În dezvoltarea științei, un rol special l-au jucat două dispozitive care au extins dramatic limitele cunoașterii - un microscop și un telescop. Dacă în cele mai vechi timpuri o persoană putea percepe lumea doar pe o scară comparabilă cu dimensiunea propriului său corp, atunci microscopul vorbea despre existența și proprietățile uimitoare ale celor mai mici particule de materie și a organismelor vii minuscule și i-a permis să facă primul pas în microworld. Telescopul a adus stele îndepărtate mai aproape, forțând omenirea să își realizeze locul în Univers, a deschis lumea megaworldă spre privirea noastră. Microscopul și telescopul (mai precis, telescopul) au apărut aproape simultan, la sfârșitul secolului al XVI-lea, dar microscopul a trecut repede de la primele modele primitive la un dispozitiv optic pe deplin.
Invenția acestor dispozitive este asociată cu numele maestrului olandez Zachariah Jansen, care a propus în 1590 o schemă pentru un telescop și un microscop. Apoi, îmbunătățirea ambelor dispozitive a fost făcută de Galileo și Kepler. În 1665, savantul englez R. Hook, folosind un microscop, a descoperit structura celulară a tuturor animalelor și plantelor, iar zece ani mai târziu, savantul natural olandez A. Levenguk a descoperit microorganisme.
După 200 de ani, fizicianul german Abbe, angajat și partener al lui K. Zeiss, proprietarul faimoaselor ateliere de optică, a dezvoltat teoria microscopului și a creat versiunea sa modernă, ale cărei posibilități sunt limitate nu numai de defectele de proiectare, ci de legile fundamentale ale fizicii. Ochiul uman poate discerne un detaliu de dimensiunea unei zecimi de milimetru. Un microscop optic îl poate mări de o mie de ori. Complicarea sistemului de lentile nu ar fi dificil de obținut o mărire mai mare, dar acest lucru nu ar face imaginea mai clară. Cert este că materia posedă simultan atât proprietăți de undă cât și corpusculare. Aceasta se aplică luminii, iar proprietățile sale de undă nu vă permit să vedeți obiecte ale căror dimensiuni sunt mai mici de zecimi de micron.
Difracția este caracteristică valurilor - acestea se îndoaie în jurul obstacolelor a căror dimensiune este mică în comparație cu lungimea de undă. De exemplu, o paie care iese din apă nu împiedică răspândirea ondulărilor, în timp ce o piatră mare o ține înapoi. Pentru a putea observa un obiect, acesta trebuie să întârzie sau să reflecte undele de lumină. Lungimea de undă a luminii vizibile pentru ochiul uman este măsurată în zecimi de micron. Aceasta înseamnă că părțile mai mici nu vor avea aproape niciun efect asupra propagării luminii și, prin urmare, niciun dispozitiv optic nu va ajuta la detectarea acestora.
Cu toate acestea, dualitatea undă-particule nu numai că limitează creșterea microscopelor convenționale, ci deschide și noi posibilități pentru studierea materiei. Datorită acesteia, puteți obține o imagine nu numai cu ajutorul a ceea ce suntem obișnuiți să considerăm unde (lumină vizibilă, raze X), ci și cu ajutorul a ceea ce considerăm a fi particule (electroni, neutroni). Prin urmare, acum au fost create microscoape, prezentând obiecte nu numai în lumina obișnuită, în raze ultraviolete sau infraroșii, ci și microscopuri cu electroni și ioni, a căror mărire este de o mie de ori mai mare decât cea a celor optice. Microscoape cu raze X și neutroni sunt dezvoltate. Avantajul noilor dispozitive este nu numai o creștere mai mare, ci și varietatea de informații pe care le furnizează. De exemplu, microscopele cu infraroșu fac posibilă studierea cristalelor și mineralelor opace, cele ultraviolete sunt indispensabile în știința criminalistică și în cercetarea biologică, cele cu raze X ar putea să strălucească prin probe foarte groase fără distrugere, iar cele neutronice ar putea distinge detaliile constând din diferite elemente chimice. Îmbunătățirea microscopului continuă și acest dispozitiv va servi în continuare științei.
