1. Cuộc đời
Cuộc đời của Jan Swammerdam gắn liền với những cống hiến không ngừng nghỉ cho khoa học, dù ông phải đối mặt với nhiều áp lực từ gia đình và khủng hoảng nội tâm sâu sắc.
1.1. Thời thơ ấu và giáo dục
Jan Swammerdam được rửa tội vào ngày 15 tháng 2 năm 1637 tại Oude Kerk ở Amsterdam, Hà Lan. Cha của ông, Jan Jacobsz (mất năm 1678), là một dược sĩ và là một nhà sưu tập nghiệp dư các loại khoáng vật, tiền xu, hóa thạch và côn trùng từ khắp nơi trên thế giới. Năm 1632, ông kết hôn với Baartje Jans (mất năm 1660) tại Weesp. Gia đình họ sống đối diện với Montelbaanstoren, gần bến cảng, trụ sở và kho bãi của Công ty Tây Ấn Hà Lan, nơi một người chú của Jan làm việc. Một số anh chị em của ông, cũng như bản thân Jan (người chưa bao giờ kết hôn) và cha ông, đều được chôn cất tại nhà thờ Walloon.
Khi còn nhỏ, Swammerdam thường giúp cha chăm sóc bộ sưu tập những món đồ kỳ lạ của gia đình. Mặc dù cha ông mong muốn ông theo học thần học, Swammerdam lại bắt đầu học y học vào năm 1661 tại Đại học Leiden. Ông học dưới sự hướng dẫn của Johannes van Horne và Franciscus Sylvius. Trong số các bạn học của ông có những tên tuổi nổi bật như Frederik Ruysch, Reinier de Graaf, Ole Borch, Theodor Kerckring, Steven Blankaart, Burchard de Volder, Ehrenfried Walther von Tschirnhaus và Niels Stensen. Ngay cả khi đang học y, Swammerdam đã bắt đầu xây dựng bộ sưu tập côn trùng của riêng mình.
Năm 1663, Swammerdam chuyển đến Pháp để tiếp tục việc học, có thể là cùng với Niels Stensen. Ông học một năm tại Đại học Saumur theo đạo Tin lành, dưới sự hướng dẫn của Tanaquil Faber. Sau đó, ông học tại học viện khoa học của Melchisédech Thévenot ở Paris. Đến năm 1665, ông trở về Cộng hòa Hà Lan và tham gia vào một nhóm các bác sĩ chuyên thực hiện các ca giải phẫu và công bố những phát hiện của họ. Từ năm 1666 đến 1667, Swammerdam hoàn thành chương trình y học tại Đại học Leiden, nhận bằng tiến sĩ y khoa vào năm 1667 dưới sự hướng dẫn của van Horne với luận án về cơ chế hô hấp, được xuất bản dưới tựa đề De respiratione usuque pulmonum. Cùng với van Horne, ông đã nghiên cứu giải phẫu tử cung, kết quả được xuất bản dưới tựa đề Miraculum naturae sive uteri muliebris fabrica vào năm 1672. Swammerdam từng tố cáo Reinier de Graaf đã chiếm đoạt công lao của những khám phá mà ông và Van Horne đã thực hiện trước đó liên quan đến tầm quan trọng của buồng trứng và trứng.
1.2. Sự nghiệp ban đầu và khó khăn tài chính
Sau khi tốt nghiệp bác sĩ, Swammerdam tập trung hoàn toàn vào nghiên cứu côn trùng. Cha ông liên tục gây áp lực, thúc giục ông kiếm sống bằng nghề y, nhưng Swammerdam vẫn kiên trì theo đuổi đam mê khoa học. Cuối năm 1669, ông xuất bản cuốn Historia insectorum generalis ofte Algemeene verhandeling van de bloedeloose dierkens (Lịch sử chung về côn trùng, hay Chuyên luận chung về các loài động vật không máu nhỏ). Sau khi tác phẩm này được xuất bản, cha ông đã cắt toàn bộ hỗ trợ tài chính.
Hậu quả là Swammerdam buộc phải hành nghề y, ít nhất là thỉnh thoảng, để tài trợ cho nghiên cứu của mình. Ông được phép giải phẫu các thi thể của những người qua đời tại bệnh viện ở Amsterdam.
1.3. Khủng hoảng tâm linh và những năm cuối đời
Swammerdam đã trải qua một cuộc khủng hoảng lương tâm sâu sắc. Cha ông không chỉ phản đối việc ông nghiên cứu côn trùng mà còn cho rằng công trình khoa học của ông là một sự thờ phụng "thần tượng của sự tò mò" thay vì Đấng Tạo Hóa. Năm 1673, Swammerdam chịu ảnh hưởng ngắn ngủi từ nhà thần bí người Flanders Antoinette Bourignon. Tác phẩm của ông năm 1675 về phù du, có tựa đề Ephemeri vita, bao gồm những bài thơ sùng đạo và ghi lại những trải nghiệm tôn giáo của ông. Swammerdam tìm thấy sự an ủi trong giáo phái của Bourignon ở Nordstrand, Đức.
Ông đã từ chối lời mời của nhà giải phẫu học nổi tiếng Nicolaus Steno (người từng học cùng ông) để đến Florence làm việc cho Cosimo III de' Medici, Đại công tước xứ Toscana. Đại công tước đã đề nghị mua các mẫu vật của Swammerdam với giá 12.00 K NLG, với điều kiện ông phải đến Florence để tiếp tục bộ sưu tập côn trùng của mình. Mặc dù vậy, Swammerdam đã từ chối.
Swammerdam sau đó đã đến Copenhagen để thăm mẹ của Nicolaus Steno, nhưng đã trở lại Amsterdam vào đầu năm 1676. Trong một lá thư gửi cho Henry Oldenburg, ông giải thích rằng: "Tôi chưa bao giờ bận rộn hơn trong những ngày này, và Đấng kiến trúc sư tối cao đã ban phước cho những nỗ lực của tôi." Điều này cho thấy ông đã quay trở lại với công việc nghiên cứu khoa học.
Tuy nhiên, ông phải đối mặt với tình trạng sức khỏe suy yếu nghiêm trọng và mắc bệnh sốt rét. Ông qua đời sớm ở tuổi 43 vào ngày 17 tháng 2 năm 1680 và được chôn cất tại nhà thờ Walloon ở Amsterdam. Tình trạng kinh tế của ông trong những năm cuối đời cũng rất khó khăn, và ông bị suy nhược thần kinh trầm trọng.
2. Những đóng góp khoa học chính
Jan Swammerdam đã có những đóng góp đột phá trong nhiều lĩnh vực khoa học, đặc biệt là trong kỹ thuật hiển vi, nghiên cứu côn trùng và sinh lý học.
2.1. Kỹ thuật hiển vi và giải phẫu
Swammerdam là một trong những người đầu tiên sử dụng kính hiển vi trong các cuộc giải phẫu, và các kỹ thuật của ông đã được sử dụng trong hàng trăm năm sau đó. Ông đã phát triển nhiều phương pháp mới để kiểm tra, bảo quản và giải phẫu mẫu vật. Đáng chú ý, ông tiên phong sử dụng kỹ thuật tiêm sáp để làm cho việc quan sát các mạch máu trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra, ông còn phát minh ra một phương pháp chuẩn bị các cơ quan rỗng của con người, một kỹ thuật sau này được ứng dụng rộng rãi trong giải phẫu học. Ông cũng sử dụng kính hiển vi đơn tròng do Johannes Hudde chế tạo, điều này nhấn mạnh sự tinh xảo trong các công cụ nghiên cứu của ông.
2.2. Nghiên cứu về côn trùng
Swammerdam đã dành phần lớn sự nghiệp của mình để nghiên cứu sâu rộng về côn trùng. Ông phản đối mạnh mẽ ý tưởng về "tự sinh" (spontaneous generation), một quan niệm phổ biến thời bấy giờ cho rằng một số sinh vật (như côn trùng) có thể tự phát sinh từ vật chất không sống, chứ không phải do Chúa tạo ra. Swammerdam lập luận rằng điều này sẽ là sự báng bổ, vì nó ngụ ý rằng một phần của vũ trụ bị loại trừ khỏi ý chí của Chúa. Trong nghiên cứu khoa học của mình, Swammerdam cố gắng chứng minh rằng sự tạo hóa của Chúa diễn ra liên tục, đồng nhất và ổn định. Ông chịu ảnh hưởng lớn từ René Descartes, người có triết học tự nhiên đã được giới trí thức Hà Lan chấp nhận rộng rãi, trong đó Descartes cho rằng tự nhiên có trật tự và tuân theo các quy luật cố định, do đó tự nhiên có thể được giải thích một cách hợp lý.
Swammerdam tin rằng sự tạo hóa hay sinh sản của tất cả các sinh vật đều tuân theo cùng một quy luật. Sau khi nghiên cứu cơ quan sinh sản của nam giới và nữ giới tại trường đại học, ông bắt đầu nghiên cứu sự sinh sản của côn trùng. Ông đã khám phá ra rằng loài ong "chúa" thực chất là ong cái đầu đàn (queen bee), bằng cách tìm thấy trứng bên trong cơ thể của nó.
2.2.1. Historia Insectorum Generalis
Cuối năm 1669, Swammerdam xuất bản cuốn sách lớn của mình, Historia insectorum generalis ofte Algemeene verhandeling van de bloedeloose dierkens (Lịch sử chung về côn trùng, hay Chuyên luận chung về các loài động vật không máu nhỏ). Cuốn sách này tổng hợp các nghiên cứu về côn trùng mà ông đã thu thập ở Pháp và xung quanh Amsterdam. Ông đã bác bỏ quan niệm Aristotle đang thịnh hành rằng côn trùng là những loài động vật không hoàn hảo, thiếu cấu trúc giải phẫu bên trong.
Swammerdam không chỉ loại bỏ ý tưởng cho rằng côn trùng thiếu giải phẫu nội bộ mà còn tấn công quan niệm Kitô giáo rằng côn trùng có nguồn gốc từ sự tự sinh và vòng đời của chúng là một biến thái đột ngột. Ông khẳng định rằng tất cả côn trùng đều bắt nguồn từ trứng và các chi của chúng phát triển chậm rãi. Do đó, không có sự phân biệt giữa côn trùng và các loài động vật được gọi là "động vật bậc cao hơn". Swammerdam tuyên bố "chiến tranh" chống lại những "sai lầm phổ biến" và cho rằng việc giải thích côn trùng theo biểu tượng là không phù hợp với quyền năng của Chúa, đấng kiến trúc sư toàn năng. Ông đã bác bỏ quan niệm biến thái của thế kỷ 17 - ý tưởng rằng các giai đoạn sống khác nhau của côn trùng (ví dụ: sâu bướm và bướm) đại diện cho những cá thể khác nhau hoặc là một sự thay đổi đột ngột từ một loại động vật này sang loại động vật khác.
2.2.2. Nghiên cứu về ong
Nghiên cứu của Swammerdam về ong là một trong những đóng góp nổi bật nhất của ông, được công bố trong cuốn Bybel der natuureBibel đer NatuereDutch (Kinh thánh của Tự nhiên). Từ thời cổ đại, người ta vẫn khẳng định rằng ong chúa là ong đực và cai trị tổ. Mặc dù Luis Mendez de Torres đã công bố phát hiện rằng ong chúa là ong cái vào năm 1586, nhưng ông vẫn cho rằng ong chúa sinh ra tất cả các con ong khác trong đàn thông qua một "hạt giống". Năm 1609, Charles Butler đã ghi nhận ong đực là giới tính đực, nhưng ông lại tin sai rằng chúng giao phối với ong thợ.
Swammerdam đã dành năm năm miệt mài nghiên cứu về nuôi ong. Ông đã cung cấp bằng chứng rằng ong chúa là mẹ duy nhất của cả đàn và công bố bằng chứng trực quan đầu tiên cho thấy những người cùng thời ông đã nhầm lẫn ong chúa là ong đực. Ông cũng xác định rằng ong đực là giống đực và không có ngòi ong. Swammerdam coi ong thợ là những "thái giám tự nhiên" vì ông không thể phát hiện buồng trứng ở chúng, nhưng ông mô tả chúng gần với bản chất của ong cái hơn.
Hình vẽ của Swammerdam về cơ quan sinh sản của ong chúa, được quan sát qua kính hiển vi, chỉ được xuất bản vào năm 1737 trong Biblia naturae. Hình vẽ của ông về hình học của tổ ong cũng được xuất bản lần đầu trong Biblia naturae, nhưng đã được Giacomo Filippo Maraldi nhắc đến trong cuốn sách của ông năm 1712. Chi tiết nghiên cứu của Swammerdam về ong đã được công bố ở những nơi khác trước đó vì ông đã chia sẻ những phát hiện của mình với các nhà khoa học khác thông qua thư tín. Trong số đó, nghiên cứu của Swammerdam đã được Nicolas Malebranche nhắc đến vào năm 1688.
2.3. Nghiên cứu về sự co cơ
Nghiên cứu của Swammerdam về cơ bắp được công bố trong Biblia naturae. Swammerdam đã đóng một vai trò quan trọng trong việc bác bỏ "thuyết bóng khí" (balloonist theory), một ý tưởng cho rằng "tinh khí chuyển động" chịu trách nhiệm cho các cơn co cơ. Ý tưởng này, được ủng hộ bởi bác sĩ Hy Lạp Galen, cho rằng các dây thần kinh rỗng và sự chuyển động của tinh khí qua chúng đã thúc đẩy chuyển động của cơ bắp. René Descartes đã phát triển ý tưởng này dựa trên một mô hình thủy lực, cho rằng tinh khí tương tự như chất lỏng hoặc khí và gọi chúng là "tinh khí động vật". Theo mô hình này, mà Descartes dùng để giải thích phản xạ, tinh khí sẽ chảy từ não thất, qua các dây thần kinh và đến các cơ để làm cho chúng hoạt động. Theo giả thuyết này, các cơ sẽ lớn hơn khi chúng co lại do tinh khí động vật chảy vào chúng.
Để kiểm tra ý tưởng này, Swammerdam đã đặt một cơ đùi ếch đã cắt rời vào một ống tiêm kín khí với một lượng nhỏ nước ở đầu. Bằng cách này, ông có thể xác định liệu có sự thay đổi thể tích của cơ khi nó co lại hay không bằng cách quan sát sự thay đổi mực nước. Khi Swammerdam làm cho cơ co lại bằng cách kích thích dây thần kinh, mực nước không tăng mà thậm chí giảm một lượng nhỏ; điều này cho thấy không có không khí hoặc chất lỏng nào chảy vào cơ. Ý tưởng rằng kích thích thần kinh dẫn đến chuyển động có ý nghĩa quan trọng đối với khoa học thần kinh bằng cách đưa ra ý tưởng rằng hành vi dựa trên các kích thích.
Nghiên cứu của Swammerdam đã được Nicolaus Steno, người từng thăm Swammerdam ở Amsterdam, nhắc đến trước khi nó được công bố. Nghiên cứu của Swammerdam đã hoàn thành sau khi Steno xuất bản ấn bản thứ hai của Elements of Myology vào năm 1669, được tham chiếu trong Biblia naturae. Một lá thư từ Steno gửi cho Marcello Malpighi vào năm 1675 cho thấy những phát hiện của Swammerdam về sự co cơ có thể đã gây ra cuộc khủng hoảng lương tâm của ông. Steno đã gửi cho Malpighi những bản vẽ mà Swammerdam đã thực hiện trong các thí nghiệm, nói rằng "khi ông ấy viết một chuyên luận về vấn đề này, ông ấy đã hủy bỏ nó và ông ấy chỉ giữ lại những hình vẽ này. Ông ấy đang tìm kiếm Chúa, nhưng chưa phải trong Giáo hội của Chúa."
2.4. Các khám phá giải phẫu và sinh lý khác
Ngoài những đóng góp về côn trùng và cơ bắp, Swammerdam còn có nhiều khám phá quan trọng khác trong lĩnh vực giải phẫu và sinh lý học. Ông là người đầu tiên quan sát và mô tả hồng cầu vào năm 1658 (một số nguồn cho rằng vào năm 1665, ông đã quan sát hồng cầu và giai đoạn phân chia hai tế bào của trứng ếch bằng kính hiển vi đơn giản của mình). Ông cũng là người phát hiện ra các van bạch huyết trong cơ thể con người, đôi khi được gọi là "van Swammerdam". Ngoài ra, ông còn thực hiện nghiên cứu giải phẫu chi tiết về tử cung nữ giới, một phần của công trình Miraculum naturae sive uteri muliebris fabrica được xuất bản năm 1672.
3. Các tác phẩm chính
Các tác phẩm của Jan Swammerdam, đặc biệt là công trình lớn nhất của ông, đã để lại dấu ấn sâu sắc trong lịch sử khoa học tự nhiên.
3.1. Bybel der natuure
Mặc dù cuộc khủng hoảng tôn giáo chỉ làm gián đoạn ngắn ngủi công trình nghiên cứu khoa học của Jan Swammerdam, nhưng cho đến khi qua đời sớm ở tuổi 43, ông vẫn miệt mài làm việc để hoàn thành tác phẩm chính của mình. Tác phẩm này vẫn chưa được xuất bản khi ông mất vào năm 1680. Mãi đến năm 1737, giáo sư Đại học Leiden Herman Boerhaave mới tập hợp và xuất bản nó dưới tên Bybel der natuureBibel đer NatuereDutch (Kinh thánh của Tự nhiên). Tác phẩm này cũng được dịch sang tiếng Anh bởi T. Floyd vào năm 1758 với tựa đề "The Book of Nature, or, The History of Insects".
Với niềm tin rằng tất cả côn trùng đều đáng để nghiên cứu, Swammerdam đã biên soạn một chuyên luận đồ sộ về càng nhiều loài côn trùng càng tốt, sử dụng kính hiển vi và kỹ thuật giải phẫu. Lấy cảm hứng từ Marcello Malpighi, trong De Bombyce (một phần của Bybel der natuureBibel đer NatuereDutch), Swammerdam đã mô tả chi tiết giải phẫu của tằm, phù du, kiến, bọ hung, mạt pho mát, ong và nhiều loài côn trùng khác. Các quan sát khoa học của ông thấm đẫm niềm tin vào Thiên Chúa, đấng tạo hóa toàn năng. Lời ca ngợi của Swammerdam về chí đã trở thành một tác phẩm kinh điển:
Tại đây tôi xin trình bày ngón tay toàn năng của Chúa trong giải phẫu một con chí: trong đó bạn sẽ tìm thấy kỳ tích chồng chất kỳ tích và thấy sự khôn ngoan của Chúa được biểu hiện rõ ràng trong một điểm rất nhỏ.
4. Di sản và Đánh giá
Jan Swammerdam để lại một di sản khoa học đồ sộ và có ảnh hưởng lâu dài, dù ông thường được nhớ đến không chỉ vì những khám phá mà còn vì những phương pháp nghiên cứu tiên phong của mình.
4.1. Ảnh hưởng đến khoa học
Tác phẩm Historia insectorum generalis của Swammerdam đã được biết đến rộng rãi và đón nhận nồng nhiệt ngay trước khi ông qua đời. Hai năm sau khi ông mất vào năm 1680, tác phẩm này được dịch sang tiếng Pháp và vào năm 1685 được dịch sang tiếng Latinh. John Ray, tác giả của cuốn Historia insectorum năm 1705, đã ca ngợi các phương pháp của Swammerdam là "tốt nhất trong tất cả".
Mặc dù công trình của Swammerdam về côn trùng và giải phẫu rất quan trọng, nhiều nhà sử học hiện đại vẫn nhớ đến ông nhiều vì các phương pháp và kỹ năng sử dụng kính hiển vi của ông hơn là các khám phá đơn thuần. Ông đã phát triển các kỹ thuật mới để kiểm tra, bảo quản và giải phẫu mẫu vật, bao gồm kỹ thuật tiêm sáp để giúp việc quan sát mạch máu dễ dàng hơn. Một phương pháp ông phát minh để chuẩn bị các cơ quan rỗng của con người sau này đã được sử dụng rộng rãi trong giải phẫu học. Ông đã trao đổi thư từ với các nhà khoa học đương thời trên khắp châu Âu, và những người bạn của ông như Gottfried Wilhelm Leibniz và Nicolas Malebranche đã sử dụng nghiên cứu hiển vi của ông để củng cố triết học tự nhiên và đạo đức của riêng họ. Swammerdam cũng được ghi nhận là người tiên phong cho thần học tự nhiên thế kỷ 18, nơi thiết kế vĩ đại của Chúa được phát hiện trong cơ chế của Hệ Mặt Trời, các mùa, bông tuyết và giải phẫu mắt người.
4.2. Ý nghĩa lịch sử và sự tiếp nhận
Cùng với cha mình, Jan Swammerdam đã sưu tầm được 6.000 vật thể trong 27 tủ ngăn kéo. Bộ sưu tập này cho thấy niềm đam mê và sự cống hiến của gia đình ông cho khoa học tự nhiên.
Một điểm đáng chú ý về Jan Swammerdam là không có bất kỳ bức chân dung xác thực nào của ông còn tồn tại cho đến ngày nay. Bức chân dung thường được biết đến, xuất hiện trong một số tài liệu, thực chất là một phần của bức tranh Bài học giải phẫu của Tiến sĩ Tulp của Rembrandt và đại diện cho bác sĩ hàng đầu Amsterdam là Hartman Hartmanzoon (1591-1659). Điều này làm cho việc hình dung về Swammerdam trở nên khó khăn hơn, nhưng không làm lu mờ đi di sản khoa học vĩ đại mà ông đã để lại.
