И исследователи говорят, что это только начало… Неужели появятся микроскопы, как у героев Станислава Лема – позволяющие видеть нейтрино? Кто знает, кто знает… ведь каких-нибудь три с небольшим века назад и «анималькули» Левенгука казались фантастикой… а горизонты познания по сей день остаются столь же безграничными!