Antoni van Leeuwenhoek avait ce que certains pourraient considérer comme un loisir inhabituel pour un marchand de drap hollandais du 17ème siècle: la fabrication de microscopes simples mais exquis.
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Sa ville natale de Delft, aux Pays-Bas, vivait un âge d'or de prospérité et de croissance culturelle. Les Néerlandais avaient récemment acquis leur indépendance vis-à-vis de l'Espagne et le pays devenait rapidement l'un des plus riches du monde, avec une marine puissante et un commerce international florissant par l'intermédiaire de la Compagnie néerlandaise des Indes orientales. Les nouveaux riches sont devenus des mécènes d'artistes tels que Rembrandt et Vermeer, et, libérés des contraintes de l'Espagne catholique, les spécialistes ont commencé à examiner le monde naturel de manière scientifique.
À l'époque, les microscopes ne ressemblaient en rien à ceux que l'on trouve maintenant dans les laboratoires et les salles de classe et ils n'étaient pas beaucoup utilisés pour la science. Van Leeuwenhoek et d'autres marchands utilisaient des microscopes portables pour vérifier leurs marchandises pour les défauts. Mais avec le temps et l'argent nécessaires à ses loisirs, van Leeuwenhoek a commencé à bricoler avec ces microscopes. Et dans les années 1670, il se tourna vers les êtres vivants et ouvrit un nouveau monde. Il est devenu la première personne à observer le fonctionnement interne du corps à un niveau microscopique, en voyant des bactéries, du sperme et même des cellules sanguines circuler dans les capillaires.
Ses microscopes, chacun plus petit que le pouce moyen, "ont eu un impact énorme, et pourtant, ils sont incroyablement simples", déclare Marvin Bolt, conservateur des sciences et technologies au Corning Museum of Glass, où un microscope rare van Leeuwenhoek a été prêté par le musée Boerhaave à Leiden, aux Pays-Bas, est exposé dans le cadre d'une exposition sur les instruments.
Les lentilles - des pièces de verre incurvées capables de focaliser la lumière pour créer des images agrandies d'objets - avaient été fabriquées en Europe et utilisées pour corriger la vision depuis le XIVe siècle. Au XVIe siècle, les fabricants de lentilles néerlandais ont commencé à utiliser du verre vénitien de haute qualité pour créer des lentilles offrant des images plus nettes et plus nettes qu’auparavant. Bientôt, quelqu'un a utilisé un tel objectif pour créer un microscope simple capable de grossir des objets. Ensuite, un fabricant a associé des lentilles convexes et concaves ensemble, selon une approche similaire à celle utilisée pour la fabrication des télescopes, en créant le premier microscope composé. En 1625, le terme «microscope» était né, figurant dans un livre des érudits italiens Francesco Stelluti et Federico Cesi, qui avaient utilisé cet instrument pour étudier les abeilles domestiques.
Robert Hooke, un universitaire anglais, a également utilisé des microscopes simples et composés pour observer de nombreux aspects du monde naturel, notamment les puces, les plantes et les champignons. Son premier livre de vulgarisation scientifique, Micrographia, publié en 1665, comportait des gravures détaillées de la flore et de la faune, observées sous des microscopes grossissant environ 20 fois. Hooke a également expliqué comment fabriquer un simple microscope - inspirant van Leeuwenhoek et d'autres.
Mais van Leeuwenhoek a poussé la technologie en plein essor vers de nouveaux extrêmes, réalisant des grossissements plus élevés que jamais: jusqu'à 300 fois. Il a placé une lentille de boule de verre soigneusement conçue entre les trous de deux plaques de métal rivetées. Il a ensuite monté l'échantillon d'un côté, sur une aiguille pouvant être réglée à l'aide de vis. Les lentilles de verre étaient la clé, et van Leeuwenhoek a utilisé plusieurs techniques différentes pour la fabriquer - et a gardé ses secrets de près.
Dans un microscope composé, comme dans un laboratoire scientifique, une lentille proche de l'objet collecte la lumière pour agrandir l'image, puis une autre lentille dans l'oculaire grossit cette image une seconde fois. Mais les images dans les premiers microscopes composés étaient déformées. Avec un simple microscope, une seule lentille fait tout le travail, et le spécimen, la lentille et l'œil du spectateur sont très proches l'un de l'autre. Dans le minuscule engin de van Leeuwenhoek, le spécimen était situé à seulement quelques millimètres de l'objectif, produisant une image nette et nette pour le spectateur.
«Au fur et à mesure que vous augmentiez la puissance, les microscopes composés étaient alors inférieurs à un bon instrument à objectif simple», déclare Raymond Giordano, collectionneur et revendeur de microscopes historique, et auteur de l'objectif du découvreur: l'histoire photographique du microscope simple, 1680 -1880 .
Microscope composé à objectifs multiples (1890-1910) (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Museum Boerhaave) 
Ce microscope simple est l’un des rares appareils encore existants de van Leeuwenhoek. (Image reproduite avec l'aimable autorisation du musée Boerhaave) 
Microscope composé avec plateau à diapositives rotatif (1831-1850) (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Museum Boerhaave) 
Un microscope à tambour (1750-1755) (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Museum Boerhaave) 
Un microscope simple à plusieurs lentilles (1774) (Image reproduite avec l'aimable autorisation de Museum Boerhaave) Van Leeuwenhoek a examiné des échantillons qu'il avait prélevés dans sa propre bouche et dans des verres à eau et les a trouvés remplis de ce qu'il appelait des "animalcules". "Lorsque ces animalcula ou atomes vivants se sont déplacés, ils ont avancé deux petites cornes, continuant de se déplacer, " écrit-il. dans le premier journal scientifique, Philosophical Transactions, après avoir observé un échantillon d’eau de pluie en 1675.
«Robert Hooke examinait des parties d'animaux déjà connus», explique Bolt. «Ensuite, van Leeuwenhoek a approfondi pour voir, au niveau cellulaire, des choses que personne n’avait jamais vues auparavant, telles que les fibres musculaires, le sperme et les bactéries. Il a vraiment tracé une piste. "
Il était si difficile de centrer un spécimen sur ses minuscules instruments que van Leeuwenhoek fabriquait généralement un microscope pour chaque nouveau spécimen, environ 500 dispositifs au total, bien qu’il n’existe qu’une douzaine d’originaux. Il en a donné et beaucoup ont été vendus aux enchères après sa mort, atterrissant dans divers pays. En fin de compte, cependant, il est probable que beaucoup ont été perdus ou fondus.
Les résultats de Van Leeuwenhoek ont été déterminants pour la révolution scientifique et le développement de la méthode scientifique. Mais, comme Galileo avec le télescope, il faudrait près de 200 ans avant que des scientifiques tels que Louis Pasteur ne reprennent le fil de l'histoire de van Leeuwenhoek.
«Van Leeuwenhoek et ses contemporains ont compris qu'ils pouvaient découvrir des choses sur le monde naturel non pas en raisonnant, en débattant, mais en observant puis en confirmant les observations de quelqu'un d'autre», explique Bolt. "La priorité de la découverte était un nouveau concept, de même que la reproductibilité des résultats scientifiques et de l'objectivité."
Le microscope simple a joué un rôle important dans la science jusqu'au 19ème siècle. Giordano se souvient de ces microscopes "qui ont longtemps été considérés comme une chose que seuls les naturalistes utilisaient", rappelant que Charles Darwin utilisait un simple microscope qu'il avait lui-même conçu, mais que tous les scientifiques de l'époque utilisaient.
Le 19ème siècle a apporté des améliorations majeures aux microscopes, notamment les lentilles achromatiques, qui ont permis aux spectateurs de voir les couleurs avec précision pour la première fois. Il y avait aussi de nouvelles façons d'éclairer les échantillons et de contrôler la lumière, et les bases des microscopes composés sont devenues plus stables. Enfin, à la fin des années 1800, les chimistes allemands Otto Schott, Carl Zeiss et Ernst Abbe ont commencé à concevoir de manière scientifique le verre spécifiquement pour les microscopes. À la fin des années 1800, les microscopes apparaissent dans les écoles secondaires.
Aujourd'hui, les microscopes sont plus disponibles que jamais. L'Internet regorge de didacticiels de bricolage pour la fabrication d'un microscope en combinant une caméra iPhone avec un objectif de pointeur laser peu coûteux. Enfin, l’année dernière, l’Université de Stanford a présenté le Foldscope, un microscope simple à «imprimer et plier» qui, selon les spécialistes, pourrait révolutionner la santé publique, l’enseignement des sciences et la science citoyenne sur le terrain. «C’est la conclusion logique de l’histoire des microscopes, en tant qu’instruments de la connaissance», explique Bolt, «de les faire passer de quelques mains à de nombreuses personnes.»
« Révéler l'invisible: l'histoire du verre et du microscope » est présenté jusqu'au 19 mars 2017 au Corning Museum of Glass à New York.
