Nello sviluppo della scienza, un ruolo speciale è stato svolto da due dispositivi che hanno notevolmente ampliato i limiti della conoscenza: un microscopio e un telescopio. Se nei tempi antichi una persona poteva percepire il mondo solo su una scala paragonabile alle dimensioni del proprio corpo, allora il microscopio parlava dell'esistenza e delle incredibili proprietà delle più piccole particelle di materia e dei piccoli organismi viventi e gli permetteva di fare il primo passo nel micromondo. Il telescopio avvicinò le stelle lontane, costringendo l'umanità a realizzare il suo posto nell'Universo, aprendo il megaworld al nostro sguardo. Il microscopio e il telescopio (più precisamente, il telescopio) apparvero quasi contemporaneamente, alla fine del XVI secolo, ma il microscopio passò rapidamente dai primi modelli primitivi a un dispositivo ottico a tutti gli effetti.
L'invenzione di questi dispositivi è associata al nome del maestro olandese Zaccaria Jansen, che nel 1590 propose uno schema per un telescopio e un microscopio. Quindi, il miglioramento di entrambi i dispositivi è stato fatto da Galileo e Kepler. Nel 1665, lo scienziato inglese R. Hook, usando un microscopio, scoprì la struttura cellulare di tutti gli animali e le piante e, dieci anni dopo, lo scienziato naturale olandese A. Levenguk scoprì i microrganismi.
Dopo 200 anni, il fisico tedesco Abbe, un dipendente e partner di K. Zeiss, proprietario dei famosi laboratori ottici, sviluppò la teoria del microscopio e creò la sua versione moderna, le cui possibilità sono limitate non da difetti di progettazione, ma dalle leggi fondamentali della fisica. L'occhio umano può discernere un dettaglio delle dimensioni di un decimo di millimetro. Un microscopio ottico può ingrandirlo mille volte. Complicare il sistema di lenti non sarebbe difficile ottenere un ingrandimento maggiore, ma ciò non renderebbe l'immagine più chiara. Il fatto è che la materia possiede simultaneamente proprietà ondulatorie e corpuscolari. Questo vale per la luce e le sue proprietà d'onda non ti permettono di vedere oggetti le cui dimensioni sono inferiori ai decimi di micron.
La diffrazione è caratteristica delle onde: si piegano intorno agli ostacoli la cui dimensione è piccola rispetto alla lunghezza d'onda. Ad esempio, una cannuccia che fuoriesce dall'acqua non impedisce la propagazione delle increspature, mentre una grande pietra la trattiene. Per poter notare un oggetto, è necessario ritardare o riflettere le onde luminose. La lunghezza d'onda della luce visibile all'occhio umano è misurata in decimi di micron. Ciò significa che le parti più piccole non avranno quasi alcun effetto sulla propagazione della luce e quindi nessun dispositivo ottico aiuterà a rilevarle.
Tuttavia, la dualità onda-particella non solo limita l'aumento dei microscopi convenzionali, ma apre anche nuove possibilità per studiare la materia. Grazie a lui, è possibile ottenere un'immagine non solo con l'aiuto di ciò che siamo abituati a considerare le onde (luce visibile, raggi X), ma anche con l'aiuto di ciò che consideriamo particelle (elettroni, neutroni). Pertanto, ora vengono creati microscopi che mostrano oggetti non solo nella luce ordinaria, nei raggi ultravioletti o infrarossi, ma anche microscopi elettronici e ionici, il cui ingrandimento è mille volte maggiore di quello di quelli ottici. Vengono sviluppati microscopi a raggi X e neutroni. Il vantaggio dei nuovi dispositivi non è solo un aumento maggiore, ma anche la varietà di informazioni che forniscono. Ad esempio, i microscopi a infrarossi consentono di studiare cristalli e minerali opachi, quelli ultravioletti sono indispensabili nella scienza forense e nella ricerca biologica, quelli a raggi X sarebbero in grado di brillare attraverso campioni molto spessi senza distruzione e quelli di neutroni potrebbero distinguere parti costituite da diversi elementi chimici. Il miglioramento del microscopio continua e questo dispositivo continuerà a servire la scienza.
