Leeuwenhoek (1632-1723): Ngài viện sĩ chưa hề đến lớp học

Đúng ngày giờ đã hẹn đoàn ngựa xe của Sa hoàng dừng lại trước một căn nhà nhỏ bé ở Delft . Ai cũng tưởng ông già hưu trí phải hấp tấp sung sướng vì được đón tiếp một vị khách quý. Nhưng không, ông vẫn bình tĩnh, giản dị như mọi ngày, bởi vì không hiếm các vị quyền cao chức trọng, những nhà khoa học nổi danh đã từng đến thăm nơi này. Ông già đã có lần tiếp vua và hoàng hậu nước Anh, Charles II, George I... Và cũng như mọi lần, ông già trình bày cho Sa hoàng xem những dụng cụ đặc biệt của ông, sau đó hướng dẫn cho vị khách quý nhìn thấy những điều kỳ lạ nhất: các động vật cực kỳ nhỏ bé chỉ đúng bằng phần nghìn một hạt cát, tung tăng chạy khắp nơi trong giọt nước, một dòng máu chảy với vô số các hạt tròn chuyển động chậm chạp... Piotr Đại đế say mê kinh ngạc, ngồi yên lặng mải mê ngắm nhìn suốt 3 tiếng đồng hồ. Cuối cùng Piotr Đại đế đứng dậy, ngắm nhìn ông già hồi lâu. Trước mắt ngài là một con người kỳ lạ: cái đầu nhỏ nhắn, ẩn giấu dưới bộ tóc giả uốn xoăn, đôi mắt như luôn mơ màng, cái miệng nhỏ, đôi môi mím chặt, những ngón tay nhỏ thon dài. Rồi Xa hoàng ôm chặt lấy người bạn già mới gặp gỡ. Ngài hiểu rằng nhờ con người kỳ lạ này mà ngài đã nhìn thấy một thế giới mới, tưởng như ảo ảnh mà lại rất thật. Ông già kỳ lạ đó chính là Anton van Leeuwenhoek, khi ấy vừa 66 tuổi.

Anton sinh năm 1632 tại Delft trong một gia đình nghèo. Ông bố làm chủ của hàng bán bia. Cậu bé Anton đi học ít nhưng lại phải giúp bố rất nhiều. Những lúc rảnh rỗi, cửa hàng vắng khách, cậu bé thường tò mò quan sát thế giới tự nhiên và những con vật nhỏ bé xung quanh. Năm 1645, ở nước Anh xa xôi, Hội Hoàng gia được thành lập tụ họp nhiều nhà khoa học nổi tiếng, lúc đó bé Anton vừa tròn 13 tuổi, suốt ngày bận bịu giúp cha trong công việc dọn dẹp, hầu bàn. Bấy giờ có ai dám nghĩ rằng 35 năm sau, cậu bé lại trở thành ủy viên của Hội Hoàng gia?

Năm Anton 16 tuổi, ông bố mắc bệnh nặng rồi qua đời, gia đình nghèo khó hơn. Anton đến thủ đô Amsterdam để kiếm sống trong một cửa hàng buôn bán vải sợi. Anton được giao việc dùng chiếc kính lúp để quan sát các mẫu vải len sợi rồi xác định chất lượng mà đặt giá bán.

Niềm say mê quan sát thuỏ niên thiếu nay lại thúc đẩy Anton dùng chiếc kính lúp rọi soi vào mọi vật chung quanh mình. Dùng những chiếc kính lúp để quan sát mọi vật càng làm anh hứng thú bao nhiêu thì việc đếm các dây len vải sợi càng làm anh thêm chán ngán bấy nhiêu. Năm 22 tuổi, Anton lập gia đình. 3 năm sau, chàng thanh niên quyết định rời bỏ công việc buôn bán để trở về quê hương.

Tại Delft, Anton làm việc ở toà án, cần mẫn trong công việc của một nhân viên sao chép giấy tờ. Nhưng tất cả niềm say mê lớn lao và cái lý do để sống suốt 66 năm cho tới lúc cuối đời là thú vui mà Leeuwenhoek dành cho quan sát và tìm hiểu thế giới thiên nhiên qua những dụng cụ quang học tự tay ông chế tạo. Ít ai có được sự kiên nhẫn và nỗi đam mê làm việc như Leeuwenhoek: ông đã tự tay cắt rồi mài mỏng tất cả tới 419 cái thấu kính đủ loại, có cái được mài từ đá quý, kim cương, pha lê..., tự tay làm nhiều loại ống kính. Thoạt đầu các dụng cụ quan sát chỉ mới phóng đại được 10 lần, sau này ông kết hợp nhiều thấu kính nên có kính hiển vi đã đạt mức phóng đại 300 lần. Suốt ngày này qua tháng khác, cho tới lúc cuối đời, Leeuwenhoek đã chế tạo được tất cả 247 chiếc kính hiển vi đủ kiểu loại, có cái bằng bạc, bằng vàng quý. Chỉ riêng những công việc ấy đủ xác nhận Leeuwenhoek là nhà hiển vi học đầu tiên và tài năng nhất cho tới thế kỷ 19.

Đối với Leeuwenhoek, chế tạo kính hiển vi là để có phương tiện chứ không phải là mục đích cuối cùng. Tìm hiểu khám phá những bí mật của thiên nhiên, niềm say mê từ thuỏ niên thiếu đối với ông thực sự trở thành điều day dứt ám ảnh. Mỗi giây phút rảnh rỗi, ông lại vội lấy kính để mải mê quan sát mọi thứ: hạt máu, giọt nước đọng trong vũng lầy, mảnh da, khúc xương, miếng thịt, chiếc lá xanh, chút phân chuột, mẩu vụn bánh mì, ấu trùng của kiến, râu người, mào gà, tai nhỏ, đuôi nòng nọc... Ông ghi nhận: “... Tôi có thói quen mỗi buổi sáng chải răng bằng muối, súc miệng thật kỹ bằng nước sạch. Sau bữa ăn, tôi cũng chải răng rồi lau bằng khăn thấm nước muối. Tuy vậy có lần nhìn thấy ở chân răng có chất cặn trắng, tôi tò mò lấy ra rồi quan sát dưới kính hiển vi và tôi rất kinh ngạc khi nhìn thấy có những con vật rất nhỏ di động nhanh, giống hệt như con cá trong lạch nước, đôi khi quay tít như vòng quay”.

Leeuwenhoek thường viết thư cho bạn thân của mình là de Graaf (1641-1673). Những bức thư mô tả các vật xung quanh với đầy đủ chi tiết tỉ mỉ tinh tường. Ta hãy xem một đoạn thư của ông: “...Tôi quan sát mào một con gà trống và tai thỏ trắng nhưng không kết quả, tôi bèn dùng đuôi nòng nọc để tìm hiểu dòng máu chảy. Một hiện tượng kỳ lạ bày ra trước mắt: có tới 50 dòng máu chảy trong các ống nhỏ, tôi nghĩ rằng các ống nhỏ này chính là nơi nối tiếp giữa động mạch và tĩnh mạch...”. Mặc dù là ủy viên Hội Hoàng gia Anh và là một nhà giải phẫu học tài năng (ông vừa mới phát hiện ra cái nang trứng sau này mang tên ông), de Graaf vẫn kinh ngạc khi đọc các bức thư của Leeuwenhoek đầy “những mô tả đặc biệt chưa hề ai nói đến”. Ông ủy viên vội vàng gửi những bức thư của bạn tới Hội Hoàng gia Anh. Theo quy định thời đó, các bản tường trình gửi đến Hội Hoàng gia (sau này trở thành Viện Hàn lâm) đều bắt buộc phải viết bằng tiếng Latinh nhưng vì nội dung các bức thư của Leeuwenhoek quá hấp dẫn phong phú nên vị thư ký Hội sẵn sàng tiếp nhận ngay. Vả lại, Leeuwenhoek cũng không thể làm khác được: nhà nghèo nên ông đâu có được đi học đầy đủ, ông chỉ biết tiếng mẹ đẻ (tiếng Hà Lan), nhưng những điều ông viết ra lại vượt xa mức hiểu biết của nhiều nhà khoa học tinh thông ngoại ngữ. Theo đề nghị của de Graaf, từ đó ông gửi thư thẳng tới Hội Hoàng gia. Lúc đó là năm 1673, khi ấy Leeuwenhoek 41 tuổi và de Graaf 32 tuổi. Cũng năm đó, ít lâu sau, de Graaf đột ngột qua đời nhưng những lời khuyên của de Graaf đã giúp ích rất nhiều cho Leeuwenhoek.

Suốt trong 46 năm sau, Leeuwenhoek đều đặn gửi tới Hội Hoàng gia Anh các bản nhận xét khoa học của ông, bản đầu tiên đề ngày 19 tháng 5 năm 1673 và bản cuối cùng đề ngày 20 tháng 11 năm 1719, tổng cộng tất cả 375 bản chưa kể 27 bản gửi tới Viện Hàn lâm Khoa học Pháp.

Năm 1674, Leeuwenhoek đưa ra một thông báo xác nhận rằng ông nhìn thấy trong máu có những vật thể hình đĩa tròn, hơi dẹt ở giữa, màu đỏ (mà trước đây Malgighi đã lầm tưởng là hạt mỡ- một thể kỷ về sau hiểu đó là hồng cầu) – chảy trong một dịch loãng trong suốt (sau này mới hiểu đó là huyết thanh). Ông còn khẳng định rằng hồng cầu của người và loài có vú đều có hình tròn nhưng lại có hình bầu dục ở loài ếch, cá (ông còn xác nhận tỉ mỉ hơn rằng hồng cầu cá có nhân). Năm 1675, trong một bản tường trình dài 10 trang ông ghi nhận: “...Tôi lấy một giọt nước chứa đựng từ lâu trong bình đất và đặt dưới kính hiển vi để quan sát. Thật kỳ lạ: trước mắt tôi có vô số những con vật nhỏ xíu, có lúc đứng im như một chấm nhỏ, có lúc lại quay vòng tròn. Tôi đã quan sát nhiều giọt nước như vậy...” (sau này mới xác nhận đó là những thảo trùng được mô tả kỹ lần đầu tiên). Trong một bản tường trình khác, Leeuwenhoek ghi nhận: “...Tôi biết có không ít người nghi ngờ tính chân thật của các nhân xét mà tôi đã đưa ra. Họ cho rằng các động vật nhỏ bé mà tôi mô tả chỉ có trong tưởng tượng. Ở Pháp, có người còn khẳng định rằng đó không phải là vật thể sống. Về phần tôi, tôi khẳng định sẵn sàng trình bày để các vị có thể nhìn thấy trước mắt những con vật chỉ nhỏ bằng một phần nghìn hạt cát di chuyển, hoạt động thật rõ ràng...”. Để có thể kết luận về vấn đề này, Hội Hoàng gia Anh ủy nhiệm nhà khoa học Robert Hooke (1635-1703) làm lại thử nghiệm của Leeuwenhoek. Hai năm sau Hội Hoàng gia xác nhận những mô tả của Leeuwenhoek là đúng sự thật.

Năm 1677, một sinh viên y khoa, Louis Ham, mang đến cho Leeuwenhoek xem tinh dịch của một người mắc bệnh lậu vì nghĩ rằng trong đó có nguyên nhân gây bệnh. Nhìn qua ống kính hiển vi thấy có những con vật nhỏ bé chuyển động, Leeuwenhoek hiểu ngay đây là một vấn đề mới mẻ lý thú. Ông quyết định quan sát tinh dịch của nhiều loại động vật khác: chó, thỏ, chuột, cừu đực, gà trống... của những người khỏe mạnh và của chính bản thân ông nữa. Sau hàng trăm lần quan sát và ghi chép cẩn thận, tháng 11 năm 1677, ông viết bản tường trình tới Hội Hoàng gia Anh: “...Tôi đã quan sát tinh dịch của rất nhiều loài động vật và cả của người, tôi đã nhìn thấy vô số những con vật nhỏ, có tới hàng ngàn con hoạt động mạnh trong một lượng dịch nhỏ chỉ bằng hạt cát. Những con vật nhỏ bé hơn hồng cầu, đầu to, đuôi hơi nhọn, chiều dài gấp 5-6 lần phần đầu tròn, chúng hoạt động nhờ đuôi và di chuyển rất nhanh”. Ngày 18/3/1678, trong một bản tường trình khác, ông tiếp tục những nghiên cứu và xác nhận thêm: “...Tôi đã đặt tinh dịch chó ở một nơi không lạnh quá, tôi nhận thấy đa số các vật nhỏ đều chết sau 24 giờ, vài con vẫn còn sống tới ngày thứ 2-3 nhưng tới ngày thứ tư thì tất cả đều chết... Tôi rất ngạc nhiên về số lượng lớn lao của các con vật nhỏ bé ấy... có lẽ khắp trên mặt đất cũng không nhiều người bằng số lượng ấy ở trong tinh dịch của một động vật đực...”.

Việc phát hiện ra tinh trùng là công lao của Leeuwenhoek và sự đóng góp của chàng sinh viên Ham. Có thể vào năm 1674, một sinh viên khác là Hartsocker, lúc đó đang theo học Leeuwenhoek để làm các thấu kính, cũng nhìn thấy tinh trùng nhưng không hiểu hết ý nghĩa quan trọng nên đã bỏ qua không thông báo kết quả. Điều này dễ hiểu vì thời đó ít ai biết rõ vai trò của tinh trùng trong việc sinh sản của động vật. Nehemiah Grew (1641-1712), nhà thực vật học người Anh (về sau là thư ký Hội Hoàng gia) ghi nhận: “Harvey cũng phủ nhận chưa bao giờ thấy tinh dịch trong tử cung những động vật phẫu tích ngay sau khi chúng giao hợp”, và “de Graaf cũng khẳng định tinh dịch của con đực chỉ là chiếc xe mang theo một luồng khí hoặc một lực đặc biệt cần thiết cho trứng của con cái”. Grew còn đưa ra danh sách 60 nhà khoa học nổi tiếng cũng đồng quan điểm như vậy. Vì không hiểu rõ vai trò của tinh trùng nên có người lại nhận xét rằng tinh trùng có chứa sẵn một con vật nhỏ hơn. Chính Hartsocker, người học trò cũ của Leeuwenhoek, vào năm 1694, cũng xác nhận thấy rõ trong tinh trùng hình ảnh của một con người thu nhỏ, có đủ tay chân, ngồi gấp lại ở nơi đầu tinh trùng! Thật không có trí tưởng tượng nào phong phú hơn thế. Nhưng thời đó vẫn có nhiều người tin như vậy và đó chính là cơ sở cho luận thuyết “tiền hình” (préformisme).

Riêng Leeuwenhoek vẫn khẳng định rằng cách hiểu đúng đắn nhất là quan sát các sự kiện. Ông cho một con chó cái giao hợp nhiều lần, sau đó mổ vòi trứng và nhận xét: “Khi quan sát bằng mắt thường tôi không nhận thấy điều gì đặc biệt, nhưng khi xem kỹ qua kính hiển vi, tôi ngạc nhiên và vui mừng thấy ở vòi trứng và trong tử cung có vô số những con động vật nhỏ bé đang chuyển động...”. Phát hiện đó có ý nghĩa quyết định trong việc tìm hiểu quá trình sinh sản ở động vật. Leeuwenhoek còn quan tâm đến việc thụ tinh ở động vật lưỡng cư. Ông quan sát thấy ở ếch, những con đực không có bộ phận giao hợp, do đó sự thụ tinh không thể xảy ra ở trong cơ thể ếch cái. Trong bức thư đề ngày 26/7/1683 gửi giáo sư Wren, Chủ tịch Hội Hoàng gia Anh, ông viết: “...Sau nhiều lần quan sát kỹ lưỡng, tôi kết luận rằng sự giao hợp giả định của ếch chỉ là tập quán tạo cho con đực tiết tinh dịch không phải vào cơ thể ếch cái mà chỉ trên những trứng do ếch cái vừa đẻ ra. Điều đó cũng giống như ở loài cá vốn không có bộ phận giao hợp nên thường có tập quán tiết tinh dịch vào trứng của cá cái”. Đáng tiếc là những nhận xét tinh tường của Leeuwenhoek về quá trình thụ tinh ở nhiều loài động vật đã bị rơi vào quên lãng. Gần một thế kỷ sau, vào năm 1780, Spallanzani mới nhắc lại hiện tượng thụ tinh đặc biệt đó.

Năm 1680, bảy năm sau khi ông gửi bản tường trình sinh khoa học đầu tiên tới Hội Hoàng gia Anh, Leeuwenhoek được bầu làm ủy viên chính thức của Hội, lúc đó ông 48 tuổi. Năm 1685, lần đầu tiên trong lịch sử y học, ông phát hiện nhiều vi khuẩn đủ hình dạng: hình que, hình cầu, hình xoắn. Tuy nhiên, phải tới hai thế kỷ sau, môn vi khuẩn mới thực sự hình thành nhờ công lao của Pasteur và Robert Koch. Năm 1695, trong một tài liệu nghiên cứu về côn trùng thuộc bộ cánh nửa, Leeuwenhoek xác nhận những con cái vẫn có thể sinh con mà không cần sự hiện diện của con đực. Đó là hiện tượng trinh sản (parthenogenesis) mà gần hai thế kỷ sau, Oskar Hertwig (1849-1922), nhà phôi thai học người Đức mới mô tả đầy đủ ở nhím biển. Năm 1696, Leeuwenhoek xin nghỉ hưu, từ giã những công việc giấy tờ tòa án, nơi ông đã lặng lẽ làm việc suốt 39 năm. Những năm tháng còn lại. Suốt ngày ông cặm cụi bên những kính hiển vi rồi lại hí hoáy ghi chép. Lúc này danh tiếng ông đã vang dội khắp châu Âu, vì vậy ông thêm bận rộn vì phải tiếp nhiều bạn khách. Các nhà khoa học đến thăm ông, hỏi ý kiến và kinh nghiệm nghiên cứu, nhiều vị quốc vương, hoàng hậu cũng đến gặp để thỏa chí tò mò hiểu biết.

Ngày 20/11/1719, Leeuwenhoek gửi bản tường trình thứ 375 cũng là bức thư cuối cùng tới Hội Hoàng gia Anh, chấm dứt 46 năm liên tục cộng tác khoa học với Hội. Lúc này ông 87 tuổi và cảm thấy sức khỏe giảm sút nhiều. Ba năm sau, một số bức thư nổi tiếng của ông được tập hợp và xuất bản thành 4 tập sách, in tại Leyde, với nhan đề “Những bí mật của thiên nhiên quan sát qua kính hiển vi”. Với những quan sát của mình, Leeuwenhoek đã mở ra trước mắt mọi người một thế giới của những sinh vật vô cùng nhỏ bé.