В эпоху Левенгука производство линз в Голландии уже было широко распространено, и даже Бенедикт Спиноза зарабатывал на жизнь шлифовкой линз.
Самые ценные линзы применялись для изготовления телескопов, служивших в навигационных целях и имевших важное военное назначение. Кроме того, производились линзы для разглядывания мелких предметов, в частности для торговцев тканями вроде Левенгука. Сейчас такие линзы назвали бы просто увеличительными стеклами, но их можно было применять для проверки качества полотна и для обучения шитью.
Интерес к микроскопии невероятно возрос после публикации в 1665 г. чудесной книги под названием «Микрография». Ее автором был англичанин Роберт Гук, ассистент знаменитого ирландского химика и изобретателя Роберта Бойля. Гук был не только блестящим исследователем природы, но и талантливым художником, и его книга содержала великолепные иллюстрации, поэтому и привлекла широкую аудиторию, а не только тех, кого интересовала натурфилософия. В книге было описано множество самых обычных объектов, но под микроскопом Гука они становились фантастическими и необыкновенными.
Начиналось исследование с самых простых предметов, произведенных человеком. Например, там были такие вещи, которые вполне мог разглядывать продавец тканей. Там было описано игольное ушко и кусочек льняной ткани. Далее рассматривались более сложные объекты, например растения, как обыкновенные, вроде розмарина, так и экзотические, как привезенная из Восточной Индии лагунария («коровий зуд»). Наконец, Гук подошел к самому интересному и сложному – к описанию животных. Он разглядывал абсолютно все – от волос, шерсти и перьев до отдельных частей насекомых и других мелких организмов, например глаза мухи ильницы-пчеловидки или зубы улитки.
На одном из первых рисунков книги изображен микроскоп Гука, удивительно похожий на микроскопы, которые используются четыре столетия спустя: обращенная вниз смотровая труба с маленьким металлическим наконечником для глаза. Гук подробно описал процесс сборки микроскопа, включая методы выдувания и шлифовки стекол. Инструкции были настолько подробными, что заняли почти половину книги.
К моменту выхода «Микрографии» Левенгук уже обосновался в Делфте, женился и обзавелся удобным городским домом. Вскоре он смастерил свой микроскоп, напоминавший по конструкции микроскоп Гука. У этого микроскопа не было такой красивой смотровой трубки, но все же Левенгук обладал определенным эстетическим чувством и изготовил все детали микроскопа из серебра и меди. Что же касается линз, Левенгук ввел в конструкцию Гука некоторые усовершенствования. Как и все наиболее мощные микроскопы того времени, микроскоп Гука имел сложные линзы. Они составлялись так, чтобы каждая следующая увеличивала предыдущую. Напротив, в микроскопе Левенгука была всего одна линза, но такая, что с ее помощью удалось добиться в пять или шесть раз большего увеличения, чем позволял сделать микроскоп Гука.
Левенгук не раскрывал секрета изготовления линз. Он поклялся не выдавать свой рецепт и сдержал слово, даже когда его скрытность подрывала доверие к его достижениям. Современный комментатор, художник Дэвид Хокни, предположил, что Левенгук использовал специальный метод для повышения четкости изображения, изменяя подсветку или подложку для образца. Именно к такой хитрости прибегали многие знаменитые голландские художники того времени – великие мастера света и перспективы. Хокни также предположил, что Левенгуку помогала camera obscura – простая коробка, позволяющая с помощью системы зеркал проецировать очень четкое изображение с большим увеличением, примерно как проектор слайдов. Впоследствии именно это приспособление использовали братья Огюст и Луи Люмьер для создания первого кинопроектора.
Высокое качество изображения в микроскопе Левенгука в какой-то степени объяснялось тем, что в нем была лишь одна линза. Самая серьезная проблема сложных микроскопов, таких как микроскоп Гука, заключалась в том, что каждая дополнительная линза снижала четкость изображения – это явление называется хроматической аберрацией. А у микроскопа Левенгука, имевшего одну очень мощную линзу, такой проблемы не возникало.
По этой причине Левенгук смог увидеть то, чего до него не видел ни один человек. Сначала он стал рассматривать такие же простые предметы, как были описаны у Гука, но обнаружил невероятно мелкие детали на жале, челюстях и даже глазах пчелы, которые Гук разглядеть не сумел. Он сообщил о своих наблюдениях некоторым знакомым, включая Ренье де Граафа – натурфилософа, врача и одного из изобретателей иглы для подкожных инъекций, который познакомил Левенгука с известным лондонским натурфилософом Генри Ольденбургом. В последующие годы Левенгук завоевал репутацию лучшего в мире микроскописта, и Ольденбург был одним из тех, кто способствовал признанию Левенгука в научном мире.