肉眼看不见的世界，到底有多震撼？｜科学世界·视点

我们习惯了用肉眼看世界，却不知道，在我们的视线之外，还有一个鲜活、庞大、决定万物生死的微观天地。从一滴雨水、一颗牙垢、一片烟叶，到细菌、病毒、细胞…… 人类用三百年时间，一步步推开了微观世界的大门。

1676年，荷兰代尔夫特的布商安东尼·范·列文虎克（Antonievan Leeuwenhoek）在写给英国皇家学会的信中，描绘了一个前所未有的世界：“水滴之中藏有无数微小生灵，或如细棍、或如圆珠、或如旋丝，穿梭游动，生机盎然。”

这个连拉丁文都不识的普通人，用自制的玻璃透镜，第一次让人类窥见了微观生命的奥秘。

列文虎克 |  图源：维基百科｜作者 扬·维科莱

从列文虎克的简易透镜到今天的电子显微镜，人类对微生物的观察之旅，既是一场工具的迭代革命，更是一部以好奇心为帆、以科学思维为桨的探索史。让我们循着观察工具的升级轨迹，从细菌到病毒，从细胞表面到细胞器内部，一步步拆解生命的微观密码，重塑对生命本质的理解。

磨镜者的突破：推开微观世界的大门

17世纪的欧洲，眼镜制造业在荷兰阿姆斯特丹初具规模，人们早已发现凸透镜的放大作用，却仅能借此看清跳蚤的足、植物的表皮，从未想过肉眼之外还有一个完整的生命体系。列文虎克的磨镜之路，始于绸布生意的实际需求——为了看清布料的细微纹路，他开始摸索磨制透镜的技巧，这一爱好最终成为他毕生的追求。

列文虎克式显微镜

这个显微镜的结构非常简单，用法如图所示。金属板上镶嵌了一枚圆珠状的透镜，透镜前面的针尖用来固定样品。有两个方向的金属螺杆调节样品的位置和在透镜前的距离。列文虎克最初就是用这种显微镜发现了一个新世界。

与当时流行的双透镜复合显微镜*不同，列文虎克坚信镜片的叠加并不是最优选项，始终执着于单透镜的打磨。他磨制的透镜最小仅有针孔大小（直径约1.5毫米），却能实现约266倍的放大效果——这在当时是不可思议的数字。

*1665年，已经有复合透镜显微镜，放大倍率约30~50倍。受限于17世纪的玻璃质量和光技术，复合透镜显微镜显著的色差和球差会让成像产生彩色边缘和模糊轮廓，亮度较低，分辨率5~10微米。列文虎克的单透镜显微镜在放大倍率上远超同时代的显微镜，色差和球差极小，分辨率1~2微米，并具有卓越的对比度。

他用黄铜片制作简易支架，钻小孔引光，让观察对象在光线下呈现，这台简陋却精巧的装置，成为人类第一台实用的微生物显微镜。

有了这台“秘密武器”，列文虎克将观察触角伸向了世间万物：布料纤维、昆虫翅膀、动物毛发，甚至是自己牙齿上的牙垢。1674年，一滴雨水让他窥见了微观生命的全貌。根据它们的最直观特征又小又活泼，他给它们取名为dierken、diertgens等（dier是荷兰语中“动物”的意思，后缀是荷兰语中最常见的小写形式，这个词的意思是“非常小的小动物”)，这是人类首次观察到细菌与原生动物。

此后，他的观察成果不断刷新认知：看清鲑鱼红细胞的形态、观察到人类精子的游动、发现轮虫随微尘随风传播的特性……一生之中，他向英国皇家学会寄出200多封观察信件，字字句句都是对微观世界的真实记录。

列文虎克在1673年至1723年间致函皇家学会，共计190封。这些信件以荷兰语书写，部分译成英语和拉丁语，共装订成4卷。 图源：伦敦皇家学会

列文虎克绘制的一岁生白蜡树木材的微观切片  图源：维基百科

起初，这些发现遭到皇家学会学者的质疑，他们将其视为“乡下佬的空想”。直到罗伯特·胡克（Robert Hooke）等科学家复刻实验，在显微镜下亲眼见到那些游动的“dierken”，质疑才烟消云散。1680年，列文虎克当选英国皇家学会会员，一个无正规科学训练的布商，凭借双手与好奇心，跻身世界顶尖科学家之列。

1665年罗伯特·胡克使用的显微镜示意图。左侧油灯发出的光穿过装满水的玻璃瓶，经过透镜，为样本提供照明。

然而，列文虎克的探索仍有时代局限：他无法将观察上升到理论层面，不知这些微小生物与食物腐败、人体疾病的关联，其磨镜技术也随着他离世成为秘密。

但他的贡献是划时代的——他用一枚透镜打破了人类对生命的认知边界，证明了“看不见的生命”真实存在，更让世人明白：科学从不拒绝普通人的好奇，耐心与坚持，这些远比高端设备更先开启真理的大门。

从列文虎克的单透镜显微镜到如今的各种电子显微镜，这趟跨越350年的微观生命探索之旅，每一步都震撼又迷人。

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本文摘编自杂志2026年第4期，文章内容略有删改。

实习编辑 | 扶佳燕