في تطور العلوم ، لعبت دورًا خاصًا بواسطة جهازين وسّعا بشكل كبير حدود المعرفة - المجهر والتلسكوب. إذا كان الشخص في العصور القديمة لا يستطيع أن يرى العالم إلا على نطاق مماثل لحجم جسده ، فإن المجهر تحدث عن وجود وخصائص مذهلة لأصغر جسيمات المادة والكائنات الحية الدقيقة ، وسمحت له باتخاذ الخطوة الأولى نحو عالم الكائنات الدقيقة. جعل التلسكوب من النجوم البعيدة أقرب ، مما أجبر البشرية على إدراك مكانها في الكون ، وفتح العالم الضخم لنظرتنا. ظهر المجهر والتلسكوب (بدقة أكبر ، التلسكوب) في وقت واحد تقريبًا ، في نهاية القرن السادس عشر ، لكن المجهر سرعان ما انتقل من النماذج البدائية الأولى إلى جهاز بصري كامل.
يرتبط اختراع هذه الأجهزة باسم الأستاذ الهولندي زكريا يانسن ، الذي اقترح في عام 1590 مخططًا للتلسكوب والمجهر. بعد ذلك ، تم تحسين كلا الجهازين بواسطة Galileo و Kepler. في عام 1665 ، اكتشف العالم الإنجليزي ر. هوك ، باستخدام مجهر ، التركيب الخلوي لجميع الحيوانات والنباتات ، وبعد عشر سنوات اكتشف العالم الطبيعي الهولندي أ. ليفنغوك الكائنات الحية الدقيقة.
بعد 200 عام ، طور الفيزيائي الألماني آبي ، الموظف والشريك في ك. زايس ، صاحب ورش العمل البصرية الشهيرة ، نظرية المجهر وخلق نسخته الحديثة ، التي تقتصر إمكانياتها ليس بسبب عيوب التصميم ، ولكن بسبب قوانين الفيزياء الأساسية. يمكن للعين البشرية أن تميز بالتفصيل حجم عُشر المليمتر. يمكن للمجهر الضوئي تكبيره ألف مرة. لن يكون تعقيد نظام العدسات أمرًا صعبًا لتحقيق تكبير أكبر ، لكن هذا لن يجعل الصورة أكثر وضوحًا. والحقيقة هي أن هذه المسألة تمتلك في وقت واحد كل من الخصائص الموجية والجسيمية. ينطبق هذا على الضوء ، ولا تسمح لك خصائصه الموجية برؤية كائنات ذات أبعاد أقل من أعشار ميكرون.
الحيود هو خاصية الأمواج - فهي تتدحرج حول العقبات التي يكون حجمها صغيرًا مقارنة بطول الموجة. على سبيل المثال ، لا تمنع القشة التي تخرج من الماء من تموجات التمدد ، بينما يعوقها حجر كبير. لتكون قادرًا على ملاحظة كائن ما ، يجب أن تؤخر أو تعكس موجات الضوء. يتم قياس الطول الموجي للضوء المرئي للعين البشرية بعشر ميكرون. هذا يعني أن الأجزاء الأصغر لن يكون لها أي تأثير تقريبًا على انتشار الضوء ، وبالتالي لن يساعد أي جهاز بصري في اكتشافها.
ومع ذلك ، فإن ثنائية الجسيمات الموجية لا تحد فقط من الزيادة في المجاهر التقليدية ، ولكنها تفتح أيضًا إمكانيات جديدة لدراسة المسألة. بفضل ذلك ، يمكنك الحصول على صورة ليس فقط بمساعدة ما اعتدنا على اعتباره موجات (الضوء المرئي ، والأشعة السينية) ، ولكن أيضًا بمساعدة ما نعتبره جزيئات (إلكترونات ونيوترونات). لذلك ، تم إنشاء المجاهر الآن ، والتي تظهر الأشياء ليس فقط في الضوء العادي ، في الأشعة فوق البنفسجية أو بالأشعة تحت الحمراء ، ولكن أيضًا في المجاهر الإلكترونية والإيونية ، التي يزيد التكبير بمقدار ألف مرة عن مثيلاتها في المجهر الضوئي. تم تطوير الأشعة السينية والمجاهر النيوترونية. ليست ميزة الأجهزة الجديدة زيادة أكبر فحسب ، بل هي أيضًا مجموعة متنوعة من المعلومات التي تقدمها. على سبيل المثال ، تتيح المجاهر بالأشعة تحت الحمراء دراسة البلورات والمعادن غير الشفافة ، والأشعة فوق البنفسجية التي لا غنى عنها في علوم الطب الشرعي والأبحاث البيولوجية ، وستكون أشعة إكس قادرة على التألق من خلال عينات كثيفة للغاية دون تدمير ، ويمكن للنيوترونات أن تميز الأجزاء التي تتكون من عناصر كيميائية مختلفة. يستمر تحسين المجهر ، وسيظل هذا الجهاز يخدم العلم.
