從世界名校收藏的顯微鏡,看科技發展的軌跡
◎劉年凱
【走馬館展】
日前,“雙校記:透過顯微鏡看哈佛與清華”線上展覽正式開幕,該展覽由清華大學科學史系、清華大學科學博物館與哈佛大學科學史系、哈佛歷史科學儀器收藏館聯合舉辦,是清華大學科學博物館與國外著名大學博物館合作舉辦的線上系列展覽之一。
顯微鏡是近代科學的標志儀器。1665年,倫敦大瘟疫暴發,胡克出版了《顯微圖譜》一書,他使用的顯微鏡可以把標本放大30多倍,此后,荷蘭的列文虎克研制了獨具風格的、可放大200多倍的單式顯微鏡。18世紀之后,顯微鏡逐漸流通到世界各地,滿足了人們的好奇心,揭開了自然界隱藏的奧秘,極大地促進了現代科學的進步。
顯微鏡也進入了大學的課堂、實驗室和博物館。該線上展覽展示了哈佛大學與清華大學所使用、制造和收藏的眾多類型的顯微鏡,從一個側面折射了這兩所世界著名大學在科學教育、科學研究以及歷史收藏等方面的發展軌跡。
兩代哈佛人的顯微鏡
本次展覽展出了一套生產於1720年前后的威爾遜螺旋筒型和圓規型單式顯微鏡,開發這類儀器的初衷是為了滿足人們對小型便攜式儀器日益增長的需求。這套顯微鏡原屬於哈佛大學第9任校長愛德華·霍利奧克。他在任期間,加強了哈佛大學(當時還是哈佛學院)在數學和科學方面的學術課程,並進行了一系列的學術改革,將學術成就作為哈佛大學的錄取標准。此外,他還建立了北美第一個物理學實驗室。哈佛大學在他長達32年的任期內得到了蓬勃發展。
1730年前后,英國科學儀器制造商、工匠埃德蒙·卡爾佩珀設計和制造了一種安裝在三角支架上的顯微鏡,此款顯微鏡很快成為18世紀上半葉最流行的復式顯微鏡,並且持續生產了大約一百年。
此外,展覽還展出了一台卡爾佩珀型顯微鏡,生產於18世紀50年代, 其所有者和使用者是愛德華·奧古斯都·霍利奧克。他是愛德華·霍利奧克的兒子,1746年畢業於哈佛大學,后來投身醫療事業,成為美國治療天花的先驅,為成百上千的人接種了天花疫苗。霍利奧克活了100歲,在他漫長而輝煌的職業生涯中,為人看病達25萬次。他也是馬薩諸塞州醫學會和美國藝術與科學院的創始成員,並擔任過美國藝術與科學院的主席。
馬克·吐溫與留美幼童
展覽還展出了美國著名作家馬克·吐溫的一台單目復式顯微鏡。馬克·吐溫1835年出生於美國密蘇裡州佛羅裡達,他的原名是塞繆爾·蘭霍恩·克萊門斯。馬克·吐溫字面意思是指十二英尺水深,是當時密西西比河安全水上航行的最低深度。馬克·吐溫因旅行敘事小說享譽國際,尤其是《傻子出國記》《苦行記》《密西西比河上的生活》,以及他關於童年的冒險故事,如《湯姆·索亞歷險記》和《哈克貝利·費恩歷險記》。
1868年,馬克·吐溫從巴法羅遷到康涅狄格州哈特福德。當時耶魯大學畢業生、投身洋務運動的容閎也在四處奔走,倡議清廷實行留學計劃,最終清政府在1872—1876年派遣4批共120名幼童赴美留學,他們主要住在哈特福德,所以馬克·吐溫與這些幼童成為了鄰居,有的幼童還與馬克·吐溫的女兒成為同學,並一起跳過舞。
馬克·吐溫住在哈特福德時,把顯微鏡交給了他的秘書富蘭克林·惠特莫爾保管。惠特莫爾在馬克·吐溫去世后,又將顯微鏡交給了他的孫子約翰·富蘭克林·恩德斯。恩德斯於1922年獲得哈佛大學博士學位,1939年,恩德斯把這台顯微鏡捐贈給哈佛大學。
1954年,在波士頓兒童醫院工作的恩德斯因“發現了脊髓灰質炎病毒在多種類型組織中培育生長的能力”,獲得了當年的諾貝爾生理學或醫學獎。
這台顯微鏡在近80年的時間裡,從與中國留美幼童交往過的一代文豪傳至著名的科學家,最后回到哈佛大學,完成了一段傳奇之旅。
“新”“老”顯微鏡的接力
20世紀50年代購自其他國家的顯微鏡工具,如蘇聯產的МИМ-7型顯微鏡和民主德國產的耶拿蔡司牌大型工具顯微鏡,也是展覽展出的一部分。這些顯微鏡在清華大學“服役”超過50年,為機械、材料和精密儀器學科的科研教學發揮了重要作用。
展覽以新型冠狀病毒SARS-CoV-2的三維結構高分辨率渲染圖結尾,這是清華大學和浙江大學的研究人員在2020年利用高分辨冷凍電鏡斷層成像方法首次解析出的。遙想1665年倫敦暴發鼠疫時,列文虎克還未開始對顯微鏡的研究﹔而到2020年,新型冠狀病毒感染疫情防控形勢嚴峻,科學家則利用電子顯微鏡等現代科學儀器,迅速查明了病毒的真面目。
從哈佛大學和清華大學所使用、制造和收藏的顯微鏡中,我們可以一瞥幾百年來科技的迅猛發展,並且通過展覽我們也能感受到,不同文明之間的交流互鑒、不同國家的溝通合作,會帶來更大的希望與福祉。
(作者系清華大學科學史系助理教授、“雙校記:透過顯微鏡看哈佛與清華”展覽策展人)
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