En el desenvolupament de la ciència, van tenir un paper especial dos dispositius que van ampliar dràsticament els límits del coneixement: un microscopi i un telescopi. Si en l’antiguitat una persona podia percebre el món només a una escala comparable a la mida del seu propi cos, aleshores el microscopi parlava de l’existència i propietats sorprenents de les partícules més petites de la matèria i dels petits éssers vius i li permetia fer el primer pas al micro-món. El telescopi va acostar les estrelles llunyanes, obligant la humanitat a adonar-se del seu lloc a l’Univers, va obrir el món a la nostra mirada. El microscopi i el telescopi (més precisament, el telescopi) van aparèixer gairebé simultàniament, a finals del segle XVI, però el microscopi va passar ràpidament dels primers models primitius a un dispositiu òptic de tota la velocitat.
La invenció d’aquests dispositius s’associa amb el nom del mestre holandès Zachariah Jansen, que va proposar el 1590 un esquema per a un telescopi i un microscopi. A continuació, la millora d’ambdós dispositius va ser feta per Galileu i Kepler. El 1665, el científic anglès R. Hook, utilitzant un microscopi, va descobrir l'estructura cel·lular de tots els animals i plantes, i deu anys després, el científic natural holandès A. Levenguk va descobrir microorganismes.
Després de 200 anys, el físic alemany Abbe, empleat i soci de K. Zeiss, propietari dels famosos tallers òptics, va desenvolupar la teoria del microscopi i va crear la seva versió moderna, les possibilitats de la qual es limiten no per defectes de disseny, sinó per les lleis fonamentals de la física. L’ull humà pot destriar un detall de la mida d’una dècima de mil·límetre. Un microscopi òptic pot magnificar-lo mil vegades. Complicar el sistema de lents no seria difícil aconseguir una ampliació més gran, però això no faria més clara la imatge. El fet és que la matèria té alhora propietats d'ona i corpusculars. Això s’aplica a la llum i les seves propietats d’ona no permeten veure objectes les dimensions dels quals siguin inferiors a les dècimes d’un micró.
La difracció és característica de les ones; es dobleguen al voltant dels obstacles la mida dels quals és petita en comparació amb la longitud d'ona. Per exemple, una palla que surt de l'aigua no impedeix que les ondulacions es propaguen, mentre que una pedra gran la reté. Per poder notar un objecte, ha de retardar o reflectir les ones de llum. La longitud d’ona de la llum visible per a l’ull humà es mesura en dècimes de micra. Això significa que les parts més petites gairebé no tindran cap efecte sobre la propagació de la llum i, per tant, cap dispositiu òptic ajudarà a detectar-les.
No obstant això, la dualitat ona-partícula no només limita l'augment dels microscopis convencionals, sinó que també obre noves possibilitats per estudiar la matèria. Gràcies a ella, podeu obtenir una imatge no només amb l’ajut del que estem acostumats a considerar ones (llum visible, raigs X), sinó també amb l’ajut d’allò que considerem partícules (electrons, neutrons). Per tant, ara s’han creat microscopis que mostren objectes no només en llum ordinària, en raigs ultraviolats o infrarojos, sinó també microscopis d’electrons i ions, la magnificació dels quals és mil vegades superior a la dels òptics. Es desenvolupen microscopis de raigs X i neutrons. L’avantatge dels nous dispositius no és només un augment més gran, sinó també la varietat d’informació que proporcionen. Per exemple, els microscopis d’infrarojos permeten estudiar cristalls i minerals opacs, els ultraviolats són imprescindibles en la ciència forense i la investigació biològica, els rajos X podrien brillar a través de mostres molt gruixudes sense destrucció i els neutrons podrien distingir parts constituïdes per diferents elements químics. La millora del microscopi continua, i aquest dispositiu encara servirà per a la ciència.
