Մանրադիտակը եզակի սարք է, որը նախատեսված է մեծացնելու միկրոպատկերները և չափելու օբյեկտների կամ կառուցվածքային գոյացությունների չափերը, որոնք դիտվում են ոսպնյակի միջոցով: Այս զարգացումը զարմանալի է, և մանրադիտակի գյուտի կարևորությունը չափազանց մեծ է, քանի որ առանց դրա ժամանակակից գիտության որոշ ոլորտներ չէին լինի: Եվ այստեղից ավելի մանրամասն։
Մանրադիտակը աստղադիտակի հետ կապված սարք է, որն օգտագործվում է բոլորովին այլ նպատակներով։ Դրանով կարելի է դիտարկել աչքի համար անտեսանելի առարկաների կառուցվածքը։ Այն թույլ է տալիս որոշել միկրոֆորմացիաների մորֆոլոգիական պարամետրերը, ինչպես նաև գնահատել դրանց ծավալային դիրքը։ Ուստի նույնիսկ դժվար է պատկերացնել, թե ինչ նշանակություն է ունեցել մանրադիտակի գյուտը, և ինչպես է դրա տեսքն ազդել գիտության զարգացման վրա։
Մանրադիտակի և օպտիկայի պատմություն
Այսօր դժվար է ասել, թե ով է առաջինը հորինել մանրադիտակը։ Հավանաբար այս հարցը նույնպես լայնորեն կքննարկվի, ինչպես նաեւ խաչադեղի ստեղծումը։Սակայն, ի տարբերություն զենքի, մանրադիտակի գյուտը իրականում տեղի է ունեցել Եվրոպայում։ Թե կոնկրետ ում կողմից, դեռ հայտնի չէ։ Հավանականությունը, որ ակնոցներ արտադրող հոլանդացի Հանս Յանսենը եղել է սարքի հայտնաբերողը, բավականին մեծ է։ Նրա որդին՝ Զաքարի Յանսենը, 1590 թվականին պնդում էր, որ ինքն ու իր հայրը մանրադիտակ են կառուցել։
Բայց արդեն 1609 թվականին հայտնվեց մեկ այլ մեխանիզմ, որը ստեղծեց Գալիլեո Գալիլեյը։ Նա այն անվանել է occhiolino և ներկայացրել հանրությանը Ազգային ակադեմիայի dei Lincei-ում: Ապացույց, որ այդ ժամանակ արդեն կարելի էր մանրադիտակ օգտագործել, Ուրբան III պապի կնիքի հետքն է։ Ենթադրվում է, որ դա մանրադիտակի միջոցով ստացված պատկերի փոփոխություն է։ Գալիլեո Գալիլեյի լուսային մանրադիտակը (կոմպոզիտ) բաղկացած էր մեկ ուռուցիկ և մեկ գոգավոր ոսպնյակից:
Բարելավում և իրականացում
Գալիլեոյի գյուտից 10 տարի անց Կոռնելիուս Դրեբելը ստեղծում է բարդ մանրադիտակ երկու ուռուցիկ ոսպնյակներով: Իսկ ավելի ուշ, այսինքն՝ 1600-ականների վերջին, Քրիստիան Հյուգենսը մշակեց երկու ոսպնյակի ակնաբուժական համակարգ։ Դրանք դեռ արտադրվում են, չնայած բացակայում են տեսադաշտի լայնությունը։ Բայց, որ ավելի կարևոր է, նման մանրադիտակի օգնությամբ 1665 թվականին Ռոբերտ Հուկը ուսումնասիրեց խցանե կաղնու կտրվածքը, որտեղ գիտնականը տեսավ, այսպես կոչված, մեղրախորիսխները: Փորձի արդյունքը դարձավ «բջջ» հասկացության ներդրումը։
Մանրադիտակի ևս մեկ հայր՝ Էնթոնի վան Լեուվենհուկը, միայն նորից հայտնագործեց այն, բայց կարողացավ կենսաբանների ուշադրությունը գրավել սարքի վրա: Եւ հետոՍա պարզ դարձավ, թե որքան կարևոր է մանրադիտակի գյուտը գիտության համար, քանի որ այն թույլ է տվել զարգացնել մանրէաբանությունը։ Հավանաբար, նշված սարքը զգալիորեն արագացրել է բնական գիտությունների զարգացումը, քանի որ մինչեւ մարդ չտեսավ մանրէներ, հավատում էր, որ հիվանդությունները ծնվում են անմաքրությունից։ Իսկ գիտության մեջ գերակշռում էին ալքիմիայի հայեցակարգերը և կենդանի ու ինքնաբուխ կյանքի գոյության տեսությունները։
Leuwenhoek մանրադիտակ
Միկրոսկոպի գյուտը եզակի իրադարձություն է միջնադարի գիտության մեջ, քանի որ սարքի շնորհիվ հնարավոր եղավ գտնել գիտական քննարկման բազմաթիվ նոր թեմաներ։ Ավելին, շատ տեսություններ ոչնչացվել են մանրադիտակի միջոցով։ Եվ սա Էնթոնի վան Լևենհուկի մեծ վաստակն է։ Նա կարողացել է կատարելագործել մանրադիտակն այնպես, որ այն թույլ է տալիս մանրամասն տեսնել բջիջները։ Եվ եթե հարցը դիտարկենք այս համատեքստում, ապա Լյուվենհուկը իսկապես այս տեսակի մանրադիտակի հայրն է։
Գործիքի կառուցվածք
Լևենհուկի լուսային մանրադիտակն ինքնին ոսպնյակով ափսե էր, որը կարող էր բազմապատկել քննարկվող առարկաները: Ոսպնյակով այս ափսեն ուներ եռոտանի։ Դրա միջոցով նա տեղադրվեց հորիզոնական սեղանի վրա: Ոսպնյակն ուղղելով դեպի լույսը և փորձարկման նյութը դնելով դրա և մոմի բոցի միջև՝ կարելի էր տեսնել բակտերիաների բջիջները։ Ավելին, առաջին նյութը, որը Էնթոնի վան Լեուվենհուկը հետազոտեց, դա հուշատախտակն էր։ Դրանում գիտնականը տեսել է բազմաթիվ արարածներ, որոնց անունները դեռ չի հաջողվել։
Լիվենհուկի մանրադիտակի յուրահատկությունը զարմանալի է։ Այն ժամանակ առկա կոմպոզիտային մոդելները չէին ապահովում պատկերի բարձր որակ։Ավելին, երկու ոսպնյակների առկայությունը միայն խորացնում էր թերությունները։ Հետևաբար, ավելի քան 150 տարի պահանջվեց, որպեսզի բաղադրյալ մանրադիտակները, որոնք ի սկզբանե մշակվել էին Գալիլեոյի և Դրեբելի կողմից, տալիս էին նույն պատկերի որակը, ինչ Leeuwenhoek-ի սարքը: Ինքը՝ Էնթոնի վան Լևենհուկը, դեռևս չի համարվում մանրադիտակի հայրը, սակայն իրավամբ ճանաչվում է որպես բնիկ նյութերի և բջիջների մանրադիտակի վարպետ։
Ոսպնյակների հայտնագործում և կատարելագործում
Ոսպնյակի գաղափարն արդեն գոյություն ուներ Հին Հռոմում և Հունաստանում: Օրինակ՝ Հունաստանում ուռուցիկ ապակու օգնությամբ հնարավոր է եղել կրակ վառել։ Իսկ Հռոմում վաղուց արդեն նկատել են ջրով լցված ապակե անոթների հատկությունները։ Նրանք թույլ էին տալիս պատկերները մեծացնել, թեև ոչ շատ անգամ: Ոսպնյակների հետագա զարգացումն անհայտ է, թեև ակնհայտ է, որ առաջընթացը չի կարող կանգ առնել։
Հայտնի է, որ 16-րդ դարում Վենետիկում ակնոցների օգտագործումը գործնականում մտավ։ Դա հաստատում են ապակու հղկման մեքենաների առկայության մասին փաստերը, որոնք հնարավորություն են տվել ձեռք բերել ոսպնյակներ։ Կային նաև օպտիկական սարքերի գծագրեր, որոնք հայելիներ և ոսպնյակներ են։ Այս գործերի հեղինակությունը պատկանում է Լեոնարդո դա Վինչիին։ Բայց նույնիսկ ավելի վաղ մարդիկ աշխատում էին խոշորացույցներով. դեռևս 1268 թվականին Ռոջեր Բեկոնը առաջ քաշեց աստղադիտակ ստեղծելու գաղափարը: Այն ավելի ուշ իրականացվեց։
Ակնհայտ է, որ ոսպնյակի հեղինակությունը ոչ մեկին չի պատկանում։ Բայց դա նկատվում էր մինչև այն պահը, երբ Կարլ Ֆրիդրիխ Զայսը սկսեց օպտիկայով զբաղվել։ 1847 թվականին նա սկսեց մանրադիտակների արտադրությունը։ Նրա ընկերությունը այնուհետև դարձավ օպտիկական ակնոցների մշակման առաջատարը: Այն գոյություն ունի մինչ օրս՝ մնալով հիմնականըարդյունաբերություններ. Բոլոր ընկերությունները, որոնք արտադրում են ֆոտո և տեսախցիկներ, օպտիկական տեսարաններ, հեռաչափեր, աստղադիտակներ և այլ սարքեր, համագործակցում են դրա հետ։
Միկրոսկոպիայի բարելավում
Մանրադիտակի գյուտի պատմությունը զարմանալի է, երբ մանրամասն ուսումնասիրվում է: Բայց ոչ պակաս հետաքրքիր է մանրադիտակի հետագա կատարելագործման պատմությունը։ Մանրադիտակների նոր տեսակներ սկսեցին ի հայտ գալ, և դրանց ստեղծած գիտական միտքն ավելի ու ավելի խորացավ: Այժմ գիտնականի նպատակը ոչ միայն մանրէների ուսումնասիրությունն էր, այլև ավելի փոքր բաղադրիչների դիտարկումը։ Դրանք մոլեկուլներ և ատոմներ են։ Արդեն 19-րդ դարում դրանք կարելի էր հետազոտել ռենտգենյան դիֆրակցիոն անալիզի միջոցով։ Բայց գիտությունն ավելին էր պահանջում։
Այսպես, արդեն 1863 թվականին հետազոտող Հենրի Քլիֆթոն Սորբին մշակեց բևեռացնող մանրադիտակ՝ երկնաքարերը ուսումնասիրելու համար: Իսկ 1863 թվականին Էռնստ Աբբեն մշակեց մանրադիտակի տեսությունը։ Այն հաջողությամբ ընդունվեց Carl Zeiss-ի արտադրության մեջ: Նրա ընկերությունը այսպիսով վերածվել է օպտիկական արդյունաբերության ճանաչված առաջատարի:
Բայց շուտով եկավ 1931 թվականը՝ էլեկտրոնային մանրադիտակի ստեղծման ժամանակը: Այն դարձել է նոր տեսակի ապարատ, որը թույլ է տալիս տեսնել շատ ավելին, քան լույսը: Դրանում փոխանցման համար օգտագործվել են ոչ թե ֆոտոններ և ոչ բևեռացված լույս, այլ էլեկտրոններ՝ ամենապարզ իոններից շատ ավելի փոքր մասնիկներ։ Էլեկտրոնային մանրադիտակի գյուտն էր, որը թույլ տվեց զարգացնել հիստոլոգիան։ Այժմ գիտնականները լիարժեք վստահություն են ձեռք բերել, որ բջջի և նրա օրգանելների մասին իրենց դատողություններն իսկապես ճիշտ են։ Սակայն միայն 1986 թԷլեկտրոնային մանրադիտակի ստեղծող Էռնստ Ռուսկան Նոբելյան մրցանակի է արժանացել։ Ավելին, արդեն 1938 թվականին Ջեյմս Հիլերը կառուցեց փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակ։
Միկրոսկոպների վերջին տեսակները
Գիտությունը շատ գիտնականների հաջողություններից հետո ավելի ու ավելի արագ է զարգանում։ Ուստի նոր իրողություններով թելադրված նպատակը խիստ զգայուն մանրադիտակ մշակելու անհրաժեշտությունն էր։ Իսկ արդեն 1936 թվականին Էրվին Մյուլլերը արտադրեց դաշտային արտանետման սարք։ Իսկ 1951 թվականին արտադրվել է մեկ այլ սարք՝ դաշտային իոնային մանրադիտակ։ Դրա կարևորությունը ծայրահեղ է, քանի որ այն թույլ է տվել գիտնականներին առաջին անգամ տեսնել ատոմները: Եվ բացի սրանից, 1955թ.-ին Եժի Նոմարսկին մշակում է դիֆերենցիալ ինտերֆերենցիա-կոնտրաստային մանրադիտակի տեսական հիմքերը:
Վերջին մանրադիտակների բարելավում
Մանրադիտակի գյուտը դեռ չի հաջողվել, քանի որ, սկզբունքորեն, դժվար չէ իոններ կամ ֆոտոններ անցնել կենսաբանական միջավայրով, իսկ հետո դիտարկել ստացված պատկերը: Բայց մանրադիտակի որակի բարձրացման հարցը իսկապես կարևոր էր։ Եվ այս եզրակացություններից հետո գիտնականները ստեղծեցին տարանցիկ զանգվածի անալիզատոր, որը կոչվում էր սկանավորող իոնային մանրադիտակ։
Այս սարքը հնարավորություն է տվել սկանավորել մեկ ատոմ և ստանալ տվյալներ մոլեկուլի եռաչափ կառուցվածքի վերաբերյալ։ Ռենտգենյան դիֆրակցիոն անալիզի հետ մեկտեղ այս մեթոդը հնարավորություն տվեց զգալիորեն արագացնել գործընթացըբնության մեջ հայտնաբերված բազմաթիվ նյութերի նույնականացում. Իսկ արդեն 1981 թվականին ներդրվեց սկանավորող թունելային մանրադիտակ, իսկ 1986 թվականին՝ ատոմային ուժի մանրադիտակ։ 1988 թվականը սկանավորող էլեկտրաքիմիական թունելային մանրադիտակի հայտնագործման տարի է։ Իսկ ամենավերջինն ու ամենաօգտակարը Քելվինի ուժային զոնդն է: Այն մշակվել է 1991 թվականին։
Գնահատելով մանրադիտակի գյուտի համաշխարհային նշանակությունը
1665 թվականից, երբ Լեուվենհուկը սկսեց ապակու մշակումը և մանրադիտակներ պատրաստելը, արդյունաբերությունը զարգացավ և բարդացավ: Եվ զարմանալով, թե ինչ նշանակություն ուներ մանրադիտակի գյուտը, արժե հաշվի առնել մանրադիտակի հիմնական ձեռքբերումները։ Այսպիսով, այս մեթոդը հնարավորություն տվեց դիտարկել բջիջը, որը ծառայեց որպես կենսաբանության զարգացման ևս մեկ խթան: Այնուհետև սարքը հնարավորություն է տվել տեսնել բջջի օրգանելները, ինչը հնարավորություն է տվել ձևավորել բջջային կառուցվածքի նախշեր։
Այնուհետև մանրադիտակը հնարավորություն տվեց տեսնել մոլեկուլն ու ատոմը, իսկ ավելի ուշ գիտնականները կարողացան սկանավորել դրանց մակերեսը: Ավելին, մանրադիտակով կարելի է տեսնել նույնիսկ ատոմների էլեկտրոնային ամպերը։ Քանի որ էլեկտրոնները շարժվում են լույսի արագությամբ միջուկի շուրջ, բացարձակապես անհնար է դիտարկել այս մասնիկը: Չնայած դրան, պետք է հասկանալ, թե որքան կարևոր էր մանրադիտակի գյուտը։ Նա հնարավորություն տվեց տեսնել մի նոր բան, որը հնարավոր չէ տեսնել աչքով։ Սա զարմանալի աշխարհ է, որի ուսումնասիրությունը մարդուն մոտեցրել է ֆիզիկայի, քիմիայի և բժշկության ժամանակակից նվաճումներին։ Եվ դա արժե ամբողջ քրտնաջան աշխատանքը:
