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如果我们把整个地球的历史压缩至一年，那么生命出现在三月，而多细胞生物以及我们所熟悉的生命体都是从十月份开始出现的。 △ 单细胞生物出现在三月份，多细胞生命则从十月份开始。 人类则是在非常非常近期才出现的。 △ 12月31日才出现智人。 自人类演化以来，细菌以及其他微生物就侵占了我们身体的每个角落，就像在其它动物身上一样。它们一直以这样的方式居住在一起，而且对于我们来说它们好像是不存在一般。直到有人观察的足够仔细才发现它们的存在。 这个人就是列文胡可（Antony van Leeuwenhoek），出生在17世纪的荷兰。 △ 列文胡可。 他是一名没有经过专业训练的科学家，他也不是一位学者。但是他拥有两个非常重要的东西：一个是他拥有永不知足的好奇心；另一个则是他拥有非常好的透镜，而且都是自己磨制的。 在那个时候，显微镜已经出现了好几年了。在英国，罗伯特胡克（Robert Hooke）出版了风靡一时的著作：《显微图谱》（Micrographia）。并且在他的书中第一次引进了“细胞”一词。 △ 胡克的著作《显微图谱》。 有一次，胡克从树皮上切了一片软木薄片，并放到自己发明的显微镜下观察。他看到了植物的死亡细胞，并且觉得他们的形状类似于教士们所居住的单人房，所以他使用单人房间的cell一次命名植物细胞。这是人类第一次观察到细胞。 △ 在书中，胡克引进了“细胞”一词。 虽然胡克用的是复显微镜，可以放大20 - 30 倍。但是细菌细胞要比植物细胞小很多。 △ 左边为细菌细胞，右边为植物细胞。 而列文虎克使用的单式显微镜则可以把物体一直放大到266倍。 △ 不同焦距的显微镜，放大率也不同。 列文虎克制作的显微镜的结构非常精巧，他在两块同样形状的黄铜薄板中对称地凿两个孔，然后正好把一个非常小的球面透镜镶在两个孔之间，最后用铆钉固定住铜板。基本上看起来像是门铰链。 △ 重制列文虎克的显微镜。 整个显微镜只有几英寸长，而透镜只有一颗米粒的大小。因此列文虎克需要把它非常贴近自己的眼睛，这非常不舒服而且对眼睛的压力也很大。 △ 从画中可以看到列文虎克的显微镜其实很小，使用时要非常贴近脸部。 要知道为什么透镜要制造的这么小，你首先得了解放大镜是怎么运作的。 就像其它的透镜，它们利用了光通过镜片时会以一定的角度发生弯曲的原理。这是因为光在镜片中的运动速度要比空气中的慢，所以有一部分波前进入镜片时首先慢下来，而其它的部分则继续以更快的速度传播。这就是为什么光在进入和离开透镜时会改变方向。 △ 在不同的介质中，光的传播速度也不同。 现在如果你把一个物体放到离透镜足够近的位置，弯曲的光线会产生一个跟真实物体大小不一样的虚像。
△ 放大的物体为虚像。 如果透镜越弯曲，这些线也会更加的陡峭，意味着更大的放大率。因此列文虎克的透镜并不是两面凹凸的，而是球形的。他也知道他可以通过把整个透镜制作的尽可能的小来增加弯曲程度，即使这会使他观察的时候眼睛非常不舒服。
△ 半径越小，曲率就越大。 就是通过这么一个小透镜，列文虎克打开了一个全新的世界的窥视孔。 他观察了他的血液发现了血细胞；他观察了他的精液发现了精子；他观察不同的水样本看到了藻细胞、原生动物和细菌，并亲切的称它们为小动物。
△ 列文虎克将自己的发现记录下来。 他继续观察了他自己的牙菌斑，发现那里也有细菌。他将他所看到的都记录下来寄给皇家学会。 他是第一个真正看见细菌的科学家。而且最妙的是他并没有被他的发现恶心到。他看到这些小生物在自己的口腔内，并为此觉得异常兴奋。
△ 科学家将微生物和疾病联系在一起。 而当科学家把这些微生物和疾病联系在一起则是两个世纪以后的事情了。之后又花费了更多的时间我们才了解到这些微生物帮助我们消化食物，训练我们的免疫系统，以及驱逐那些有害的细菌。
△ 2015年发表在科学美国人的一篇文章，在肠子里的微生物是人类必不可缺的。（? Scientific American） 现在我们使用的显微镜要比列文虎克用的强大的太多，但是研究人员需要同时用许多不同的工具才能够探索微生物对人类健康的影响。就像列文虎克发现微生物，因为他有正确的工具。现在我们知道微生物组的重要性，是因为我们拥有正确的工具，也因为我们有能力排列微生物的DNA，只要我们从环境中取出样本并观察它们的基因，我们就可以识别它们。
△ Ed Yong的著作《I contain multitudes》。 如果你想知道更多关于我们身体以及周边的微生物体，推荐阅读Ed Yong写的《I contain multitudes》。 |
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