I udviklingen af videnskab spillede en særlig rolle af to enheder, der dramatisk udvidede grænserne for viden - et mikroskop og et teleskop. Hvis en person i gamle tider kun kunne opfatte verden i en skala, der kan sammenlignes med størrelsen på sin egen krop, talte mikroskopet om eksistensen og de fantastiske egenskaber ved de mindste partikler af stof og små levende organismer og lod ham tage det første skridt ind i mikrobølgen. Teleskopet bragte fjerne stjerner nærmere og tvang menneskeheden til at realisere sin plads i universet og åbnede megaworlden for vores blik. Mikroskopet og teleskopet (mere præcist, teleskopet) optrådte næsten samtidigt i slutningen af det 16. århundrede, men mikroskopet gik hurtigt fra de første primitive modeller til en fuldt udstyret optisk enhed.
Opfindelsen af disse enheder er forbundet med navnet på den hollandske mester Zachariah Jansen, der i 1590 foreslog et skema til et teleskop og et mikroskop. Derefter blev forbedringen af begge enheder udført af Galileo og Kepler. I 1665 opdagede den engelske forsker R. Hook ved hjælp af et mikroskop den cellulære struktur af alle dyr og planter, og ti år senere opdagede den hollandske naturvidenskabsmand A. Levenguk mikroorganismer.
Efter 200 år udviklede den tyske fysiker Abbe, en medarbejder og partner til K. Zeiss, ejeren af de berømte optiske værksteder teorien om mikroskopet og skabte sin moderne version, hvis muligheder ikke er begrænset af designfejl, men af fysiske grundlæggende love. Det menneskelige øje kan skelne en detaljer på størrelse med en tiendedel af en millimeter. Et optisk mikroskop kan forstørre det tusind gange. At komplicere linsesystemet ville ikke være vanskeligt at opnå en større forstørrelse, men dette ville ikke gøre billedet klarere. Faktum er, at stof samtidig har både bølge- og korpuskulære egenskaber. Dette gælder for lys, og dens bølgeegenskaber tillader dig ikke at se objekter, hvis dimensioner er mindre end tiendedele af en mikron.
Diffraktion er karakteristisk for bølger - de bøjer sig rundt på forhindringer, hvis størrelse er lille sammenlignet med bølgelængden. For eksempel forhindrer et halm, der stikker ud af vandet, ikke krusninger i at sprede sig, mens en stor sten holder det tilbage. For at kunne bemærke et objekt, skal det forsinke eller reflektere lysbølger. Bølgelængden af lys, der er synligt for det menneskelige øje, måles i tiendedele af en mikron. Dette betyder, at mindre dele næsten ikke har nogen indflydelse på forplantningen af lys, og at ingen optisk enhed derfor vil hjælpe med at registrere dem.
Dog bølgepartikeldualitet begrænser ikke kun stigningen i konventionelle mikroskoper, men åbner også nye muligheder for at studere stof. Takket være det kan du få et billede ikke kun ved hjælp af det, vi er vant til at overveje bølger (synligt lys, røntgenstråler), men også ved hjælp af det, vi betragter som partikler (elektroner, neutroner). Derfor er der nu skabt mikroskoper, der viser objekter ikke kun i almindeligt lys, i ultraviolette eller infrarøde stråler, men også elektron- og ionmikroskoper, hvis forstørrelse er tusind gange større end for optiske. Der udvikles røntgen- og neutronmikroskoper. Fordelen ved nye enheder er ikke kun en større stigning, men også den mangfoldighed af information, de leverer. For eksempel gør infrarøde mikroskoper det muligt at studere uigennemsigtige krystaller og mineraler, ultraviolette sådanne er uundværlige i retsmedicinsk videnskab og biologisk forskning, røntgenstråler ville være i stand til at skinne gennem meget tykke prøver uden ødelæggelse, og neutroner kunne skelne detaljer bestående af forskellige kemiske elementer. Forbedringen af mikroskopet fortsætter, og denne enhed vil stadig tjene videnskaben.
