Pri rozvoji vedy zohrávali osobitnú úlohu dve zariadenia, ktoré dramaticky rozšírili hranice vedomostí - mikroskop a ďalekohľad. Ak človek mohol v dávnych dobách vnímať svet iba v mierke porovnateľnej s veľkosťou jeho vlastného tela, potom mikroskop hovoril o existencii a úžasných vlastnostiach najmenších častíc hmoty a malých živých organizmov a dovolil mu urobiť prvý krok do mikrosveta. Ďalekohľad priblížil vzdialené hviezdy, prinútil ľudstvo, aby si uvedomilo svoje miesto vo vesmíre, a náš pohľad otvoril megaworld. Mikroskop a ďalekohľad (presnejšie ďalekohľad) sa objavili takmer súčasne, na konci 16. storočia, ale mikroskop rýchlo prešiel od prvých primitívnych modelov k plnohodnotným optickým zariadeniam.
Vynález týchto zariadení je spojený s menom holandského majstra Zachariáša Jansena, ktorý v roku 1590 navrhol schému ďalekohľadu a mikroskopu. Potom vylepšenia oboch zariadení vykonali Galileo a Kepler. V roku 1665 anglický vedec R. Hook pomocou mikroskopu objavil bunkovú štruktúru všetkých zvierat a rastlín ao desať rokov neskôr holandský prírodný vedec A. Levenguk objavil mikroorganizmy.
Nemecký fyzik Abbe, zamestnanec a partner spoločnosti K. Zeiss, majiteľ slávnych optických dielní, po 200 rokoch rozvinul teóriu mikroskopu a vytvoril jeho modernú verziu, ktorej možnosti nie sú obmedzené konštrukčnými chybami, ale základnými fyzikálnymi zákonmi. Ľudské oko dokáže rozoznať detail o veľkosti desatiny milimetra. Optický mikroskop ho môže zväčšiť tisíckrát. Komplikovanie systému šošoviek by nebolo ťažké dosiahnuť väčšie zväčšenie, ale to by nezlepšilo jasnosť obrazu. Faktom je, že hmota má súčasne vlnové aj korpuskulárne vlastnosti. Vzťahuje sa to na svetlo a jeho vlastnosti vĺn neumožňujú vidieť objekty, ktorých rozmery sú menšie ako desatiny mikrónu.
Difrakcia je charakteristická pre vlny - ohýbajú sa okolo prekážok, ktorých veľkosť je v porovnaní s vlnovou dĺžkou malá. Napríklad slama vytekajúca z vody nezabráni šíreniu vlniek, zatiaľ čo veľký kameň ju drží späť. Aby si objekt mohol všimnúť, musí oneskoriť alebo odrážať svetelné vlny. Vlnová dĺžka svetla viditeľná ľudským okom sa meria v desatinách mikrónu. To znamená, že menšie časti nebudú mať takmer žiadny vplyv na šírenie svetla, a preto žiadne optické zariadenie pomôže ich zistiť.
Dualita vlnových častíc však nielen obmedzuje nárast konvenčných mikroskopov, ale otvára tiež nové možnosti na štúdium hmoty. Vďaka tomu môžete získať obraz nielen pomocou toho, čo sme zvyknutí brať do úvahy vlny (viditeľné svetlo, röntgenové lúče), ale aj pomocou toho, čo považujeme za častice (elektróny, neutróny). Preto sa teraz vytvorili mikroskopy, ktoré ukazujú objekty nielen v bežnom svetle, v ultrafialových alebo infračervených lúčoch, ale aj elektrónové a iónové mikroskopy, ktorých zväčšenie je tisíckrát väčšie ako optické. Vyvíjajú sa röntgenové a neutrónové mikroskopy. Výhodou nových zariadení je nielen väčšie zvýšenie, ale aj rozmanitosť informácií, ktoré poskytujú. Napríklad infračervené mikroskopy umožňujú študovať nepriehľadné kryštály a minerály, ultrafialové sú nevyhnutné vo forenznej vede a biologickom výskume, röntgenové žiarenie by bolo schopné žiariť veľmi silnými vzorkami bez deštrukcie a neutrónové mohli rozlíšiť detaily pozostávajúce z rôznych chemických prvkov. Vylepšovanie mikroskopu pokračuje a toto zariadenie bude stále slúžiť vede.
