Τα μικροσκόπια και η ιστορία τους.

Κωνσταντίνος Φασσέας, Καθηγητής Γ.Π.Α.

Αριστοτέλης                                                    Δημόκρητος                                                         Ιπποκράτης

Είναι προφανές ότι η ιστορία του μικροσκοπίου συνδέεται άμεσα με την ιστορία της επιστήμης της οπτικής.

Είναι αρκετά περίεργο ότι αν και ο Δημόκριτος,   με την ατομική θεωρία του, υποστήριξε την ιδέα των σωματιδίων που είναι αόρατα με το μάτι, οι άλλοι σύγχρονοί του «σοφοί», όπως ο Ιπποκράτης, ο Αριστοτέλης, ο Θεόφραστος και άλλοι, δεν υποψιάστηκαν ότι μπορεί να υπάρχουν δομές τόσο μικρές που δεν μπορεί να τις διακρίνει το ανθρώπινο μάτι!

Οι αρχαίοι Έλληνες, Αιγύπτιοι και οι Ρωμαίοι δεν φαίνεται να διαθέτανε κάποια βοηθήματα για την όρασή τους.  Αυτό υποστηρίζεται και από μια επιστολή κάποιου Ρωμαίου γύρω στο 100πΧ όπου γράφει ότι ήταν υποχρεωμένος να παραιτηθεί από τα αξιώματά του επειδή λόγω της ηλικίας του δεν μπορούσε πλέον να δει καλά και εξαρτιότανε από τους δούλους του.

Ο Αριστοφάνης, Αθηναίος κωμικός ποιητής του 5ου αιώνα (περίπου 450 - 385 π.Χ.) γράφει στο έργο του "Νεφέλες" τα εξής (σε μετάφραση του Γεώργιου Σουρή):

Αυτό το κείμενο μας λέει ότι τον 5^ο πΧ αιώνα στα μαγαζιά της εποχής πουλούσαν γυάλινες σφαίρες που τις χρησιμοποιούσαν για να ανάβουν φωτιά εστιάζοντας τις ακτίνες του ήλιου ή για να σβήνουν γράμματα που είχαν χαραχτεί σε πλάκα επιστρωμένη με κερί (κάτι σαν blanco!).

Πολλοί, έμμεσα συμπεραίνουν ότι οι αρχαίοι Έλληνες είχαν ανακαλύψει το μεγεθυντικό φακό εφόσον μπορούσαν να χαράξουν νομίσματα των οποίων οι λεπτομέρειες ξεπερνούν τη διακριτική ικανότητα του ανθρώπινου ματιού.  Το συμπέρασμα είναι απόλυτα σωστό αν και δεν έχει βρεθεί ακόμα τέτοιος φακός.  Η επεξεργασία του γυαλιού ήταν μεν γνωστή στην αρχαιότητα, η τεχνολογία όμως του γυαλιού δεν ήταν αναπτυγμένη σε τέτοιο βαθμό που να μπορούν να παράγουν απόλυτα διαφανές γυαλί.  Το πιθανότερο είναι να χρησιμοποιούσαν γυάλινες σφαίρες γεμάτες νερό, όπως άλλωστε αναφέρει και ο Σενέκας (βλέπε πιο κάτω).

Ο Φιλόλογος, Καθηγητής της Φιλοσοφικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών Γεώργιος Μιστριώτης  (1840-1916) στο βιβλίο του «Η Ελληνική Γραμματολογία μέχρι της υπό των Τούρκων αλώσεως της Κωνσταντινουπόλεως» αναφέρει το εξής (σελ. 859) :

που υποδηλώνει ότι ο Διοσκουρίδης (ή Διοσκορίδης) ο Πεδάνιος  που έζησε από 40-90 μΧ χρησιμοποιούσε κάποιας μορφής φακούς όρασης (ή έτρωγε πολλές φακές;).  Δεν υπάρχουν όμως άλλα στοιχεί που να επιβεβαιώνουν κάτι τέτοιο.

Αυτά τα ερωτήματα έχουν προβληματίσει πολλούς μελετητές και τα βρίσκουμε ακόμα και σε βιβλία μικροσκοπίας του 1850.  Σ' ένα από αυτά

THE MICROSCOPE: HISTORY, CONSTRUCTION, AND APPLICATION με συγγραφέα τον JABEZ HOGG,1854 αναφέρεται"Cicero makes mention of an Iliad of Homer written upon parchment, which was comprised in a nutshell. Pliny relates that Myrmecides, a Milesian, executed in ivory a square figure which a fly covered with its wings. Unless it be maintained that the powers of vision of our ancestors surpassed those of the most skilful modern artists, these facts establish that the magnifying property of lenses was known to the Greeks and Romans nearly two thousand years ago". 

Αυτό σε ελεύθερη μετάφραση λέει ότι ο Κικέρωνας αναφέρει για κάποια Ιλιάδα που ήταν γραμμένη σε περγαμηνή μέσα σ' ένα όστρακο και ότι ο Πλίνιος αναφέρει ότι ο Μυρμικίδης ο Μιλήσιος κατασκεύασε σε ελεφαντόδοντο μια τετράγωνη εικόνα την οποία μπορούσε να καλύψει μια μύγα με τα φτερά της. Το σχόλιο του συγγραφέα είναι ότι ή οι προγονοί μας είχαν πολύ καλύτερη όραση από εκείνη που έχουν σήμερα οι καλλιτέχνες ή ότι οι Αρχαίοι Έλληνες και οι Ρωμαίοι γνώριζαν τις μεγεθυντικές ιδιότητες των φακών.  Εκτός βέβαια, συμπληρώνω εγώ, αν τα όστρακα και οι μύγες στην αρχαιότητα ήταν πολύ μεγάλα!

Τα στοιχεία όμως αυτά είναι ελλιπή για να ανατρέξει κάποιος στις πηγές ενώ αυτός θα πρέπει να είναι και πολύ καλός γνώστης της Λατινικής και Αρχαίας Ελληνικής γλώσσας.

Ο όρος "Μικροσκόπιο" δεν υπήρχε στην αρχαία Ελληνική γλώσσα αλλά λέγεται ότι προτάθηκε για τη συγκεκριμένη συσκευή από τον διακεκριμένο Έλληνα φιλόσοφο και θεολόγο Ιωάννη Δημησιάνο, ο οποίος γεννήθηκε στην Κεφαλονιά το 1574,  ήταν μέλος της Ιταλικής Ακαδημίας Επιστημών και πέθανε στο Παρίσι το 1618.  Ήταν σύγχρονος του Γαλιλαίου και  ενέκρινε τους όρους Ηλιοσκοπία και Τηλεσκόπιο που χρησιμοποιούσε ο Γαλιλαίος.

Ο Ευκλείδης από την Αλεξάνδρεια στην Οπτική του γράφει ότι το φως έχει ευθύγραμμη πορεία και περιέγραψε το νόμο της ανάκλασης των φωτεινών ακτίνων.  Πίστευε ότι  οι φωτεινές ακτίνες ταξιδεύουν από τα μάτια προς τα αντικείμενα που βλέπει το μάτι και μελέτησε τη σχέση ανάμεσα στο πραγματικό μέγεθος των αντικειμένων και τη γωνία των ακτίνων κατά την έξοδο από το μάτι.

Ο Έρων από την Αλεξάνδρεια στο έργο του Catoptrica έδειξε με γεωμετρικά σχήματα ότι η πορεία που ακολουθούν η φωτεινή ακτίνα που ανακλάται από ένα επίπεδο καθρέφτη είναι η συντομότερη από οποιαδήποτε άλλη πορεία ανακλώμενης ακτίνας που μπορεί να σχεδιαστεί ανάμεσα στην πηγή και το σημείο παρατήρησης.

Ο Ρωμαίος τραγωδός Σενέκας, που γεννήθηκε περίπου το 1μΧ και πέθανε το 65 μΧ, λέγεται ότι είχε διαβάσει όλα τα βιβλία της Ρώμης κοιτάζοντας μέσα από μια γυάλινη σφαίρα γεμάτη με νερό που μεγέθυνε τα γράμματα.  Ο ίδιος γράφει χαρακτηριστικά ότι «Γράμματα όσο μικρά και αν είναι, φαίνονται μεγεθυσμένα και πιο καθαρά μέσα από μια γυάλινη σφαίρα γεμάτη με νερό».

Η παλαιότερη αναφορά που γίνεται σχετικά με τη χρήση φακών για διευκόλυνση της όρασης, είναι από τον Πλίνιο τον Πρεσβύτερο, ο οποίος αναφέρει ότι το 23-79 μ.Χ ο Νέρωνας παρακολουθούσε τις μάχες των μονομάχων κοιτάζοντας μέσα από ένα σμαράγδι. Ο Νέρωνας όμως μάλλον χρησιμοποιούσε το σμαράγδι, που είναι πράσινο, είτε για να προστατεύει τα μάτια του απ’ τις ακτίνες του ήλιου, είτε, που είναι και το πιο πιθανό, λόγω του ότι ήταν πολύ εκκεντρικός.

Ο Κλαύδιος Πτολεμαίος, το 2^ο π.Χ. αιώνα περιέγραψε ότι μια βέργα φαίνεται λυγισμένη όταν είναι μισοβυθισμένη στο νερό και μάλιστα υπολόγισε τη γωνία που φαίνεται η βέργα να είναι λυγισμένη με ακρίβεια ½ μοίρας.  Στη συνέχεια υπολόγισε με μεγάλη ακρίβεια το δείκτη διάθλασης του νερού.

Σύμφωνα με τον Πλήνιο οι γιατροί χρησιμοποιούσαν κομμάτια γυαλιού για να καυτηριάζουν πληγές.

Ένα εύρημα που χρονολογείται από το 721-705 π.Χ. που ανακαλύφθηκε από τον Lanyard στα χαλάσματα της αρχαίας Nineveh στο Nimrod έγινε γνωστό ως  ο φακός του Lanyard επειδή αρχικά νόμισαν ότι ήταν ένας επιπεδόκυρτος φακός.  Το αντικείμενο αυτό ήταν ένας γυαλισμένος ορυκτός κρύσταλλος ο οποίος όμως ήταν αρκετά θαμπός και με πολλές σκιές στη δομή του  που δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σαν φακός και έτσι τελικά θεωρήθηκε ότι ήταν απλά κάποιο διακοσμητικό στοιχείο.

Πολλά χρόνια αργότερα ο Άραβας Ibn-al-Haitham γνωστός και με το όνομα Alhazen (962-1038 m.X.) στις μελέτες του χρησιμοποίησε σφαιρικά και παραβολικά κάτοπτρα και είχε υπ’  όψη του τα σφαιρικά σφάλματα.  Ακόμα μελέτησε τη μεγέθυνση που παράγεται από την διάθλαση των φωτεινών ακτίνων  όταν αυτές περνούν από το γυαλί στον ατμοσφαιρικό αέρα και αντίθετα.  Ο Alhazen έγραψε το πρώτο σύγγραμμα Οπτικής που αργότερα μεταφράστηκε στα Λατινικά με τον τίτλο Opticae Thesaurus  ενώ ακόμα περιέγραψε με πολλές λεπτομέρειες την ανατομία του ανθρώπινου ματιού και πως ο φακός του ματιού εστιάζει μια εικόνα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα.

Το 1267 μ.Χ.  ο Roger Bacon στο έργο του «Perspectiva» αναφέρει ότι μικρά αντικείμενα μπορούν να παρατηρηθούν μεγεθυμένα μέσα από ένα τμήμα γυάλινης σφαίρας.  Φαίνεται μάλιστα να χρησιμοποίησε τα ίδια λόγια με εκείνα του Σενέκα που είχε πει 1350 χρόνια νωρίτερα (σύμπτωση;).

Οι κινέζοι φορούσαν πολύχρωμα γυαλιά πριν από εκατοντάδες χρόνια αλλά απ’ ότι φαίνεται, ήταν μόνο για κοσμητικούς λόγους και για να διώχνουν τους δαίμονες.   

Η επόμενη αναφορά για τη χρήση γυαλιών γίνεται δώδεκα αιώνες αργότερα περίπου το 1280 - 1285 όταν στην Φλωρεντία της Ιταλίας άρχισαν να διαδίδονται τα γυαλιά χωρίς όμως να γίνει ποτέ γνωστό ποιος ήταν και αν ήταν ένας ο εφευρέτης τους. 

Το πρώτο πορτραίτο που παρουσιάζει κάποιο να φοράει γυαλιά είναι του Tomasso da Modena το 1352.

Φορητό μικροσκόπιο τσέπης σε κασετίνα με αντικειμενοφόρους πλάκες και βοηθητικό φακό που βρέθηκε σε παζάρι των Βρυξελών.  Το μικροσκόπιο αυτό θα πρέπει να κατασκευάστηκε γύρω στο 1850, κρίνοντας από την τεχνολογία κατασκευής, το μέγεθος και τη διακόσμηση των αντικειμενοφόρων.