El microscopio y la Revolución científica

El microscopio constituye uno de los inventos más importantes de la Revolución científica, debido a que expuso novedosos mundos en miniatura. Los primeros microscopios se inventaron durante el primer cuarto del siglo XVII en los Países Bajos. Pronto los científicos de toda Europa emplearían el instrumento en busca de realizar flamantes y desconcertantes descubrimientos en los campos de la botánica, la entomología y la anatomía.

Los primeros microscopios

Los primeros microscopios ópticos, atribuidos al fabricante de anteojos Hans Lippershey (en torno a 1570 a 1619), de origen flamenco, aparecieron a principios del siglo XVII, poco después de la invención del telescopio. Uno o dos años antes, Galileo (1564-1642) había fabricado un excelente telescopio con el cual observó el firmamento en gran detalle, y publicó sus hallazgos en 1610, en Sidereus Nuncius (El mensajero estelar). El microscopio también se originó en Países Bajos, y se acredita su invención a Cornelius Drebbel (1572-1635), o a Hans Janssen. Al igual que el telescopio, el microscopio emplea dos lentes dispuestas en un tubo hueco. El modelo de Drebbel no reproducía el diseño de Galileo, que contaba con una lente cóncava y otra convexa, sino el de Johannes Kepler (1571-1630), que utilizaba dos lentes convexas en sus instrumentos. Aunque en el caso anterior la imagen quedaba invertida, también resultaba mucho más clara.

Pronto surgieron especialistas en la manufactura de microscopios. John Marshal fue un fabricante muy respetado. Entre sus diseños se cuenta el microscopio compuesto, que poseía tres lentes (ocular, lente de campo y objetivo), más la posibilidad de aumentar la intensidad de la luz mediante la colocación de una vela debajo de la base; el dispositivo se muestra en la actualidad en el Museo de Ciencias de Londres. Antonie van Leeuwenhoek fue un notable fabricante privado que construyó más de 500 microscopios, entre ellos algunos que lograban unos impresionantes 270 aumentos, mediante el empleo de una lente en forma de minúsculo glóbulo de vidrio, en vez de una de mayor tamaño. El instrumento se mejoró con la introducción de otras adaptaciones, entre ellas la adición de un pequeño espejo en la base, cuyo ángulo se ajustaba para enfocar más luz sobre el espécimen bajo observación. El fabricante de instrumentos Edward Culpeper (1670-1737) introdujo el espejo cóncavo para incrementar la intensidad de luz en sus microscopios. A pesar de todo, las mejoras no resultaban suficientes para lograr un instrumento excepcional, por lo que la preparación de las muestras a ser observadas se convirtió en sí misma en una habilidad que podía significar la diferencia entre realizar un nuevo descubrimiento o no ver absolutamente nada.

De inmediato los científicos hicieron buen uso del nuevo dispositivo y comenzaron a investigar lo que con anterioridad no se podía distinguir o resultaba invisible a simple vista. Los estudiosos de la anatomía, entomólogos, y botánicos manifestaban particular entusiasmo por el empleo de la novedosa invención que expandía su comprensión del mundo natural. En 1625, por ejemplo, Francesco Stelluti examinó en detalle los cuerpos de las abejas y publicó su investigación en The Apiarium (El apiario); primer estudio fundamentado en las ciencias microscópicas. Pronto le siguieron numerosos descubrimientos y publicaciones académicas y hacia finales del siglo XVII se imprimían obras que contenían bellas ilustraciones, las cuales revelaban con precisión a los lectores interesados lo que se observaba a través de los más recientes microscopios. Se hizo aparente que un pequeño insecto podía tener una estructura tan compleja como un mamífero de gran tamaño. Los exámenes microscópicos también generaban desconcertantes preguntas; por ejemplo, si un parásito del tamaño de una pulga podía a su vez estar habitado por pulgas, ¿acaso no podrían estas últimas tener también pulgas y así ad infinitum? El microscopio había revelado mundos desconocidos, pero, ¿dónde terminaban estos? Al parecer, la invención planteaba más preguntas que las que la tecnología del momento podía responder.

Los descubrimientos de los primeros microscopistas

Hubo varias figuras clave en los primeros tiempos de la historia del microscopio. Marcello Malpighi (1628-1694) era un médico de cierta reputación. Avanzó hasta llegar a ser profesor de medicina de la Universidad de Pisa y más tarde de la Universidad de Boloña, antes de ocupar el cargo de médico del papa Inocencio XII, (pontífice de 1691-1700). Malpighi fue el primero en emplear el microscopio para realizar estudios anatómicos detallados. Publicó su obra On the Lungs (Sobre los pulmones) en 1661, en la que reveló su verdadera estructura. Más aún, Malpighi descubrió que los vasos capilares conectaban venas y arterias, con lo cual confirmó el descubrimiento de la circulación sanguínea en el cuerpo humano, efectuado por William Harvey. Malpighi realizó otros detallados estudios, entre los cuales destacan los del cerebro humano, la lengua, los riñones y la piel. También condujo observaciones del gusano de la seda y del embrión de un polluelo, lo que le valió ser el fundador de la ciencia de la embriología. Las investigaciones de Malpighi sobre la anatomía humana se incorporaron en la influyente obra Anatomy of the Human Body (Anatomía del cuerpo humano), escrita por Govard Bidloo (1649-1713), publicada en 1685.

Christiaan Huygens (1629-1695) destacó por sus trabajos en muchos campos de las ciencias, pero además se interesó de manera activa en los microscopios y fabricó instrumentos de alta calidad con su hermano Constantijn. Holandés de nacimiento, Huygens se benefició con los lentes de alta calidad manufacturados por sus coterráneos.

Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), también holandés, realizó algunas de las contribuciones más importantes al creciente campo de la microscopía. Sus «contribuciones incluyeron el descubrimiento de los glóbulos rojos, la circulación de la sangre a través de los capilares, la existencia de los protozoos, y la naturaleza de las células presentes en el semen». (Burns, 166). Además, diseñó una escala de mediciones mediante la cual se podían comparar las observaciones realizadas sobre distintos especímenes. Los dibujantes locales a menudo registraban en bosquejos las más inesperadas imágenes obtenidas por van Leeuwenhoek mediante el empleo de sus microscopios, los cuales empleaban pequeñas lentes de vidrio en forma de cuentas, de increíble poder de aumento. La obra del holandés alcanzó tanto renombre que llegó a ofrecer su casa de Delft como especie de museo abierto a visitantes, quienes podían realizar observaciones de láminas preparadas con anterioridad en los numerosos microscopios dispuestos para ese propósito.

Robert Hooke (1635-1703) publicó su Micrografía en 1665, obra seminal del campo de la microscopía, la cual se hizo popular, más que nada, por la belleza de sus detalladas ilustraciones. Hooke pudo obtener imágenes muy claras gracias a su particular diseño de microscopio, el "scotoscope", que consistía en una «esfera condensadora de luz, llena de salmuera, dispuesta entre la fuente de iluminación y el espécimen», la cual «enfocaba en estrecho haz los rayos intensificados de luz, por medio de una lente convexa» (Jardine, 44). Micrografía contiene el primer uso de la palabra «célula» en la biología, empleada en este caso para describir la estructura del corcho observada al microscopio. Se revelaba un mundo hasta entonces desconocido, por completo distinto al que se divisaba a simple vista. Hooke, por ejemplo, demostró que lo que a la visión natural se apreciaba como la punta afilada de una aguja, al microscopio se percibía como el irregular extremo de un metal. Hooke, miembro de la Royal Society, fue además responsable de realizar diversas modificaciones técnicas al microscopio.

El entomólogo Jan Swammerdam (1637-1680) combinaba su amplia experiencia en la disección con las inéditas posibilidades que ofrecía el microscopio. En particular, Swammerdam enfocó sus lentes sobre la reproducción de los insectos y publicó la obra General History of Insects (Historia general de los insectos) en 1669. Swammerdam descubrió que los gusanos contenían lo que más tarde, después de concluida la metamorfosis, se convertiría en las alas de la mariposa.

Nehemiah Grew (1641-1712) fundó el estudio anatómico de las plantas sobre la base del empleo del microscopio; dos de sus obras más notables son The Anatomy of Vegetables Begun (Anatomía de los vegetales), de 1672, y The Anatomy of Plants (Anatomía de las plantas), de 1682. En 1672 la Royal Society lo designó al cargo de curador de plantas y fue el primero en realizar un profundo estudio de los órganos sexuales de los vegetales.

La recepción del microscopio

Muchos científicos y diversos intelectuales predijeron la llegada del microscopio. Los filósofos mecanicistas del siglo XVII, de los cuales René Descartes (1596-1650) es el más famoso, creían que el estudio de la materia y el movimiento podía conducir a una mejor comprensión del mundo que nos rodea. Parecía que el microscopio era un regalo del cielo, cuyo propósito era el de comprender la diminuta mecánica de la naturaleza. Sin embargo, el microscopio no siempre fue bien recibido.

La Iglesia cristiana no se posicionó necesariamente en contra de los descubrimientos realizados con el microscopio. Destaca de manera significativa que el primer ensayo sobre la microscopía escrito por Stelluti se dedicó al papa Urbano VIII (pontífice de 1623-1644). Por una parte, el nuevo instrumento revelaba el increíble detalle e ingeniosidad de la vida en la Tierra, respecto a lo cual, si tal era la creencia de alguien, solo cabría admirar mucho más la obra de Dios. Algunos teólogos sugirieron que un minucioso estudio de la naturaleza podría ser tan revelador como la lectura de la Biblia. Además, una explicación mecanicista de la naturaleza no significaba que los actos divinos, como los milagros, no pudieran ocurrir; de hecho, entre los católicos, si no entre los protestantes, se encontraba muy extendida la creencia en los milagros modernos. En tercer lugar, mantener un enfoque mecanicista del mundo real reducía la atracción por la magia y la superstición, que eran los enemigos tradicionales de la Iglesia. Pero existían algunas diferencias importantes entre las creencias cristianas y la filosofía mecanicista, en particular, el concepto de la transubstanciación: la transformación del pan y el vino en el cuerpo y la sangre de Jesucristo realizada por el párroco en la misa católica. Además, muchos protestantes no aceptaban la filosofía mecanicista, debido a que disminuía el rol activo de Dios en los asuntos terrenales. Incluso si se creía en Dios, resultaba preocupante para muchos la idea que el mundo fuera una especie de dispositivo mecánico que en lo fundamental funcionaba por sí solo. Tal noción condujo a acusaciones de ateísmo, lo cual en aquellos tiempos significaba negar la supervisión de Dios, más que la negación de su existencia.

Algunos proponentes de la filosofía natural mostraban preocupación por el impacto del microscopio, de la misma manera que la habían manifestado respecto al telescopio y a la Revolución científica. Se debatía si los nuevos instrumentos resultaban confiables, o si lo que revelaban no era más que puro engaño. Algunos argumentaban que las pruebas aportadas por tales instrumentos, aunque involucraban el empleo del ojo humano, no eran de la misma naturaleza que las que se podían obtener mediante el empleo directo de los sentidos. Otros manifestaban que el microscopio mostraba a la humanidad lo que no debía ser visto, puesto que Dios había proporcionado al ser humano ojos perfectos para observar el mundo y no le correspondía fisgar más hondo por considerarse impío.

El legado

El empleo del microscopio cayó en decadencia durante el siglo XVIII. En la medicina, por ejemplo, el uso del instrumento no se había extendido. El historiador J. Henry explica las causas:

Al menos una parte de la razón por la cual el microscopio no se hizo tan esencial para los estudios anatómicos como el telescopio lo había sido para los estudios astronómicos, era su incapacidad de comandar autoridad entre los médicos. La capacidad del telescopio de incrementar la precisión de las posiciones astronómicas garantizaba su utilidad, pero el conocimiento de las estructuras invisibles de los órganos no producía una mejora en la eficacia de un sistema de medicina fundamentado, en esencia, en el estudio y tratamiento de los síntomas de las enfermedades… lo que condujo a médicos como Thomas Sydenham (1624-1689) y John Locke (1632-1704) a que rechazaran su uso de manera explícita. (46)

En suma, el telescopio sirvió para probar lo erróneas que eran ciertas teorías existentes hasta entonces, mientras el microscopio no hacía más que revelar que debía concebirse toda una nueva serie de teorías. En este sentido, según algunos historiadores, el microscopio no formó parte esencial de la Revolución científica, que consistía en una rebelión contra las ideas prevalecientes, las cuales a menudo predominaban desde los tiempos de la antigüedad. Sin embargo, esto no es totalmente cierto. Los microscopistas pudieron desafiar un buen número de creencias preponderantes, lo cual, sin embargo no alcanzaba a derrumbar el edificio completo del pensamiento occidental. Por ejemplo, durante mucho tiempo se había pensado que los insectos muy pequeños se generaban de manera espontánea a partir de alguna especie de materia invisible. El microscopio reveló que los diminutos insectos sí tenían un ciclo reproductivo, al igual que los de las criaturas más grandes. De manera muy apta, el microscopio, conforme su propósito, fue capaz de lograr pequeños avances relativos al conocimiento del mundo. En realidad los problemas que presentaba eran de índole técnica, ocasionados por la deficiencia de los lentes, la iluminación, y la preparación de las láminas. Una vez solucionadas estas imperfecciones, el instrumento demostraría su valor.

Un área crucial en la que el microscopio contribuyó a la Revolución científica tanto como el telescopio, fue en lo relativo al concepto de escala. Durante milenios la extensión de los objetos del mundo se determinaba en relación al cuerpo humano, de ahí que los primeros sistemas de medidas emplearan los dedos, las manos y los pies. Los telescopios, por una parte del rango, y los microscopios por la otra, revelaron que se requería un nuevo sistema de medidas para que la mente humana pudiera aprehender, comparar y contrastar las maravillas del universo visible, desde un gigantesco planeta distante, hasta los diminutos pelos de una pulga.

Puede que el microscopio no dominara las incipientes ciencias tanto como debería haberlo hecho, pero el instrumento sí pasó a tener popularidad en los hogares de los ricos. Se convirtió en una especie de juguete sofisticado para impresionar a los visitantes, que se colocaba junto a los cuadros de la familia y al armario de curiosidades. Aunque más barato que el telescopio, el microscopio continuaba siendo un costoso objeto de entretenimiento. A principios del siglo XVIII un microscopio corriente costaba cerca de £5, que en la época representaban tres meses de salario de un obrero. Samuel Pepys (1633-1703), el famoso escritor de diarios, se inspiró en la Micrografia de Hooke, que describió como «el más ingenioso de los libros» (Jardine, 42), para hacer un dispendio de £5 y 10 chelines en la adquisición de un microscopio para su estudio. Por desdicha, como le ocurría a casi todo el mundo, Pepys tuvo muchas dificultades con el microscopio para lograr observar algo con claridad.

Con el tiempo revivió el empleo científico del microscopio al disponerse de aparatos más potentes y de mejor calidad. Isaac Newton predijo que «instrumentos capaces de tres o cuatro mil aumentos podrían mostrarnos los átomos» (Gleick, 94). Otros pensadores del siglo XVII esperaban que en algún momento los microscopios mostraran las partículas del aire y el movimiento de la luz. El microscopio regresó a la vanguardia de las ciencias en el siglo XIX, con los trabajos de personalidades como Louis Pasteur (1822-1895), cuyo revolucionario estudio de los microbios condujo a un sustancial progreso en materia de control de enfermedades y vacunación. Con el invento de microscopios de mayor poder de aumento, como los dispositivos electrónicos de la década de 1930, el instrumento ocupó el lugar que merecía entre las herramientas esenciales para las investigaciones científicas modernas.