Antoni Van Leeuwenhoek (1632 - 1723)

Antoni Van Leeuwenhoek, nhà quan sát đầu tiên các sinh vật cực nhỏ

Năm 1673, Viện Khoa Học Hoàng Gia London nhận được một bức thư dài và rất kỳ dị. Bức thư được gửi tới các hội viện của Viện là những học giả uyên bác. Các vị này lúc đầu đã phì cười để rồi cuối cùng đổi sang ngạc nhiên và kính phục. Tác giả bức thư là một người Hòa Lan, làm nghề coi cửa hàng kiêm gác cửa khi rảnh việc. Trong bức thư, tác giả đã kể lại về sức khỏe của mình, về các người hàng xóm và sự mê tín của họ và về những điều quan sát bằng mắt qua một dụng cụ đặc biệt, vì thế bức thư có đầu đề như sau :" Một bài mẫu về vài điều quan sát bằng kính hiển vi do ông Leeuwenhoek chế tạo, liên quan tới các đường chỉ trên da thịt, tới vòi của con ong".".

Vào thời bấy giờ, người ta chỉ biết tới một loại thấu kính có số phóng đại nhỏ, trong khi đó ông Van Leeuwenhoek đã chế tạo được một dụng cụ đặc biệt nhờ thế có thể nhìn xét mọi vật lớn gấp mấy trăm lần. Do khám phá đặc biệt này, Viện Khoa Học Hoàng Gia London đã mời ông Van Leeuwenhoek tiếp tục đóng góp các nhận xét và Viện đã nhận được cả thẩy 375 bức thư của nhà quan sát người Hòa Lan trong 50 năm sau đó.

Antoni Van Leeuwenhoek sinh tại thị xã Delft, nước Hòa Lan, vào ngày 24 tháng 10 năm 1632. Cha của Antoni là ông Philip có nghề làm rổ rá để đựng các loại chén đĩa bằng sành sứ, còn bà mẹ Margaretha thuộc gia đình làm rượu bia Van Den Berch. Vào năm 1638, ông Philip qua đời, để lại bà vợ với 5 người con là Antoni lên 5 tuổi và 4 người em gái. Hai năm sau, bà Margaretha kết hôn với ông Jacob Molijn, có 3 người con riêng. Với một gia đình đông đúc như vậy, Antoni được gửi tới trường học tại Warmond, cách thị xã Delft chừng 20 dặm.

Vào năm 1648 khi được 16 tuổi, Antoni tới thủ đô Amsterdam để học nghề thương mại và làm việc trong một cửa hàng bán vải. Cuộc sống tại một thành phố lớn đã không đủ hấp dẫn nên vào năm 1654, Antoni trở lại thị xã Delft, kết hôn với một phụ nữ địa phương tên là Barbara de Mei rồi lập ra một cửa hàng bán vải, lụa và len cùng với một số y phục may sẵn. Để chắc chắn rằng hàng vải bán ra thuộc loại phẩm chất tốt, Antoni đã dùng tới loại kính lúp để xem xét từng sợi chỉ dệt.

Vào năm 1660, Antoni Leeuwenhoek đảm nhận thêm công việc quét dọn văn phòng của Tòa Thị Sảnh, trở nên nhân viên đo dạc vào năm 1669 và nhân viên kiểm soát rượu vang 10 năm về sau. Các công việc này rất thích hợp với Antoni vì ông ta là người biết quan sát cẩn thận, ưa thích đo lường chính xác.

Antoni Leeuwenhoek có vợ và 5 người con nhưng chỉ một người con gái tên là Maria, sinh năm 1656 là còn sống. Năm 1666 bà Barbara qua đời, Antoni kết hôn với người vợ mới tên là Cornelia Swalmius. Bà này thuộc một gia đình có giáo dục, với cha là mục sư, người anh là một bác sĩ. Vào năm 1667 hay 1668, Antoni qua thăm nước Anh, được nghe người dân nói về một nhà khoa học tên là Robert Hooke. Ông này thường dùng kính hiển vi không phải để xem xét các sợi vải, mà quan sát nhiều thứ khác nhau như vỏ cây, các loại mốc. Nhà khoa học Robert Hooke đã mô tả các tế bào bằng hình vẽ và các bài tường thuật trong một quyển sách có nhan đề là "Micrographia". Có lẽ do nhìn thấy tác phẩm khoa học này mà Anton Leeuwenhoek chú ý tới nhiều khám phá do loại kính hiển vi mang lại.

Khi trở về Hòa Lan, Antoni Leeuwenhoek được dịp tham dự vào nhiều buổi họp của các bác sĩ tại thị xã Delft. Các vị y sĩ này thường mổ xẻ xác người chết để tìm hiểu về cấu trúc của cơ thể. Một trong các bác sĩ này quen thân với Antoni Leeuwenhoek có tên là Reinier de Graaf. Ngày 28-4-1673, bác sĩ De Graaf gửi thư tới Hội Khoa Học Hoàng Gia London (The Royal Society of London) mô tả "một người rất khéo léo, tên là Leeuwenhoek, đã làm ra được các kính hiển vi tốt hơn thứ thường dùng". Ông De Graaf còn kèm theo một bức thư do Leeuwenhoek viết qua đó có mô tả ba sự việc. Thứ nhất, Leeuwenhoek nói về loại mốc mọc trên miếng bánh mì và các tế bào rất nhỏ, gọi là "bào tử" (spores). Thứ hai là phần mô tả con ong với mắt, miệng và vòi chích. Con vật thứ ba mà Leeuwenhoek đề cập là con rận (lice), một loại ký sinh rất nhỏ, sống trên da của người và gia súc bằng cách hút máu.

Hội Khoa Học Hoàng Gia London rất ưa thích bức thư của Leeuwenhoek và yêu nhà quan sát người Hòa Lan tiếp tục gửi thư. Kể từ thời gian này, Leeuwenhoek đã gửi qua nước Anh hàng trăm lá thư, nói rõ về địa điểm và làm sao một thí nghiệm hay một cách quan sát được thực hiện, nhưng ông ta không cho biết đã học cách chế tạo kính hiển vi từ đâu và vào năm nào. Qua một bức thư, người ta ước đoán rằng Leeuwenhoek bắt đầu làm ra kính hiển vi vào năm 1670 hay 1671. Trong bức thư đầu tiên trả lời Hội Khoa Học Hoàng Gia London gửi vào ngày 15-8-1673, Antoni Leeuwenhoek thú nhận mình thiếu huấn luyện về Khoa Học và về viết văn, và nói rõ rằng các bức vẽ là do nhờ các họa sĩ địa phương nhìn qua kính hiển vi.

Antoni Van Leeuwenhoek có một đam mê, đó là việc mài các thấu kính. Ông ta đã quyết định chế tạo các thấu kính thật hoàn hảo vì thế hơn 400 thấu kính đã được Leeuwenhoek mài dũa. Các thấu kính này nhỏ, đường kính chừng 3 milimét nhưng phẩm chất của chúng rất đáng kể. Leeuwenhoek đã dùng các thấu kính đó để chế tạo các kính hiển vi. Thời đó, kính của Leeuwenhoek rất đơn giản, nó gồm có một thấu kính được gắn trên một cái đế chắc chắn. Loại kính hiển vi do Leeuwenhoek chế tạo không giống thứ kính mà chúng ta dùng ngày nay, nó chỉ dài chừng vài inches, với một thấu kính đơn giản như một kính lúp vậy. Một bác sĩ Ái Nhĩ Lan thuộc Viên Khoa Học Hoàng Gia tên là Thomas Molyneux đã tới thăm Leeuwenhoek vào năm 1685, ghi nhận rằng kính hiển vi do Leeuwenhoek chế tạo có độ phóng lớn không nhiều hơn các thứ kính tương tự nhưng đặc biệt là rất trong sáng, rõ ràng. Về sau, người ta thấy rằng loại kính tốt nhất có độ phóng lớn cao nhất là 266 lần.

Nếu Galileo chĩa kính viễn vọng lên từng cao để thăm dò vũ trụ bao la thì trái lại, Leeuwenhoek lại dùng kính hiển vi để tìm hiểu các thế giới nhỏ bé li ti. Ông ta đã quan sát mọi vật nhỏ bé có trước mắt, từ da người, mắt bò, lông thú vật tới chân và đầu của các con ruồi. Leeuwenhoek đã bỏ hàng giờ vào việc quan sát, mặc dù những người chung quanh bảo ông là điên khùng. Nhờ quan sát tỉ mỉ, Leeuwenhoek thường khám phá ra các điều đáng ngạc nhiên. Ông cũng đo lường cẩn thận các sự vật quan sát nhưng đơn vị đo lường của ông khác thường. Ông ta so sánh nhiều đề tài quan sát với một hạt cát có độ lớn vào khoảng 1/30 inch.

Một hôm, Leeuwenhoek nhìn vào một giọi nước mưa mà ông múc ra trong một vũng nước, ông đã tìm thấy "các sinh vật nhỏ bơi lội, chơi đùa, chúng nhỏ hơn một trăm lần nếu chúng ta nhìn bằng mắt thường". Ông gọi chúng là các sinh vật nhỏ khốn khổ. Leeuwenhoek nhận xét rằng các sinh vật đó không phải từ trên trời rơi xuống. Muốn chứng minh điều này, ông lấy một chiếc bát sạch và hứng nước mưa, khi nhìn thứ giọt nước mưa này, ông không thấy các sinh vật nhỏ đó nữa. Ông giữ lại thứ nước mưa này trong nhiều ngày và đã thấy các "vi sinh vật" hiện ra. Do đó, ông kết luận rằng chúng từ cát bụi do gió đưa lại.

Vào mùa hè năm 1674, Antoni Leeuwenhoek tới thăm hồ Berkelse, cách thị xã Delft vào khoảng 2 giờ đi đường. Trong một bức thư gửi cho Viện Khoa Học Hoàng Gia, Leeuwenhoek đã mô tả rằng trong giọt nước của hồ Berkelse có các "con vật rất nhỏ", mình uốn cong như các con rắn. Đây là khám phá lớn lao nhất của Leeuwenhoek. Phần lớn các con vật rất nhỏ mà Leeuwenhoek mô tả thuộc về loại sinh vật đơn bào (protists). Trong bức thư viết ngày 9-10-1676, Leeuwenhoek nhận xét về nhiều loại vi trùng (microbes) trong nhiều nguồn nước, từ nước mưa, nước biển, nước do tuyết tan, nước ngâm hồ tiêu (black pepper). Leeuwenhoek cũng nói về loại vi trùng vorticella có cái đuôi rất nhỏ để di chuyển hay bắt mồi. Để bảo đảm rằng các điều quan sát được mô tả đúng, Antoni Leeuwenhoek cũng gửi tới Viện Khoa Học Hoàng Gia các bức thư xác nhận sự thật của 8 nhân chứng, gồm cả mục sư, luật sư và bác sĩ.

Để kiểm chứng, Viện Khoa Học Hoàng Gia đã cử Robert Hooke làm lại các thí nghiệm của Leeuwenhoek nhưng rất trễ, vào năm 1677. Vào ngày 15 tháng 11 năm đó, một nhân viên của Viện tên là Birch đã xác nhận rằng "không còn nghi ngờ gì về khám phá của ông Leeuwenhoek". Việc tìm ra vi trùng trong nước đã là điều khiến cho nhiều người sửng sốt. Trong bức thư viết ngày 17-9-1683, Leeuwenhoek mô tả rằng trong chất màu trắng bám vào phía sau răng của mình, thứ mà ngày nay nha sĩ gọi là bựa răng (plaque), có hàng triệu vi trùng. Ông còn tìm thấy vi trùng trong phân người, một loại đơn bào sống trong ruột với tên ngày nay gọi là Giardia.

Antoni Leeuwenhoek còn khảo sát 67 loại côn trùng, kể cả loài tôm và loài nhện. Ông thường mang trong người các hộp đựng ấu trùng (larvae) rồi đề nghị cách giết các con sâu nhậy (moth) bằng cách dùng tới khói lưu huỳnh (sulfur).

Trước kia vào năm 1628, một nhà khoa học người Anh tên là William Harvey đã phổ biến một quyển sách nói về cách tuần hoàn của máu trong cơ thể. Harvey cho biết trái tim bơm máu qua các động mạch và nhờ máu mà cơ thể được nuôi sống, rồi sau đó, máu trở về tim bằng các tĩnh mạch. Trước Harvey, chưa từng có ai biết điều này. Có một điều mà ông Harvey chưa biết rõ, là làm sao máu chuyển từ động mạch sang tĩnh mạch. Sau khi ông Harvey qua đời 3 năm, một nhà khoa học người Ý tên là Marcello Malpighi đã giải thích được bí ẩn này vào năm 1660. Malpighi đã dùng kính hiển vi quan sát các mao mạch (capillaries) trong phổi của các con nhái tại nơi này, động mạch và tĩnh mạch được nối với nhau. Đây là điều mà ông Harvey chưa biết tới, bởi vì ông ta đã không có kính hiển vi.

Công trình khoa học của William Harvey được nhiều người biết tới. Khám phá của Marcello Malpighi kém phổ biến hơn trong khi đó, Leeuwenhoek chưa hề biết tới cả hai khám phá khoa học kể trên. Nhưng Leeuwenhoek đã dùng kính hiển vi quan sát các mạch máu nơi cổ con gà, nơi tai con thỏ, rồi nơi đuôi con nòng nọc (tadpole) nhờ đó đi đến kết luận rằng "động mạch và tĩnh mạch là cùng loại mạch máu". Leeuwenhoek lại lấy kim chích ngón tay rồi quan sát các giọt máu, ông đã khám phá ra các hồng huyết cầu. Năm 1674, ông kể lại một cách thành thực với Viện Khoa Học Hoàng về những điều khám phá của mình. Ba năm sau, ông lại mô tả về tinh trùng của loài chó và của các sinh vật khác.

Những điều khám phá của Antoni Leeuwenhoek đã khiến cho Viện Khoa Học Hoàng Gia hỏi mượn chiếc kính hiển vi nhưng Viện chỉ nhận được một bức thư dài mô tả về những điều huyền diệu của thế giới rất nhỏ còn chiếc kính hiển vi của nhà quan sát bị nghi ngờ thì không thấy gửi đến. Do đó Robert Hooke và Nehemiah Grew phải họp nhau để chế tạo một kính hiển vi khác. Các nhà khoa học người Anh đã kiểm chứng lại những khám phá của Antoni Leeuwenhoek và đã phải công nhận những điều tìm thấy đó. Ngày 8 tháng 2 năm 1680, Viện Khoa Học Hoàng Gia London đã ca ngợi Antoni Van Leeuwenhoek và chấp nhận nhà khoa học chưa từng cắp sách đến trường này làm hội viên.

Do là nhân viên của Viện Khoa Học Hoàng Gia London, nhiều người tại châu Âu đã biết tới danh tiếng của Antoni Van Leeuwenhoek. Họ đã tới thị xã Delft để thăm viếng nhà khoa học này, kể cả Hoàng Hậu Catherine, vợ của Vua Charles II nước Anh. Vào năm 1698, khi đi qua nước Hòa Lan, Đại Đế Peter của nước Nga đã dừng chân tại Delft và nhà khoa học Leeuwenhoek đã trình bày cho Sa Hoàng thấy rõ sự vận chuyển của máu trên đuôi của con lươn. Nhà khoa học cũng tặng Sa Hoàng một hoặc hai kính hiển vi nhờ đó một chiếc còn lưu lại tại nước Nga ngày nay và đây là một điều đặc biệt vì chưa bao giờ Antoni Leeuwenhoek cho ai dụng cụ khoa học này.

Trong các năm cuối đời, Antoni Van Leeuwenhoek nổi danh ngoài điều ông dự liệu. Vào năm 1711, ông Leeuwenhoek đã phải than phiền là đã có 26 người tới thăm ông trong 4 ngày liền khiến cho ông quá mệt mỏi. Nhiều người khách cũng đã làm phiền ông, chẳng hạn như họ chỉ trích ông thiếu giáo dục căn bản, nhưng điều này cũng khiến ông tự hào vì ông không bị ảnh hưởng bởi các thành kiến của người đương thời.

Antoni Van Leeuwenhoek được nhiều nhà khoa học kính trọng. Vào năm 1716, Đại Học Louvain gửi tặng ông một huy chương trên một mặt có khắc chân dung của ông, mặt kia là hình một tổ ong với hình ảnh thị xã Delft, với ý nghĩa ca ngợi công trình nghiên cứu của Leeuwenhoek giống như công tác kiên nhẫn của các con ong mật.

Năm 1717 vào tuổi 85, Antoni Van Leeuwenhoek gửi tới Viện Khoa Học Hoàng Gia các bức thư mà ông cho là cuối cùng trong đó nói rằng bàn tay của ông đã yếu và run rẩy nhưng thật ra, ông còn sống thêm 6 năm nữa, vẫn tiếp tục quan sát nhiều mẫu vật kể cả loại cát có vàng của Công Ty Đông Ấn thuộc Hòa Lan và gửi thêm được 18 bức thư tới Viện Khoa Học kể trên. Antoni Van Leeuwenhoek qua đời vào ngày 26-8-1723, thọ 91 tuổi, để lại chúc thư trao tặng 26 kính hiển vi mà ông tự chế tạo cho Viện Khoa Học Hoàng Gia London.

Các khám phá qua kính hiển vi của Antoni Van Leeuwenhoek là các món quà tặng cho Nhân Loại. Leeuwenhoek là nhà khoa học quan sát và ghi chép cẩn thận, ông đã chú ý tới từng chi tiết rất nhỏ, mô tả sự vật bằng các hình vẽ, bằng các đo lường. Ông đã làm việc một cách chăm chỉ và kiên nhẫn, kiểm soát các điều tìm ra trong các hoàn cảnh khác nhau. Do bản tính hiếu kỳ, muốn hiểu rõ, Antoni Van Leeuwenhoek đã khảo sát mọi thứ, từ các loại côn trùng, các tế bào tới các vi trùng, từ cây cỏ tới các tinh thể. Tất cả các khám phá của Antoni Van Leeuwenhoek đã khiến cho người đương thời với ông coi ông là một nhân vật kỳ dị và một nhà ảo thuật danh tiếng.