Микроскоп гука, первый микроскоп. Роберт Гук: история открытия клеток Что рассматривал гук под микроскопом

Мы уже говорили о научных объединениях, создавшихся в XV-XVII вв. в ряде стран Европы, где передовые ученые того времени, не удовлетворяясь официальной университетской наукой, находившейся под сильным влиянием церкви, вели свободные естественно-научные исследования.

В XVII в. по инициативе Френсиса Бэкона такое объединение возникает в Лондоне. В 1645 г. группа ученых во главе с Робертом Бойлем организует собрания, где ставятся эксперименты и сообщаются результаты новых исследований. Эти собрания принимают регулярный характер. Члены общества, носившего вначале название «Коллегии невидимых», не ограничиваются собственными работами. Они собирают сведения об исследованиях, производимых в других странах, организуют переписку с иностранными учеными. Неясные вначале цели коллегии понемногу начинают оформляться: члены коллегии ставят перед собой задачу распространения естественных наук, борьбу с верой в тайные силы природы путем вскрытия ее истинных законов. Общество избирает своим девизом: Nullius in verba - никому не верить на слово! Деятельность Лондонского научного общества к шестидесятым годам становится настолько обширной, что правительство не может обойти ее молчанием. В 1660 г. король Карл II становится членом объединения, а в 1662 г. законодательным актом оно превращается в Лондонское королевское общество для усовершенствования естественных наук. (The Royal Society of London of Improving Natural Knowledge). Это Королевское общество, как его сокращенно называют с того времени, привлекает корреспондентов, собирает коллекции и во второй половине XVII в. завоевывает признание в качестве мирового научного центра. Каждый ученый конца XVII и начала XVIII вв. считал для себя обязательным сообщить о сделанном открытии в Лондонское королевское общество, чем как бы закреплялся приоритет исследователя.

В 1662 г. «экспериментатором» общества становится Роберт Гук. Являясь одним из активнейших его членов, он в. 1672 г. избирается секретарем Лондонского королевского общества. В 1665 г. Гук издает сочинение - большой том, объемом более 200 страниц, содержащий 38 таблиц с рисунками. Книга Гука называлась «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших тел, осуществленные посредством увеличительных стекол». В этом своеобразном сочинении впервые отмечается клеточное строение некоторых частей растений; временем выхода этого сочинения Гука приходится датировать первый период в истории учения о клетке.

Роберт Гук - характерная для науки XVII в. фигура. Несомненно гениальный человек, он сделал ряд крупнейших физических открытий (закон деформации упругого тела, теория упругости, волновая теория света и т. д.). Однако Гук не удовлетворяется какой-либо одной областью исследования; его пытливый ум изобретателя стремится расширить рамки познавательных возможностей человека. Гук изобретает ряд физических приборов. Он интересуется телескопом и оптическими приборами и, когда знакомится с привезенным Дреббелем в Англию микроскопом, сразу оценивает возможности, которые открывает для исследователя новый инструмент. Однако первые микроскопы представляли собой слишком несовершенные инструменты, чтобы с их помощью можно было производить научные исследования. Гук берется за реконструкцию микроскопа. В его изобретательных руках микроскоп становится инструментом, позволяющим увидеть много недоступного невооруженному глазу.

Гук не имеет никакого плана исследований при помощи реконструированного им микроскопа, но понимает, что возможности нового инструмента необычайно широки. Он рассматривает в микроскоп самые различные объекты из мертвой и живой природы; описанию этих наблюдений и посвящена «Микрография». Никакой системы в изложении своих наблюдений Гук не соблюдает; при чтении его книги чувствуется, что автор клал под микроскоп все, что попадалось ему на глаза; всякие, не имеющие значения мелочи он описывает с таким же вниманием и серьезностью, как и значительные естественно-научные наблюдения.

Книга Гука, как это было принято тогда, начинается с посвящения королю, далее следует посвящение Лондонскому королевскому обществу и длинное предисловие с рассуждением о значении и методах исследования природы. В нем слышатся отзвуки требований, которые предъявлял к научному исследованию Френсис Бэкон. Гук отдает преимущество «механической, экспериментальной философии» перед «философией рассуждения и спора». В заключительной части предисловия Гук дает описание и изображение своего микроскопа и излагает методику наблюдения с этим новым прибором. Далее Гук описывает свои собственные «Наблюдения», нумеруя их по порядку и не прибегая к какой бы то ни было классификации. Вот для примера некоторые наблюдения Гука:

Наблюдение 1. О кончике острия маленькой иглы.

Наблюдение 3. О тонком батисте или льняной ткани.

Наблюдение 7. О некоторых явлениях в стеклянных каплях.

Наблюдение 8. Об огненных искрах от удара кремнем о сталь.

Наблюдение 12. О песке в моче.

Наблюдение 14. О различных фигурах, образуемых морозом.

Наблюдение 23. О замечательном строении водорослей.

Наблюдение 30. О семенах мака.

Наблюдение 43. О водяных насекомых или комарах.

Наблюдение 49. О муравье.

Наблюдение 53. О блохе.

Все свои «Наблюдения» Гук сопровождает превосходными таблицами. Рисунки выполнены с такой тщательностью и обнаруживают такую точность наблюдений, что некоторые его таблицы (муха, личинка и куколка комара, блоха и т. д.) можно и теперь поместить в соответствующие руководства.

Конечно, сам автор книги никак не предполагал, что среди 54 «наблюдений», изложенных в ней, особую славу принесет ему наблюдение, описанное под № 18 и озаглавленное: «О схематизме или строении пробки и о клетках и порах в некоторых других таких порозных телах».

Стоит отметить, что о «Скрытом Схематизме в тех телах, которые считают однородными, особенно в вещах, отличающихся специфическими чертами, и в их частях таких, как железо, камень, и в однородных частях растения, животного таких, как корень, лист, цветок, мясо, кровь, кость, и т. д.»,- писал Френсис Бэкон (1620) в «Новом органоне» (цит. по изд. Соцэкгиза. 1935, стр. 204). Так как «Новый органон» вышел значительно раньше «Микрографии», надо думать, что именно отсюда заимствует Гук понятие о «схематизме».

Рассматривая под микроскопом тонкие пластинки, вырезанные из пробки, Гук заметил правильно расположенные пустоты или поры, соотношение стенок, которых он сравнивал с сотами. В дальнейшем описании Гук называет открытые им в пробке пустоты «порами», или «клетками». Они, заявляет Гук, напоминают ему маленькие ящички, почему он и счел целесообразным применить термин «клетки». Свое описание Гук сопровождает таблицей. На таблице изображены продольный и поперечный разрезы пробки, послужившей первым объектом, на котором было открыто клеточное строение растительных организмов.

Такое же пористое строение было известно Гуку не только в пробке, т. е. в отмершей растительной ткани. Гук отмечает аналогичную структуру в сердцевине бузины и многих других деревьев, во внутренней мякоти камыша, укропа, моркови, репейника и некоторых травянистых растений.

Мёбиус (М. Moebius, 1937) в своей истории ботаники отмечает, что, приступая к микроскопическому исследованию пробки, Гук, по-видимому, не знал, что пробка - часть растения. Но найдя такое же строение в мякоти бузины, он пришел к выводу о растительной природе пробки.

Он даже смутно подозревает, что дело идет о каком-то общем явлении, но это общее он хочет усмотреть в пористости тел, отличным доказательством которой является, по мнению Гука, сделанное им наблюдение. Растения, на которых Гук увидел клеточное строение, были для него случайными объектами микроскопического исследования. Выпустив «Микрографию», Гук не возвращался более к микроскопическим исследованиям, его интересы обратились в другую сторону. Открытие, сделанное им на пробке и подтвержденное на некоторых живых частях растений, было для Гука лишь случайным эпизодом в период его увлечения новым инструментом. Но это открытие не осталось случайным эпизодом для развития науки и дало толчок для последующих, более систематических наблюдений над строением растений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Открытие клетки, несомненно, является одним из важнейших открытий человечества.

Это великое открытие принадлежит английскому физику Р. Гуку, он в 1665 г. первым рассмотрел через свой усовершенствованный микроскоп обычную пробку в разрезе. Гук увидел ячеистый состав пробки, под микроскопом это выглядело как пчелиные соты. Видимые ячейки позже ученый назвал клетками.

Р. Гук. Краткая биография

Роберт Гук родился 18 июля 1635 года (умер 3 марта 1703 года). Его отец хотел вырастить его духовным наставником, но так как у мальчика было слабое здоровье, его отдали в ученики к часовщику. Впоследствии, увидев рвение мальчика к науке, Роберт был отправлен сначала в Вестминстерскую школу, затем в Оксфордский университет, где он стал помощником известного тогда ученого Роберта Бойля. За всю свою жизнь Гук сделал множество громких открытий и изобретений, одним из которых является открытие клетки.

Коллегия невидимых

Открытие клеточного строения произошло в то время развития человечества, когда экспериментальная физика стала претендовать называться госпожой всех наук. В Лондоне было создано общество величайших ученых, которые делали упор в совершенствовании мира на конкретные физические законы. На встречах членов сообщества не происходило никаких политических дебатов, подвергали обсуждению только различные эксперименты и делились исследованиями по физике, механике. Времена тогда были беспокойными, и ученые соблюдали очень строгую конспирацию. Новое сообщество стали называть «коллегия невидимых». Первым, кто стоял у истоков создания общества, был Роберт Бойль - великий наставник Гука. Коллегия выпускала необходимую научную литературу. Автором одной из книг стал Роберт Гук, который тоже входил в это секретное научное сообщество. Гук уже в те годы слыл изобретателем интересных приборов, позволяющих делать великие открытия. Одним из таких приборов был микроскоп.

Микроскоп

Одним из первых создателей микроскопа был Захариус Йансен, который создал его в 1595 году. Задумка изобретения была в том, что монтировались две линзы (выпуклые) внутри специальной трубки с выдвижным тубусом для фокусировки изображения. Этот прибор мог увеличивать исследуемые предметы в 3-10 раз. Роберт Гук усовершенствовал это изделие, что и сыграло главную роль в предстоящем открытии.

Открытие

Роберт Гук в течение длительного времени наблюдал через созданный микроскоп разные мелкие экземпляры, и однажды для просмотра он взял обычную пробку из сосуда. Рассмотрев тонкий срез этой пробки, ученый удивился сложности структуры вещества. Его взору предстал интересный узор из множества ячеек, удивительно похожий на пчелиные соты. Так как пробка - это продукт растительный, Гук начал изучать с помощью микроскопа срезы стеблей растений. Везде повторялась аналогичная картинка - набор пчелиных сот. В микроскоп было видно множество рядов ячеек, которые разделялись тонкими стенками. Роберт Гук назвал эти ячейки клетками.

Заключение

Впоследствии образовалась целая наука о клетках, которая называется цитология. В цитологию входят изучение строения клеток и их жизнедеятельность. Используется эта наука во многих областях, в том числе медицине, промышленности.

Изобретение микроскопа началось с того, что однажды Галилей соорудил очень длинную подзорную трубу. Дело происходило днем. Закончив работу, он навел трубу на окно, чтобы на свету проверить чистоту линз. Прильнув к окуляру, Галилей оторопел: все поле зрения занимала какая-то серая искрящаяся масса. Труба немного покачнулась, и ученый увидел огромную голову с выпуклыми черными глазами по бокам. У чудовища было черное, с зеленым отливом туловище, шесть коленчатых ног… Да ведь это … муха! Отняв трубу от глаза, Галилей убедился: на подоконнике действительно сидела муха.

Так появился на свет микроскоп - состоящий из двух линз прибор для увеличения изображения маленьких предметов. Свое название - «микроскопиум» - он получил от члена «Академиа деи линчеи» («академии рысьеглазых»)

И. Фабера в 1625 г. Это было научное общество, которое, кроме прочего, одобряло и поддерживало применение оптических приборов в науке.

А сам Галилей в 1624 г. вставил в микроскоп более короткофокусные (более выпуклые) линзы, благодаря чему труба стала короче.

Роберт Гук и его достижения

Следующая страница в истории создании микроскопа связана с именем Роберта Гука. Это был очень одаренный человек и талантливый ученый. Наиболее значимыми достижениями Гука являются следующие:

• изобретение спиральной пружины для регулировки хода часов; создание винтовых зубчатых колес;
• определение скорости вращения Марса и Юпитера вокруг своей оси; изобретение оптического телеграфа;
• создание прибора для определения пресности воды; создание термометра для измерения низких температур;
• установление постоянства температур таяния льда и кипения воды; открытие закона деформации упругих тел; предположение о волновой природе света и природе земного тяготения.

По окончании Оксфордского университета в 1657 г. Гук стал помощником Роберта Бойля. Это была отличная школа у одного из крупнейших ученых того времени. В 1663 г. Гук уже работал секретарем и демонстратором опытов Английского Королевского общества (академии наук). Когда там стало известно о микроскопе, Гуку поручили провести наблюдения на этом приборе. Имевшийся в его распоряжении микроскоп мастера Дреббеля являл собой полуметровую позолоченную трубу, расположенную строго вертикально. Работать приходилось в неудобной позе - изогнувшись дугой.

Совершенствование микроскопа Гуком

Прежде всего Гук сделал трубу - тубус - наклонной. Чтобы не зависеть от солнечных дней, которых в Англии бывает немного, он установил перед прибором масляную лампу оригинальной конструкции. Однако солнце светило все же гораздо ярче. Поэтому пришла мысль лучи света от лампы усилить, сконцентрировать. Так появилось очередное изобретение Гука - большой стеклянный шар, наполненный водой, а за ним специальная линза. Такая оптическая система в сотни раз усиливала яркость освещения.

Находчивый Гук легко справлялся с любыми трудностями, появлявшимися на его пути. Например, когда понадобилось сделать очень маленькую линзу идеально круглой формы, он опустил острие иглы в расплавленное стекло и затем быстро вынул ее - на кончике иголки сверкала капелька. Гук подшлифовал ее немного - и линза была готова. А когда возникла необходимость улучшить качество изображения в микроскопе, то Гук между двумя традиционными линзами - объективом и окуляром - вставил третью, коллектив, и изображение стало более четким, при этом увеличилось поле зрения.

Когда микроскоп был готов, Гук принялся за наблюдения. Их результаты он описал в своей книге «Микрография», изданной в 1665 г. За 300 лет она переиздавалась десятки раз. Помимо описаний, она содержала замечательные иллюстрации - гравюры самого Гука.

Обнаружения и открытия, строение клетки

Особый интерес в ней представляет наблюдение № 17 - «О схематизме, или строении пробки и о клетках и порах некоторых других пустых тел». Гук так описывает срез обыкновенной пробки: «Вся она перфорированная и пористая, подобно сотам, но поры ее неправильной формы, и в этом отношении она напоминает соты… Далее, эти поры, или клетки, неглубоки, но состоят из множества ячеек, разделенных перегородками».

В этом наблюдении бросается в глаза слово «клетка». Так Гук назвал то, что и сейчас называется клетками, например, клетки растений. В те времена люди не имели об этом ни малейшего представления. Гук первым наблюдал их и дал название, оставшееся за ними навсегда. Это было открытие громадной важности.

Наблюдения Антони ван Левенгука

Вскоре после Гука начал вести свои наблюдения голландец Антони ван Левенгук. Это была интересная личность - он торговал тканями и зонтиками, но не получил никакого научного образования. Зато у него был пытливый ум, наблюдательность, настойчивость и добросовестность. Линзы, которые он сам шлифовал, увеличивали предмет в 200-300 раз, то есть в 60 раз лучше применявшихся тогда приборов. Все свои наблюдения он излагал в письмах, которые аккуратно посылал в Лондонское королевское общество. В одном из своих писем он сообщил об открытии мельчайших живых существ - анималькул, как Левенгук их назвал.

Оказалось, что анималькули присутствуют повсюду-в земле, растениях, теле животных. Это событие произвело революцию в науке - были открыты микроорганизмы.

В 1698 г. Антони ван Левенгук встретился с российским императором Петром I и продемонстрировал ему свой микроскоп и анималькул. Император был так заинтересован всем, что он увидел и что объяснил ему голландский ученый, что закупил для России микроскопы голландских мастеров. Их можно увидеть в Кунсткамере в Петербурге.

Левенгуку принадлежит еще одно важное открытие. Нагревая воду до кипения, он обратил внимание, что практически все анималькулы погибают. Значит, таким способом можно избавляться от болезнетворных микроорганизмов в воде, которую пьют люди.

Камера-обскура

Заканчивая разговор об оптических инструментах, необходимо упомянуть камеру-обскуру, изобретенную в 1420 г. итальянским инженером Дж. Фонтаной. Камера-обскура является простейшим оптическим приспособлением, позволяющим получать на экране изображения предметов. Это темный ящик с небольшим отверстием в одной из стенок, перед которым помещают рассматриваемый объект. Исходящие от него лучи света проходят через отверстие и создают на противоположной стене ящика (экране) перевернутое изображение объекта.

В 1558 г. итальянец Дж. Порта приспособил камеру-обскуру для исполнения рисунков. Ему же принадлежит идея применения камеры-обскуры для проецирования рисунков, помещенных у отверстия камеры и сильно освещаемых свечами или солнцем.

Сообщение о , которое изложено в этой статье, расскажем об английском натуралисте, физике и исследователе.

Роберт Гук вклад в биологию. Что открыл Роберт Гук?

Роберт Гук вклад в биологию состоит в том, что он был первым, кто применил микроскоп в целях исследования животных и растительных тканей. Изучая срез сердцевины бузины, ученый увидел, что он состоит из большого количества мелких образований. Гук назвал их клетками.

Краткая информация о Роберте Гуке

Родители хотели, чтобы их сын Роберт посвятил свою жизнь духовной деятельности. Из-за слабого здоровья и увлечения механикой, Гука отправляют изучать часовое мастерство. В дальнейшем юноша проявил интерес к науке и стал обучаться в Вестминстерской школе. Здесь будущий ученый изучал математику, механику, физику и языки. Благодаря своему острому уму Гук в 1653 году поступил в Оксфордский университет.

Роберт Гук открытия в биологии

В университете он стал изучать физические свойства обычной пробки. Его сильно заинтересовал вопрос, по какой причине она обладает высокой плавучестью. Дабы выяснить это, Гук провел много наблюдений, делая срезы на пробке и изучая их под микроскопом. В ходе исследований ученый выявил, что она состоит из большого количества маленьких ячеек, похожих на монашеские кельи. В 1665 году Роберт Гук впервые описал, как устроены эти ячейки с перегородками. Результаты наблюдений он описал в труде «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стекол». В нем ученый впервые употребил термин «клетка». Потом натуралист изучал срез сердцевины бузины и пробки, рассматривая под микроскопом все те же образования, похожие на ячейки из пчелиных сот. Хотя, на самом деле, он рассматривал не сами клетки, а их оболочки. Вот как Роберт Гук открыл клетку.

Кроме исследования клетки, ученый в своей книге описал происхождение полезных ископаемых, удаленные планетные тела и вопросы теории света. Его труд «Микрография» вызвал неподдельный интерес в научных кругах.

Что открыл Роберт Гук?

Кроме биологии ученый Роберт Гук увлекался изучением окаменелостей. Поэтому его также считают основателем палеонтологии. Кроме того, он собственноручно иллюстрировал свою книгу и сделал для нее гравюры. Ученый придумал для арифметических сложных действий вычислительную машину и модернизировал прибор, который изучал магнитное поле планеты.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какое открытие сделал Роберт Гук.

До изобретения микроскопа самое маленькое, что люди могли видеть, было примерно такой же величины, как и человеческий волос. После изобретения микроскопа примерно в 1590 году мы внезапно узнали, что существует ещё удивительный микромир живых существ везде вокруг нас.

Правда до конца непонятно, кому стоит отдать лавры создания микроскопа. Некоторые учёные-историки утверждают, что это был Ханс Липперсгей, который известен за подачу первого патента на телескоп. Другие свидетельства указывают на Ханса и Захария Янссенов, отца и сына, настоящей команды изобретателей-энтузиастов, живших в том же городе, что и Липперсгей.

Липперсгей или Янссены?

Ханс Липперсгей родился в Везеле в Германии в 1570 году, но позже переехал в Голландию, которая затем стала местом инноваций в области искусства и науки, а эта эпоха была названа «Золотой век Голландии». Липперсгей поселился в Миддельбурге, где он изобрёл очки, бинокль и некоторые из самых ранних микроскопов и телескопов.

В Миддельбурге жили Ганс и Захарий Янссены. Часть историков приписывает изобретение микроскопа именно Янссенам, благодаря письмам голландского дипломата Уильяма Бореэля.

В 1650-х годах Бореэль написал письмо врачу французского короля, в котором он описал микроскоп. В своем письме Бореэль сказал, что Захарий Янссен начал писать ему о микроскопе в начале 1590-х годов, хотя Бореэль сам увидел микроскоп спустя годы. Некоторые историки утверждают, что Ханс Янссен помог построить микроскоп, поскольку Захария был подростком в 1590-х годах.

Ранние микроскопы

Ранние микроскопы Янссена были составными микроскопами, в которых использовались по меньшей мере две линзы. Линза объектива расположена близко к объекту и создает изображение, которое подбирается и увеличивается еще дальше второй линзой, называемой окуляром.

Музей Мидделбурга имеет один из первых микроскопов Янссена, датированный 1595 годом. Он имел три скользящих трубки для разных объективов без штатива и был способен увеличивать в три-девять раз истинные размеры объекта. Новости о микроскопах быстро распространились по всей Европе.

Галилео Галилей вскоре улучшил конструкцию сложного микроскопа в 1609 году. Галилей назвал свое устройство occhiolino или «маленький глаз».

Английский ученый Роберт Гук также улучшил микроскоп и исследовал структуру снежинок, блох, вшей и растений. Гук исследовал структуру пробкового дерева и придумал термин «клетка» из латинского cella, что означает «небольшая комната», потому что он сравнивал клетки, которые он видел у пробкового дерева, с небольшими комнатами, в которых жили монахи. В 1665 году он подробно описал свои наблюдения в книге «Микрография».

Микроскоп Гука около 1670-го года

Ранние составные микроскопы обеспечивали куда большее увеличение, чем микроскопы с одной линзой. Однако при этом они сильнее искажали изображение объекта. Голландский ученый Антуан ван Левенгук разработал мощные однообъективные микроскопы в 1670-х годах. Используя своё изобретение, он первым описал сперматозоиды собак и людей. Он также изучал дрожжи, эритроциты, бактерии из рта и простейших. Микроскопы Левенгука с одним объективом могут увеличивать в 270 раз фактические размеры рассматриваемого объекта. После ряда улучшений в 1830-х годах данный тип микроскопов стал очень популярным.

Ученые также разрабатывали новые способы подготовки и окраски образцов. В 1882 году немецкий врач Роберт Кох представил свое открытие микробактерии туберкулёза, бацилл, ответственных за туберкулез. Кох продолжил использовать свою методику окраски, чтобы изолировать бактерии, ответственные за холеру.

Самые лучшие микроскопы приближались к пределу увеличительной способности к началу 20-го века. Традиционный оптический (световой) микроскоп не способен увеличивать объекты, размер которых меньше длины волны видимого света. Но в 1931 году был преодолён этот теоретический барьер с помощью создания электронного микроскопа двумя учеными из Германии Эрнстом Руска и Максом Кноллом

Микроскопы развиваются

Эрнст Руска родился последним из пяти детей в Рождество 1906 года в Гейдельберге, Германия. Он изучал электронику в Техническом колледже в Мюнхене и продолжил изучать высоковольтные и вакуумные технологии в Техническом колледже в Берлине. Именно там Руска и его советник, доктор Макс Кнолл, сначала изобрели «линзу» магнитного поля и электрического тока. В 1933 году учёные смогли построить электронный микроскоп, который сумел превзойти предел увеличения светового микроскопа.

В 1986 году Эрнст был награждён Нобелевской премией по физике за своё изобретение. Увеличение разрешения электронного микроскопа достигалось за счёт того, что длина волны электрона была ещё меньше, чем длина волны видимого света, особенно при ускорении электронов в вакууме.

В XX веке развитие электронных и световых микроскопов не останавливалось. Сегодня лаборатории используют различные флуоресцентные метки, а также поляризованные фильтры для изучения образцов или использовать компьютеры для обработки изображений, которые не видны человеческому глазу. Имеются отражающие микроскопы, фазово-контрастные микроскопы, конфокальные микроскопы, а также ультрафиолетовые микроскопы. Современные микроскопы могут даже изображать один атом.