它也是阿基米德用來燒毀古羅馬戰(zhàn)船、伽利略用來觀察月球隕石坑的一塊透明玻璃。 一位荷蘭眼鏡商和他的兒子用它來觀看跳蚤戰(zhàn)斗，因此最初的顯微鏡也被稱為“跳蚤瞄準(zhǔn)鏡”。 這個跳蚤顯微鏡是單一顯微鏡的原型。 直到17世紀(jì)，荷蘭人安東尼·馮·列文虎克的出現(xiàn)才徹底改變了顯微鏡的命運(yùn)。 列文虎克是一位年輕雜貨商的學(xué)徒，他是一個對新奇事物充滿好奇的人。 他自學(xué)了研磨顯微鏡的技術(shù)。 1665年，他終于制成了他的第一臺顯微鏡。 雖然很簡陋，但列文虎克研制的顯微鏡可以放大270倍，這超過了當(dāng)時世界上所有的顯微鏡。 他開始用顯微鏡觀察周圍的一切。 通過顯微鏡，他看到清澈的水中隱藏著成群的“小動物”，有數(shù)百萬個像蝌蚪一樣的精子，還有比荷蘭人口還多的口腔細(xì)菌。 等等，他的一系列重大發(fā)現(xiàn)終于讓人們了解了“微生物”。
1665年，英國學(xué)者R.胡克用他設(shè)計(jì)制作的顯微鏡（放大倍數(shù)40-140倍）觀察軟木薄片，并首次借用了拉丁文celar一詞（后在英文中使用cell，譯為“細(xì)胞”）。 ”（中文，繼續(xù)向下）來命名他觀察到的類似蜂窩的微小封閉室。 那時顯微鏡才真正成為科學(xué)研究的重要光學(xué)儀器。
19世紀(jì)末到20世紀(jì)末，光學(xué)顯微鏡迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種用途的顯微鏡。 光學(xué)顯微鏡的分類方法有多種。 按所用目鏡的數(shù)量可分為三目、雙目和單目顯微鏡； 按圖像是否具有三維感可分為立體視覺顯微鏡和非立體視覺顯微鏡； 按觀察對象可分為立體視覺顯微鏡和非立體視覺顯微鏡。 生物、金相顯微鏡等； 按光學(xué)原理可分為偏光顯微鏡、相差顯微鏡、微分干涉顯微鏡等； 按光源類型可分為普通光、熒光、紅外光和激光顯微鏡等； 按接收器類型可分為物鏡目視顯微鏡、照相顯微鏡和電視顯微鏡等。常用的顯微鏡??有雙目連續(xù)變倍體視顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、紫外熒光顯微鏡等。
現(xiàn)代科學(xué)研究中最常用的顯微鏡??將明場顯微鏡和熒光顯微鏡合二為一。 簡而言之，前者利用全彩白光照射被觀察的細(xì)胞或組織，以看到其本來的顏色并區(qū)分其邊界。 和起伏； 后者利用單色光照射觀察物體內(nèi)部或表面的熒光蛋白，然后觀察熒光蛋白在細(xì)胞內(nèi)的哪些位置發(fā)光。 結(jié)果，一個看起來像是他在黑暗的房間里拿著手電筒尋找霓虹燈管，另一個看起來像是他打開了霓虹燈，在黑暗中看著它。
光學(xué)顯微鏡的發(fā)明，使人們的目光一下子從“一堵墻”聚焦到墻上的“磚頭”； 但由于光不能加速，所以不可能打破磚塊并看到它們的內(nèi)部。 隨著時間的推移，天文學(xué)家看到的天體越來越多，但只是遙不可及； 對于生物學(xué)家來說，細(xì)胞非常接近，但從某種意義上來說，它們就像星系一樣遙遠(yuǎn)。 放大倍數(shù)也達(dá)到了理論極限，因?yàn)闊o論鏡頭曲率如何精確，鏡頭組合如何完美，顯微鏡分辨率最多只能達(dá)到光波長的一半——自然光的平均波長為0.55mm ，所以分辨率可以達(dá)到0.275mm，最好的光學(xué)顯微鏡可以將物體放大2000倍，相當(dāng)于細(xì)菌的量級。 想要繼續(xù)顯得小，就必須有質(zhì)的飛躍。
質(zhì)的飛躍發(fā)生在1924年，32歲的德布羅意證明了電子也像光子一樣具有波狀。 令人驚訝的是，它們的波長本身比光子的波長短。 這位未來的法國公爵和德國親王早年畢業(yè)于歷史系，但在對科學(xué)產(chǎn)生興趣后不久就加入了第一次世界大戰(zhàn)。 不知道戰(zhàn)爭期間在巴黎埃菲爾鐵塔上與無線電發(fā)射機(jī)度過的無數(shù)個夜晚是否激發(fā)了德布羅意“波浪”的奇思妙想。 上述研究對顯微鏡發(fā)展最顯著的貢獻(xiàn)在于，它為解釋為什么電子可以像光子一樣作為顯微鏡的“光源”提供了理論基礎(chǔ)； 利用德布羅意公式可以計(jì)算出偏光顯微鏡的基本原理，電子的速度可以通過電場加上一個特殊的值。 如此之大以至于波長縮小到光子的 1/。 如果使用電子作為“光源”，顯微鏡的分辨率可以大幅提高，可以看到更精細(xì)的物體。
1931年，一束光電子在一米多高的巨型金屬柱中加速，然后集中在一些小網(wǎng)格樣本上，將小網(wǎng)格放大了14.4倍。 這個實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品被定義為“世界上第一臺電子顯微鏡”（電子顯微鏡）。 雖然它的放大能力與手持放大鏡相似，但它標(biāo)志著人類第一次用電代替光來“照亮”物體的圖像。 實(shí)施這一項(xiàng)目的德國科學(xué)家盧斯卡在55年后獲得了諾貝爾獎。 電子顯微鏡誕生后，電子不斷加速，波長越來越短，能照亮的細(xì)節(jié)也越來越精細(xì)——10年內(nèi)，電子顯微鏡的理論分辨率達(dá)到了10納米（當(dāng)然當(dāng)時實(shí)際上還沒有意識到），是細(xì)胞膜的厚度。
如今，通用電子顯微鏡的分辨率已達(dá)到1納米，可以將物體放大200萬倍。 細(xì)胞、細(xì)胞內(nèi)的膜、膜上的分子世界突然變得清晰起來； 如果電子瘋狂加速，借助軟件，小于1埃（=0.1納米）的原子也能清晰分辨； 全世界共有10,000臺電子顯微鏡。 想到它發(fā)明之初人們的預(yù)言——“只要10個就夠了”——我不禁感嘆。 在科學(xué)領(lǐng)域，做出預(yù)測確實(shí)需要吹牛的勇氣。
然而，電子顯微鏡看不到活細(xì)胞。 這是它的致命弱點(diǎn)。 自從“細(xì)胞學(xué)之父”60年前首次描述細(xì)胞以來，它就一直受到批評。 人們有理由懷疑，無論電子顯微鏡有多大的美學(xué)意義，必要的“致命”步驟可能會改變細(xì)胞的真實(shí)世界。 現(xiàn)在，一些過去只能通過電子顯微鏡才能完成的任務(wù)可以被其他手段替代； 而電子顯微鏡本身配備的軟件也簡化了精確的樣品制備過程和上述那些精美的圖片結(jié)果。 有人說，電子顯微鏡科學(xué)家是世界上最相信“眼見為實(shí)”的人； 還有人說電子顯微鏡是一門“垂死的藝術(shù)”。
老山道士的故事被我們視為笑話，但在量子世界里，因?yàn)樗淼佬?yīng)，穿墻不再是難事，輕而易舉就能做到。 借助隧道效應(yīng)，人們發(fā)明了掃描隧道顯微鏡，不僅一一“看到”原子，而且實(shí)現(xiàn)了移動和控制原子的夢想。 1982年，掃描隧道顯微鏡的出現(xiàn)，將人類帶入了原子世界。 這是顯微鏡發(fā)展史上的一個偉大里程碑。 原子不再是一個虛無的概念，它真實(shí)存在、可追溯。
數(shù)百年來偏光顯微鏡的基本原理，顯微鏡讓人類將視野從宏觀領(lǐng)域延伸到神秘的微觀世界，那里或許還會存在另一個浩瀚的宇宙。
參考：顯微鏡簡史
