Antoni van Leeuwenhoek had wat sommigen als een ongewone hobby beschouwen voor een Nederlandse stoffenhandelaar in de 17e eeuw: eenvoudige maar uitstekende microscopen maken.
gerelateerde inhoud
- Laten we nu de uitvinding van de microscoop loven
Zijn geboorteplaats Delft in Nederland beleefde een gouden eeuw van welvaart en culturele groei. De Nederlanders hadden onlangs hun onafhankelijkheid van Spanje gewonnen en de natie werd snel een van de rijkste ter wereld, met een krachtige marine en bloeiende internationale handel via de Nederlands-Oost-Indische Compagnie. De nieuwe rijken werden beschermheren van kunstenaars zoals Rembrandt en Vermeer en, bevrijd van de beperkingen van het katholieke Spanje, begonnen wetenschappers op een wetenschappelijke manier naar de natuurlijke wereld te kijken.
Destijds zagen microscopen er niet zo uit als die nu in laboratoria en klaslokalen worden gevonden, en ze werden niet veel gebruikt voor de wetenschap. Van Leeuwenhoek en andere handelaren gebruikten handmicroscopen om hun waren op gebreken te controleren. Maar met tijd en geld voor vrijetijdsbesteding begon Van Leeuwenhoek aan deze microscopen te sleutelen. En in de jaren 1670 veranderde hij zijn apparaten in levende wezens - en opende hij een nieuwe wereld. Hij werd de eerste persoon die de inwendige werking van het lichaam op microscopisch niveau observeerde en bacteriën, sperma en zelfs bloedcellen door haarvaten zag stromen.
Zijn microscopen, elk kleiner dan de gemiddelde duim, "hadden een enorme impact, en toch zien ze er verbluffend eenvoudig uit", zegt Marvin Bolt, conservator van wetenschap en technologie in het Corning Museum of Glass, waar een zeldzame van Leeuwenhoek-microscoop in bruikleen wordt gegeven het Museum Boerhaave in Leiden, Nederland, is te zien als onderdeel van een tentoonstelling over de instrumenten.
Lenzen - gebogen stukjes glas die licht kunnen focussen om vergrote afbeeldingen van objecten te maken - waren in Europa gemaakt en werden sinds de 14e eeuw gebruikt om het zicht te corrigeren. In de 16e eeuw begonnen Nederlandse lensproducenten hoogwaardig Venetiaans glas te gebruiken om lenzen te maken die helderdere, scherpere beelden produceerden dan ooit tevoren. Al snel gebruikte iemand zo'n lens om een eenvoudige microscoop te maken die objecten kon vergroten. Vervolgens koppelde een maker convexe en concave lenzen aan elkaar, in een benadering vergelijkbaar met hoe telescopen werden gemaakt, waardoor de eerste samengestelde microscoop werd gemaakt. Tegen 1625 was de term 'microscoop' geboren, die voorkomt in een boek van de Italiaanse geleerden Francesco Stelluti en Federico Cesi, die het instrument hadden gebruikt om honingbijen te bestuderen.
Robert Hooke, een Engelse geleerde, gebruikte ook eenvoudige en samengestelde microscopen om vele aspecten van de natuurlijke wereld te observeren, waaronder vlooien, planten en schimmels. Zijn Micrographia, het eerste populaire wetenschappelijke boek, gepubliceerd in 1665, bevatte gedetailleerde gravures van flora en fauna zoals waargenomen onder microscopen met vergrotingen van ongeveer 20 keer. Hooke beschreef ook hoe je een eenvoudige microscoop kunt maken - inspirerend voor Leeuwenhoek en anderen.
Maar van Leeuwenhoek bracht de ontluikende technologie naar nieuwe extremen en bereikte hogere vergrotingen dan ooit tevoren: tot ongeveer 300 keer. Hij plaatste een zorgvuldig vervaardigde glazen bollens tussen de gaten in twee metalen platen, die aan elkaar geklonken waren. Vervolgens monteerde hij het monster aan één kant, op een naald die met behulp van schroeven kon worden aangepast. De glazen lenzen waren de sleutel en van Leeuwenhoek gebruikte een paar verschillende technieken om hem te vervaardigen - en bewaakte zijn geheimen nauwkeurig.
In een samengestelde microscoop, zoals tegenwoordig in een wetenschappelijk laboratorium, verzamelt een lens dichtbij het object licht om het beeld te vergroten, en dan vergroot een andere lens in het oculair dat beeld een tweede keer. Maar de beelden in vroege samengestelde microscopen waren vervormd. Met een eenvoudige microscoop doet een enkele lens al het werk en het object, de lens en het oog van de kijker liggen allemaal heel dicht bij elkaar. In de kleine constructie van Van Leeuwenhoek bevond het exemplaar zich op slechts millimeters afstand van de lens, waardoor de kijker een helder, scherp beeld kreeg.
"Toen je het vermogen verhoogde, waren samengestelde microscopen destijds inferieur aan een goed, eenvoudig lensinstrument, " zegt Raymond Giordano, een historische microscoopverzamelaar en dealer en auteur van The Discoverer's Lens: A Photographic History of the Simple Microscope, 1680 -1880 .
Een samengestelde microscoop met meerdere doelen (1890-1910) (Afbeelding afkomstig van Museum Boerhaave) 
Deze eenvoudige microscoop is een van de weinige gemaakt door Van Leeuwenhoek die nog bestaat. (Afbeelding afkomstig van Museum Boerhaave) 
Een samengestelde microscoop met roterende schuiflade (1831-1850) (Afbeelding afkomstig van Museum Boerhaave) 
Een drummicroscoop (1750-1755) (Afbeelding afkomstig van Museum Boerhaave) 
Een eenvoudige microscoop met meerdere lenzen (1774) (Afbeelding afkomstig van Museum Boerhaave) Van Leeuwenhoek onderzocht monsters die hij uit zijn eigen mond en uit waterglazen had genomen en ontdekte dat ze vol zaten met wat hij 'diercules' noemde. in het eerste wetenschappelijke tijdschrift, Philosophical Transactions, na het observeren van een monster regenwater in 1675.
"Robert Hooke keek naar delen van dieren die al bekend waren", zegt Bolt. “Toen ging Van Leeuwenhoek dieper, om op cellulair niveau dingen te zien die niemand ooit eerder had gezien, zoals spiervezels, sperma en bacteriën. Hij heeft echt een spoor gebaand. "
Het was zo moeilijk om een exemplaar op zijn kleine instrumenten scherp te stellen, dat van Leeuwenhoek meestal een microscoop maakte voor elk nieuw exemplaar, in totaal ongeveer 500 apparaten, hoewel er tegenwoordig ongeveer een tiental originelen bekend zijn. Hij gaf er enkele weg en velen werden na zijn dood geveild en landden in verschillende landen. Uiteindelijk is het echter waarschijnlijk dat velen verloren zijn gegaan of zijn omgesmolten.
De bevindingen van Van Leeuwenhoek waren cruciaal voor de wetenschappelijke revolutie en de ontwikkeling van de wetenschappelijke methode. Maar net als Galileo met de telescoop zou het bijna 200 jaar duren voordat wetenschappers zoals Louis Pasteur verder zouden gaan waar Van Leeuwenhoek was gebleven.
"Van Leeuwenhoek en zijn tijdgenoten kwamen erachter dat ze dingen over de natuurlijke wereld niet konden ontdekken door te redeneren, niet door te debatteren, maar door de observaties van iemand anders te observeren en vervolgens te bevestigen", zegt Bolt. "De prioriteit van ontdekking was een nieuw concept, evenals repliceerbaarheid van wetenschappelijke bevindingen en objectiviteit."
De eenvoudige microscoop speelde tot in de 19e eeuw een belangrijke rol in de wetenschap. Dergelijke microscopen 'werden lang beschouwd als iets dat alleen natuuronderzoekers gebruikten', herinnert Giordano zich en merkte op dat Charles Darwin een eenvoudige microscoop gebruikte die hij zelf had ontworpen, maar in feite gebruikten alle wetenschappers van die tijd ze.
De 19e eeuw bracht grote verbeteringen aan microscopen, waaronder achromatische lenzen, waardoor kijkers voor het eerst nauwkeurig de kleur konden zien. Er waren ook nieuwe manieren om monsters te verlichten en licht te regelen, en de bases van samengestelde microscopen werden stabieler. Eind negentiende eeuw begonnen de Duitse chemici Otto Schott, Carl Zeiss en Ernst Abbe wetenschappelijk onderzoek te doen naar glas specifiek voor microscopen. Tegen het einde van de 19e eeuw verschenen microscopen op middelbare scholen.
Tegenwoordig zijn microscopen meer beschikbaar dan ooit. Het internet staat vol met zelfstudielessen voor het maken van een microscoop door een iPhone-camera te combineren met een goedkope laserpointerlens. En vorig jaar introduceerde Stanford University de Foldscope, een papieren "print-and-fold" eenvoudige microscoop die volgens wetenschappers een revolutie teweeg kan brengen in de mondiale volksgezondheid, wetenschapseducatie en veldgebaseerde burgerwetenschap. "Het is de logische conclusie van de geschiedenis van microscopen, als kennisinstrumenten, " zegt Bolt, "om ze van een paar handen in handen van veel mensen te krijgen."
" Revealing the Invisible: The History of Glass and the Microscope " is tot en met 19 maart 2017 te zien in het Corning Museum of Glass in New York.
