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显微镜下的世界,如同一片新现的无垠海洋,最初让沈括和他的伙伴们目眩神迷,也深感困惑。他们看到了水滴中游弋的“微虫”,腐败物中拥挤的“小点”,乃至盐粒、花粉那规则的几何晶体。但越是观察,堆积的疑问便越多:这些形态各异的微小存在之间,有无关联?它们如何生,如何灭?动植物体内,是否也由类似的“微物”构成?
观察记录日益增厚,绘制的图样越来越多,沈括却觉得面前的迷雾更浓了。他将自己的困惑向云湛倾诉:“先生,我们见到的‘微物’,形貌各异,大小不一,似虫非虫,似粒非粒。学生愚钝,只觉杂乱无章,难以理出个头绪。”
云湛正在翻阅他们近期绘制的图录,闻言抬起头,目光落在窗外一株枝叶繁茂的榕树上。“沈括,你看那榕树,其叶、其枝、其干、其根,形态、功用各不相同,然它们皆出自同一株树,皆由树之生机贯穿。”
他走到一块石板前,用石笔随手画了几个简单的几何形状——方形、圆形、六边形。“若将榕树比作整体,其叶、枝、干、根,可视为构成整体的基本‘单元’。你等所见之万千‘微物’,或许亦可依其来源、形态、排列,尝试寻找某些共通之‘单元’或‘基础构造’。”
他顿了顿,给出更具体的指引:“暂且放下那些活动迅捷的‘微虫’,先从相对静止、易于观察的植物组织入手。取新鲜叶片、花瓣、果肉、根须的极薄切片,或仅撕取其最外一层薄膜,置于镜下细观。看看不同部分,有无重复出现之结构。”
沈括心有所悟,立刻带领小组行动起来。他们选取了芭蕉叶、木棉花瓣、橘子囊瓣表皮、洋葱内层鳞叶等材料。制作极薄的切片是新的挑战,他们用锋利的剃刀尝试,最初往往切得过厚或不匀,直到从书院厨娘那里学到用光滑的贝壳边缘辅助压切,才渐渐能得到近乎透明的薄层。
观察这些植物薄片,景象与水中微生物截然不同。在足够清晰的透镜下(经过持续改进,显微镜的放大倍数和分辨能力已有所提升),他们开始注意到一些规律性的结构。
芭蕉叶的薄膜上,可见到许多排列整齐、边界模糊的“小格”,像是蜂巢的极微缩版。木棉花瓣的碎片中,也有类似的“小格”,但形状更不规则,其中似乎还包裹着更小的“微粒”。橘子囊瓣的透明表皮上,“小格”尤为明显,有些区域还能看到“小格”之间似乎有极细的“丝线”相连。
最震撼的现来自于洋葱鳞叶内层那几乎完全无色的薄膜。当沈括将一片精心撕下、近乎完美的单层薄膜置于镜下,调整好焦距时,他看到了迄今为止最清晰、最规则的景象:无数近似长方形的“小室”紧密排列,每个“小室”都有清晰的边界,内部似乎并非完全空洞,而是填充着某种均质或略有颗粒的物质,中央往往有一个颜色略深的小点。
“先生!您来看!”沈括的声音因激动而沙哑。
云湛与赵德柱、柳文渊等人闻声围拢。依次观看后,众人脸上都写满了惊异。赵德柱指着镜筒,手指微颤:“这……这宛如匠人砌就的微缩砖墙!天地造化,竟精巧如斯?”
柳文渊则更关注其普遍性:“是否所有植物,乃至动物之体,皆由此类‘小室’堆叠而成?”
这个问题,暂时无人能答。他们扩大了观察范围,尝试了更多植物部位,甚至冒险观察了极微量的鱼类鳃丝、昆虫翅膀薄膜(处理极为小心)。尽管在不同材料中,那些“小室”(沈括等人开始称之为“微格”)的形状、大小、排列方式差异巨大,但“由某种具有边界的微小单元构成”这一印象,却越来越强烈。动物组织的观察更为困难,图像模糊,但某些结构似乎也暗示着类似“单元”的存在。
基于这些初步但重复的观察,云湛在一次书院内部的“格物研讨”会上,正式提出了一个初步的、高度假说性的构想。与会者除了核心教习,还有沈括等几位直接参与显微镜研究的学子。
“诸位,”云湛语气平和,却字字清晰,“数月来,借助显微镜,我们得以窥见生灵世界前所未见之细微景象。综合诸多观察,尤其是植物薄片中所见,我有一粗浅猜想,今日提出,供诸位批判、验证。”
他让沈括展示了洋葱薄膜、芭蕉叶表皮等几幅最具代表性的精细绘图。
“观此诸图,可见一共同之处:似皆由无数具有边界之微小‘单元’构成。这些‘单元’,形态或方或长或不规则,大小亦有差异,然其作为相对独立之‘构造基础’,似可成立。我暂且称此类构成生物体之基本微单元为——‘细胞’。”
“细胞”一词出口,众人皆默念咀嚼。这个词并非云湛生造,古已有之,原指僧房或微小居室,用以描述这些微观的“小室”,颇为形象。
“此‘细胞说’仅为雏形,粗糙至极,诸多关键问题远未解决。”云湛极为谨慎地列举了已知的局限与未知,“其一,我等目前观察,多限于植物,动物体是否同样由‘细胞’构成,证据不足。其二,即便在植物中,是否所有部分皆由‘细胞’组成?特别是那些坚硬如木、流动如汁的部分?其三,‘细胞’内部是何情形?其中央小点为何物?‘细胞’之间如何连接、如何沟通?其四,‘细胞’如何产生?是如砖石堆砌,还是另有生长繁衍之道?其五,那些活动之‘微虫’,与这些相对静止之植物‘细胞’,是否同类?关系如何?”
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他环视众人,尤其看向目光灼灼的沈括等人:“提出此说,非为定论,恰是提出更多待解之疑问。它或可成为一根线头,助我们在这微观迷宫中,尝试理出一丝脉络。例如,或可推测:生灵之生长,或与‘细胞’之增多、增大有关;不同部位之功能差异,或与‘细胞’之形态、排列、内含之物不同有关;伤病腐败,或与‘细胞’之受损、异常、乃至被某些‘微虫’侵袭有关。”
赵德柱眉头紧锁,沉思良久,方道:“云山长此说……惊世骇俗。若真如此,则一草一木,一人一兽,其宏伟整体之下,竟皆是此等微末‘细胞’之集合?实在难以想象。然……镜下所见,又似乎指向于此。”他接受了观察事实,但观念的冲击需要时间消化。
柳文渊则迅联想到应用:“若伤病与‘细胞’受损或‘微虫’侵袭有关,那么医药之理,或可从保全、修复‘细胞’,或抑制、杀灭有害‘微虫’入手?此或为医道开一新途!”
沈括等人更是激动不已。“细胞”概念的提出,瞬间将他们积累的大量杂乱观察图像,纳入了一个虽不完备但极具启性的框架。他们明白了接下来的研究方向:需要更系统、更广泛地观察验证;需要尝试改进切片和染色技术(他们已开始试验用某些植物汁液浸染,以期让细胞结构更清晰);需要设计实验探究细胞与生命活动的关系。
云湛最后郑重告诫:“此说远非成熟,切记不可视为真理,更不可妄传外界,引来无谓争议或误解。当前仅限书院内部,于特定范围内深入研究、谨慎求证。其价值,不在于它此刻多么正确,而在于它能否引导我们现更真实的自然之理。”
“细胞”概念的萌芽,如同在微观世界的混沌中投下了一颗石子,虽未激起惊涛骇浪,却荡开了圈圈探索的涟漪。它粗糙、模糊,充满了漏洞与未知,但它次试图为生物体的微观结构建立一个统一的、基于观察的想象模型。
自此,书院显微镜下的探索,不再仅仅是猎奇式的观察与记录,开始有了更明确的理论导向和问题意识。沈括小组的研究日志里,出现了“细胞形态比较”、“细胞连接观察”、“特定处理对细胞之影响”等分类条目。虽然他们连清晰地观察一个完整的动物细胞都还困难重重,更遑论理解细胞分裂、分化等深层机制,但一扇全新的大门已经被推开了一条缝隙。
海风依旧吹拂着海湾,盐田析出晶莹,稻禾拔节生长。而在书院那间安静的侧屋里,年轻学子的目光穿透镜片,专注地凝视着那些构成生命最基础奥秘的、微小而神奇的“细胞”。一个新的生物学范式,正在最原始的观察与最大胆的猜想中,悄然孕育。格物之路,由此向着生命构造的深处,迈出了蹒跚却坚定的一步。
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