光學顯微鏡的發(fā)展歷史系列：

1. 十六世紀的顯微科學
2. 十七世紀的顯微科學
3. 十八世紀的顯微科學
4. 十九世紀的顯微科學
5. 二十世紀及之后的顯微科學

十七世紀的單式顯微鏡與其說是科學儀器，不如說是藝術品。似乎那時的顯微鏡制造者所追求的并不是高的性能，而是視覺上的享受，比如下面的這個顯微鏡。它制造于十七世紀晚期，很明顯，它的作用已不再是單純的放大物體以方便研究，更重要的是它那光亮美麗的黃銅色，精美的裝飾還給人以一種高貴典雅的美感。

結(jié)構：這個單式顯微鏡的鏡頭鑲在一個圓盤形金屬眼罩的中部，兩個金屬手柄一長一短，長的那個手柄是手握的地方，在其末端還設置了幾個突起，方便使用者握住。在這兩個手柄的中間，夾著一個有六個圓孔可以轉(zhuǎn)動的圓盤，那是它的載物臺。

使用：在使用前，把樣品切成薄片放到載物臺的圓孔上，然后拿起顯微鏡將圓孔對準光源，同時把金屬眼罩放在眼窩上以擋住周圍的光，用大拇指按壓較短的那個手柄（那相當于一個杠桿），以此調(diào)節(jié)鏡頭與標本的距離，使成像最為清晰。如果切片較多，可以依次放到每個圓孔上，在觀察時轉(zhuǎn)動載物臺即可觀察到每個切片。從這個顯微鏡鏡頭的大小來看，它的放大率應該比較大。??

在十七世紀中葉，出現(xiàn)了一種滑桿顯微鏡。

它們的基本結(jié)構大致相同：燈塔形的鏡身，頂端是一個凸透鏡，在鏡身中部穿過一根長長的可以水平滑動的橫桿，在橫桿前端固定著一根頂端削尖，與橫桿垂直的長“針”——奇特的載物臺。

使用時，先將針尖刺入標本，使標本固定在針尖上；然后前后移動滑桿，調(diào)節(jié)標本與透鏡的距離，使成像最清晰后，即可進行觀察。從這個顯微鏡的透鏡大小可以看出，該顯微鏡的放大率不大。??

缺點：標本放在針形的載物臺上實在不穩(wěn)定，觀察時的實際操作很麻煩。因此，后來的顯微鏡就沒有采用這種針形載物臺。??

同時代與它同型的單式顯微鏡還有彈簧顯微鏡。

單式顯微鏡的頂峰——列文虎克顯微鏡

列文虎克[Antony Van Leeuwenhoek](1632-1723)，荷蘭代爾夫特人，是生物學發(fā)展史上的一位重要人物，一位僅僅受過初級教育的天才科學家和顯微鏡制造者。他手工制造的單顯微鏡質(zhì)量如此之高，以至于現(xiàn)在都無人能夠僅憑雙手制造出比它們更好的單顯微鏡。他最先發(fā)現(xiàn)了細菌，從而開創(chuàng)了微生物學；他正確地描述了微生物的形態(tài)有球形，桿狀和螺旋樣等；他證實了毛細血管的真實存在，結(jié)束了有關血液循環(huán)的爭論；他首次描述了昆蟲，狗和人的精子；他還指出：在所有露天積水中都可以找到微生物，這是人類認識微生物的分布的一次進步；他又通過事實證明了當時流行的生物自然發(fā)生論的錯誤，改變了人們的觀念。1673年，他與英國皇家學會建立了聯(lián)系，一直持續(xù)到他1723年逝世的前一刻。

列文虎克在1677年用自制的高倍放大鏡觀察池塘水中的原生動物，蛙腸內(nèi)的原生動物，人類和哺乳類動物的精子；后又在鮭魚的血液中看到紅細胞的核；1683年，他又在牙垢中看到了細菌。他把觀察的現(xiàn)象報告給英國皇家學會，得到英國皇家學會的肯定。

列文虎克出身于布商，他最初磨制透鏡的目的是為了檢驗布的質(zhì)量，但他在掌握了高水平的磨制透鏡技術后，進而利用透鏡組裝成顯微鏡，并利用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了前人未曾見到過的一些活細胞，這些成就是十分難能可貴的。他一生親自磨制了550個透鏡，裝配了247架顯微鏡，為人類創(chuàng)造了一批寶貴的財富，至今保留下來的有9架，現(xiàn)存于荷蘭尤特萊克特大學博物館中的一架的放大倍數(shù)為270倍，分辨率為1.4微米。在當時，這個水平是很高的，直到19世紀初所制的顯微鏡還未超過這一水平。因此，我們不能忽視他對細胞生物學的發(fā)展所做貢獻的重要性。?列文虎克一生制造了數(shù)百個顯微鏡，它們都非常小，設計和功能也相似，他的顯微鏡的尺寸幾乎是一個常數(shù)：長2英寸，寬1英寸，鏡身大多是用黃銅制造。

結(jié)構：一個典型列文虎克顯微鏡是由兩個螺釘（其中較長的一個是手柄，其長度可以調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)較短的那個螺釘可以改變標本與透鏡的距離），幾個鉚釘，一個鏡頭，一個寬大的鏡身，一個針形載物臺（連接在手柄上，通過調(diào)節(jié)手柄長度可以調(diào)節(jié)標本的高度）。鏡身的結(jié)構較為精巧：首先在兩塊同樣形狀的黃銅薄板上對稱地鑿兩個孔；然后把鏡頭放在其中一個孔上，再把另一塊黃銅板放在上面，對齊這兩塊黃銅板，使這兩個孔剛好把中間的透鏡鑲?。蛔詈笥勉T釘固定住銅板即可。??

使用：同樣先將標本固定在針尖上，然后拿起顯微鏡對著光源，同時調(diào)節(jié)那兩個螺釘使標本的位置，影像最佳后即可進行觀察。

十七世紀復式顯微鏡的初步發(fā)展?

在十六世紀晚期，第一個復式顯微鏡由荷蘭人詹森(Janssen)發(fā)明，此后復式顯微鏡開始被人們使用。但是，一直到十七世紀末，復式顯微鏡都使用得沒有單式顯微鏡廣泛。因為當時的復式顯微鏡有一個極大的缺點：由于當時的透鏡制造技術不高，因此制造出的復式顯微鏡的像差和色差都很大，這使人們大都不喜歡使用復式顯微鏡。盡管如此，還是有些人制造、使用了一些復式顯微鏡。比如意大利人伽利略(Galileo)和英國人胡克(Hooke)。

伽利略的顯微鏡

伽利略的顯微鏡（制造于17世紀晚期）繼承了詹森顯微鏡的特點，同樣是兩個可以伸縮的套筒，通過改變套筒的長度來調(diào)焦。但伽利略作了一點改進，在套筒外壁上刻上了很多螺紋，通過旋轉(zhuǎn)套筒即可使套筒上下伸縮，完成調(diào)焦，這樣顯微鏡使用起來就較為平穩(wěn)。這個顯微鏡制作十分精美：黃銅制作的鏡身，四個支架被精心雕刻成彎曲狀，這充分表現(xiàn)了當時人們的審美觀。

但伽利略顯微鏡有一個缺點，由于那四個支架不能移動，因而該顯微鏡只能豎直放在桌面上，這樣，它的光源只能是來自物體表面的反射光，而不能采用透 射光（現(xiàn)在大多數(shù)顯微鏡都是這樣采光）觀察，因此，用這個顯微鏡所能觀察的樣本很少，滿足不了研究的需要。

胡克的顯微鏡

胡克花了很大的工夫去完善他那個美麗的顯微鏡。這個顯微鏡由兩個部分組成：一個光源系統(tǒng)（圖中右邊的那個物體），一個顯微系統(tǒng)（圖中左邊的物體）。

光源系統(tǒng)：光源系統(tǒng)的設計在當時是一個創(chuàng)造。它由一個木制支架，一個油燈(Oil Lamp)，一個盛水的大玻璃球，一個小的光闌組成。光由油燈產(chǎn)生，通過玻璃球會聚，由光闌調(diào)節(jié)光通量。

顯微系統(tǒng)：顯微系統(tǒng)的設計在當時也是較為復雜、先進的。它由載物臺(Specimen Holder)、物鏡(Objective)、調(diào)焦螺旋(Focusing Screw)、鏡筒(Barrel)，目鏡(Eyepiece)組成。

物鏡：物鏡頂端是一個雙凸透鏡，后面是幾個輔助透鏡。它們共同構成了一個復合物鏡，這在當時是極為先進的。?

調(diào)焦螺旋：這個設計與伽利略顯微鏡一樣，通過旋轉(zhuǎn)鏡筒而使鏡筒上雕刻的螺紋在顯微鏡支架上的螺旋套中發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使鏡筒上下運動，這跟旋轉(zhuǎn)螺釘而使其在螺母的孔中上下運動相同。?

鏡筒：鏡筒的設計與當時鏡筒的普遍設計相比沒有多大不同，仍然是一個刻著花紋的木質(zhì)鏡筒。

目鏡：目鏡的頂端是一個凸透鏡。但在目鏡鏡筒內(nèi)還有幾個小透鏡，它們叫做“場鏡”，作用是輔助目鏡成像。這種復合目鏡在當時也是一種很先進的設計。

這個顯微鏡最初完工的時候，存在著很大的球面像差和色差，這使得成像的質(zhì)量很糟。胡克為此而在光源系統(tǒng)上安裝了那個光闌。很不幸，改造后的顯微鏡成的像十分暗淡，還有光的衍射現(xiàn)象，成像的質(zhì)量還是很差。但是，就是用這個顯微鏡，人類第一次看見了典型的細胞（人類實際上很早就見過細胞了——蛋——極大的細胞，每個人都見過。但是真正意義上的典型細胞非要顯微鏡才能看到，下文所說的細胞將只是指典型細胞）。

1665年，胡克應用自己研制的那個簡陋顯微鏡觀察軟木塞薄片時，發(fā)現(xiàn)了許多蜂窩狀小室，稱為Cell（小室之意，由拉丁文cellulae演變而來）。盡管這些細胞早已死去，只留下細胞壁，但這是細胞第一次被人類發(fā)現(xiàn)。