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最早发现细胞结构的人

埃米编辑 埃米编辑 2022-05-23

人类在很长的时期内,都是依靠肉眼来观察世界上形形色色的事物。如今,生物体由细胞组成的思想似乎已经成为普遍共识。


17世纪以前,由于科学技术的限制,大多数人并不知道微观世界的存在。生物学家们只停留在这样的认识上:有机体是由各种组织和器官构成的。


这样的局面被一位具有强烈好奇心的科学家打破。他在前人显微镜的基础上,自己制造了复式显微镜,揭示了人们以前看不见的微观世界,并且发现了“细胞”。


这位科学家就是罗伯特·胡克(Robert Hooke)



好奇心满满的少年


胡克于1635年7月18日出生于英格兰怀特岛。他的父母是当地的牧师。作为四个孩子中最小的一个,胡克很聪明,学什么都很快。他对绘画很感兴趣,擅长制作机械玩具和模型。

1648年父亲去世后,胡克带着一小笔钱离开了家,去伦敦的一位肖像画家当学徒。在这个阶段学习了语言,欧几里得元素机械,还有音乐。1653年,胡克就读于牛津基督教会学院,作为科学家罗伯特·博伊尔的助手。在学习从天文学到化学等学科的同时,胡克也结交了一些有影响力的朋友,比如未来的建筑师克里斯托弗·雷恩。1662年,新成立的伦敦皇家学会任命胡克为其实验负责人。在这里,胡克接触到了最新的科学思想。


怀特岛,罗伯特胡克的出生地
Image by Gordon Joly — Own work.


发现“细胞”


胡克是少数几个改进显微镜、利用显微镜发现大自然隐藏细节的科学家之一。他设计制造了复式显微镜,检查了各种各样的有机体,并将自己用显微镜观察所得写成《显微术》一书。



胡克所用的显微镜

 Image in the public domain, viaWikimedia Commons


1684年时任英国皇家学会会长的塞缪尔·佩皮斯看到胡克的这本书时,爱不释手,一直看到凌晨两点,评价道:“这是我一生中读过的最有创意的书”。


在显微镜下观察软木片时,胡克发现了植物细胞(软木组织中的细胞壁)。他在描述这一结构时创造了“细胞(cell)”这个术语:


“……我能非常清楚地感觉到它都是有孔的,多孔的,就像蜂窝一样,但它的孔并不规则……这些小孔或细胞……是第一个显微学我所见过的小孔,也许是从未见过的,因为我从来没有见过任何作家或人,在此之前我曾提到过这些小孔……”


罗伯特·胡克描绘的软木细胞结构.

From Micrographia, by Robert Hooke, 1665


除了细胞,他还观察了蚊子、羽毛和雪花等。


罗伯特·胡克画的一只雌蚊

From Micrographia, by Robert Hooke, 1665



博学多才的胡克


在物理学研究方面,他提出了描述材料弹性的基本定律-胡克定律。他指出,拉伸或压缩弹簧所需的力与扩展或压缩的距离成正比。这一定律被应用于许多实际应用中,比如计时装置—胡克的兴趣之一。胡克还设计了平衡弹簧,帮助推进便携式计时设备(手表)。


罗伯特·胡克材料弹性定律的说明

Photos.com/Jupiterimages


胡克也是一个化石和地质学的敏锐观察者。胡克通过他的科研好伙伴——显微镜检查了化石--这是第一个这样做的人--并注意到石化木材和贝壳化石的结构与活生生的木材和活软体动物贝壳的结构有着密切的相似之处。他把一块石化木和一片腐烂的橡木作了比较,并得出结论:


这个石化的木头躺在一个地方,它被石化的水浸透了(也就是浸满了石质和泥土颗粒的水),从渗透水中分离出大量的石质颗粒,不是单独地进入微观孔隙中的……也可以进入毛孔或间孔……那部分的木材,通过显微镜,看起来是最坚固的……


胡克的语言可能很古老,但他的意思是相当现代的:由于富含溶解矿物的水的作用,枯木可以变成石头,这会在整个木材中沉积矿物质。


1666年伦敦大火发生后,胡克的注意力从微小的植物、动物和物体转移到城市建筑上。胡克与克里斯托弗·雷恩合作,协助重建伦敦,并为大火设计了一座纪念碑。这并不是胡克唯一涉足建筑的地方:他还设计了皇家医师学院和其他建筑。



社会关系


胡克一生未婚,有人将他描述为“一个忧郁的单身汉”。


他的朋友约翰·奥布里(JohnAubrey)描述了胡克在中年和他创作能力的巅峰时期:


他个子中等,有些歪歪扭扭,脸色苍白,略小,但他的头很大;拥有灰色眼球,眼球充盈,突起;动作迟缓。他有一头深褐色纤细的卷发。他现在和过去一直很温和。


理查德·沃勒(Richard Waller)更直率地描述了胡克:         


他总是很苍白,很瘦,后来除了皮包骨什么都没有,面容单薄,他的眼睛灰白而饱满,年轻时有一种敏锐而巧妙的样子;他的鼻子很薄,中等高度和长度;他的嘴巴略宽,上嘴唇薄;他的下巴锋利,额头大;他的头中等大。他留着深褐色的头发,头发很长,没有理过,垂在脸上,蓬松松弛 


胡克在经历了一生的探索之后,于1703年去世,享年67岁。他的大量工作为我们留下了永久的遗产。


回顾胡克的一生,我们发现胡克在很多领域都贡献卓著。虽然胡克与艾萨克·牛顿、塞缪尔·佩皮斯和克里斯托弗·雷恩同时代,但在牛顿和雷恩的光芒笼罩之下,他显得有些默默无闻,鲜为人知。现在甚至连他的肖像都没有了。


事实上,胡克在很多领域都有可能成为那个“第一人”,但是他缺乏足够的专注和持久的兴趣,显得有些“杂而不精”,也没有将自己的想法建立理论昭告世界。正如有人评价他的那样,“胡克确实想出了许多绝妙的想法……胡克从来没有遵循过他的想法,把他的想法发展成建立全面的理论。”因此,这可能也是他没有像同时代其他人那样引人瞩目的原因。


尽管如此,胡克依然是17世纪最重要的科学家之一。他被科学史家称为“伦敦的莱奥纳多(达芬奇)”,称赞他在天文学、物理学、地质学、生物学,以及城市设计和建筑方面的重要贡献。


参考资料:
吴国盛. (2002). 科学的历程.第2版. 北京大学出版社.
Https://www.biography.com/scholar/robert-hooke
https://www.comsol.com/blogs/celebrating-the-life-of-robert-hooke/
https://www.britannica.com/biography/Robert-Hooke https://www.comsol.com/blogs/celebrating-the-life-of-robert-hooke/
http://www.roberthooke.org.uk/leonardo.htm

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