No desenvolvimento da ciência, um papel especial foi desempenhado por dois dispositivos que expandiram dramaticamente os limites do conhecimento - um microscópio e um telescópio. Se, nos tempos antigos, uma pessoa podia perceber o mundo apenas em uma escala comparável ao tamanho de seu próprio corpo, o microscópio falava sobre a existência e propriedades surpreendentes das menores partículas de matéria e minúsculos organismos vivos, e permitia que ele desse o primeiro passo no mundo micro. O telescópio aproximou estrelas distantes, forçando a humanidade a perceber seu lugar no Universo, abriu o megaworld ao nosso olhar. O microscópio e o telescópio (mais precisamente, o telescópio) apareceram quase simultaneamente, no final do século XVI, mas o microscópio rapidamente passou dos primeiros modelos primitivos para um dispositivo óptico completo.
A invenção desses dispositivos está associada ao nome do mestre holandês Zachariah Jansen, que propôs em 1590 um esquema para um telescópio e um microscópio. Então, a melhoria de ambos os dispositivos foi feita por Galileo e Kepler. Em 1665, o cientista inglês R. Hook, usando um microscópio, descobriu a estrutura celular de todos os animais e plantas e, dez anos depois, o cientista natural holandês A. Levenguk descobriu microorganismos.
Após 200 anos, o físico alemão Abbe, funcionário e parceiro de K. Zeiss, proprietário das famosas oficinas ópticas, desenvolveu a teoria do microscópio e criou sua versão moderna, cujas possibilidades são limitadas não por falhas de design, mas pelas leis fundamentais da física. O olho humano pode discernir um detalhe do tamanho de um décimo de milímetro. Um microscópio óptico pode ampliá-lo mil vezes. Complicar o sistema de lentes não seria difícil de obter um aumento maior, mas isso não tornaria a imagem mais clara. O fato é que a matéria possui simultaneamente propriedades ondulatórias e corpusculares. Isso se aplica à luz e suas propriedades de onda não permitem ver objetos cujas dimensões são menores que décimos de mícron.
A difração é característica das ondas - elas se dobram em torno de obstáculos cujo tamanho é pequeno em comparação com o comprimento de onda. Por exemplo, um canudo saindo da água não impede que as ondulações se espalhem, enquanto uma pedra grande o impede. Para poder perceber um objeto, ele deve atrasar ou refletir as ondas de luz. O comprimento de onda da luz visível ao olho humano é medido em décimos de um mícron. Isso significa que partes menores quase não terão efeito na propagação da luz e, portanto, nenhum dispositivo óptico ajudará a detectá-las.
No entanto, a dualidade onda-partícula não apenas limita o aumento dos microscópios convencionais, mas também abre novas possibilidades para o estudo da matéria. Graças a isso, você pode obter uma imagem não apenas com a ajuda do que estamos acostumados a considerar ondas (luz visível, raios-x), mas também com a ajuda do que consideramos serem partículas (elétrons, nêutrons). Portanto, agora foram criados microscópios, mostrando objetos não apenas à luz comum, em raios ultravioleta ou infravermelho, mas também microscópios de elétrons e íons, cuja ampliação é mil vezes maior que a dos ópticos. Microscópios de raios X e nêutrons são desenvolvidos. A vantagem de novos dispositivos não é apenas um aumento maior, mas também a variedade de informações que eles fornecem. Por exemplo, microscópios infravermelhos tornam possível o estudo de cristais e minerais opacos, os ultravioletas são indispensáveis na ciência forense e na pesquisa biológica, os de raios X seriam capazes de brilhar através de amostras muito espessas sem destruição, e os de nêutrons poderiam distinguir partes constituídas por diferentes elementos químicos. A melhoria do microscópio continua, e esse dispositivo ainda servirá à ciência.
