觀看真實
微觀與巨觀
心靈是一片透鏡
作者：文晏
觀看大宇宙
我們所處的宇宙到底有多遼闊？到底存有多少萬物？浩瀚太陽系裡的月亮，到底有沒有住著嫦娥和玉兔？這個中國家喻戶曉的神話，是不是真能助人還是只是美麗的傳說？月球上的一切，在望遠鏡還沒發明前，人類有著太多的看不到與猜不到的幻想。開啟科學家對生命科學的視界始自十六世紀義大利物理學家、天文學家及哲學家伽利略（Galileo Galilei，1564～1642），伽利略透過望遠鏡觀察夜空，看到浩瀚無垠的星辰運行，開啟世人的眼界與心胸，伽利略翻轉了人們心中對宇宙的傳統認知，是科學革命的先鋒。早先他用望遠鏡對著太空，夜夜觀測並描繪月球表面，一筆一筆勾勒出月球上的山脈、峽谷和石坑，揭開月亮與星球的奧秘，人類對於遙遠的宇宙不再僅存有神秘與幻想。伽利略將觀測到的萬物紀錄成《星空信使》獻給第四任托斯卡納大公，美第奇家族的科西莫二世．德．麥地奇（Cosimo II de' Medici；1590～1621年）。撼動了當時認為地球是宇宙的中心的主流觀念，驚天動地推翻了早期的地球中心理論，從此宇宙中的所有星體不再以地球為宇宙的中心，並對太陽系以太陽中心說提出了科學上的證據。
伽利略探究光學原理，自製望遠鏡並將倍率不斷提升，並好奇的將眼光從地面擴展到宇宙；他不僅仔細描繪月亮的崎嶇表面結構，更解釋這些陰影的由來，推算出月球上山脈的高度，看清月亮的真面目。伽利略也因支持「地動說」認為太陽是宇宙的中心，否定地球宇宙中心的看法，遭羅馬教廷指控違反聖經教義，受宗教法庭大審終身監禁，這個歷史的偏見被一條悲慘的生命粉碎。
對應於小到肉眼無法分辨的微觀細節，望遠鏡開啟人類對於「肉眼看不見的巨觀事物」之好奇，加速科學研究發展速率；透過望遠鏡，人們觀測到許多天文新現象也發現了地球不是宇宙的中心，在與天動說的辯論中，地動說（也稱日心說）推翻了長期以來居於統治地位，確認太陽是宇宙的中心，而不是地球的觀點，發生了根本性的變革。伽利略因支持「地動說」認為太陽是宇宙的中心，為後世打開一扇觀看真實世界的大門，啟發了偉大的英國物理學家艾薩克．牛頓（Isaac Newton，1643～1727）的古典物理學，為新世界打開了一隻巨眼。三百多年前牛頓說過：「如果我比別人看得更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。」但在文化史上，伽利略卻為爭取探索生命的真相，成為了與威權鬥爭的象徵符號，讓人類與宇宙的關係更加深一層認知。
探索小世界
在每天生活中，我們一定都會接觸到微生物，包括細菌、黴菌、酵母菌、病毒以及未可知的細微生命體，通稱為微生物。微生物有好也有壞，例如有些食物中加入微生物幫助發酵，製造出各種風味獨特的食品，例如：酒類、醋、調味料、發酵乳製品等；有些微生物則造成食品的腐敗甚至產生毒素，造成人類食物中毒，甚至危害人類性命。這些微生物在顯微鏡尚未發明之前，人們的肉眼根本無法看清楚，因此在原始世界裡造成許多歷史性的危害，包括天花、痢疾、霍亂、流感、白喉、淋病、肺炎、梅毒等，今天荼毒全人類的COVID-17亦正方興未艾地肆虐著文明世界當中。
人類發明了可以眺望深黑、遙遠宇宙的望遠鏡，依據同樣原理，對應於透鏡交疊放大功能，也讓人類發明可以觀看微細世界的裝置。著名的英國自然科學家、發明家虎克（Robert Hooke，1635～1703）以複合式透鏡交疊觀察到軟木塞的細胞壁，並看到肉眼無法分辨的細微物件組織結構，他將這種「顯微鏡觀察技術」發表在《微物圖解》（Micrographia）中震驚全世界，他將生物結構最小單位命名為細胞（cell），開啟人類對於「肉眼看不見微物體」的好奇心，啟發人類利用顯微技術得以往更細微的小世界去探索，因而發現危害生物世界甚鉅的細菌與病毒，通稱為微生物。
世界上第一位發現微生物的人是誰嗎？顯微鏡還沒發明以前，人們就已能透過鏡片放大物體，將鏡片組合在一起觀察物體，藉由調整焦距，物體影像可深縮位置令其改變大小。虎克運用顯微鏡進一步拓展人類在微小尺度的解析能力，在當時已是驚人的科學突破，一如伽利略用望遠鏡翻轉了人類對宇宙的眼界。
微生物學之父荷蘭科學家雷文霍克（Antoni van Leeuwenhoek, 1632～1723）運用凸透鏡發現人類眼睛無法看見雨滴中的奇妙世界後，努力鑽研並投入大量心力自製顯微鏡觀察單細胞生物，在沒有受過科學訓練下竟能組裝顯微鏡觀察微生物，而製造出來的顯微鏡品質無人能及，成為細菌學研究先驅。雷文霍克也是第一個辨認出血球和精子、發現骨骼肌有橫紋肌纖維的科學家。神奇的顯微鏡，放大了微細世界的奧祕！到了十八世紀，光學顯微鏡已經能將物體放大到千倍倍率以上，使人們能清楚的觀察並分析生機盎然大千世界裡，微小物質結構。隨著現代科技製程的進步，科技發展進入到更微小尺度，許多顯微鏡的發明成為人們觀察微物質的最佳工具。
本文選自《生活潮藝文誌》第二十期，值得對電影、藝文有興趣的年輕人關注，各大網路書店現正販售中。