Bij de ontwikkeling van de wetenschap werd een speciale rol gespeeld door twee apparaten die de grenzen van kennis drastisch verruimden - een microscoop en een telescoop. Als een persoon in de oudheid de wereld alleen kon waarnemen op een schaal die vergelijkbaar is met de grootte van zijn eigen lichaam, dan sprak de microscoop over het bestaan en de verbazingwekkende eigenschappen van de kleinste deeltjes materie en kleine levende organismen, en stond hij de eerste stap in de microwereld toe. De telescoop bracht verre sterren dichterbij, dwong de mensheid zijn plaats in het heelal te realiseren en opende de megawereld voor onze blik. De microscoop en telescoop (meer precies, de telescoop) verschenen bijna gelijktijdig, aan het einde van de 16e eeuw, maar de microscoop ging snel van de eerste primitieve modellen naar een volwaardig optisch apparaat.
De uitvinding van deze apparaten wordt geassocieerd met de naam van de Nederlandse meester Zachariah Jansen, die in 1590 een schema voor een telescoop en een microscoop voorstelde. Vervolgens werd de verbetering van beide apparaten gedaan door Galileo en Kepler. In 1665 ontdekte de Engelse wetenschapper R. Hook met behulp van een microscoop de cellulaire structuur van alle dieren en planten, en tien jaar later ontdekte de Nederlandse natuurwetenschapper A. Levenguk micro-organismen.
Na 200 jaar ontwikkelde de Duitse natuurkundige Abbe, een werknemer en partner van K. Zeiss, de eigenaar van de beroemde optische workshops, de theorie van de microscoop en creëerde zijn moderne versie, waarvan de mogelijkheden niet worden beperkt door ontwerpfouten, maar door de fundamentele natuurwetten. Het menselijk oog kan een detail ter grootte van een tiende van een millimeter onderscheiden. Een optische microscoop kan hem duizend keer vergroten. Het compliceren van het lenssysteem zou niet moeilijk zijn om een grotere vergroting te bereiken, maar dit zou het beeld niet duidelijker maken. Het feit is dat materie tegelijkertijd zowel golf- als corpusculaire eigenschappen bezit. Dit is van toepassing op licht en dankzij de golvende eigenschappen kunt u geen objecten zien waarvan de afmetingen kleiner zijn dan tienden van een micron.
Diffractie is kenmerkend voor golven - ze buigen rond obstakels waarvan de grootte klein is in vergelijking met de golflengte. Een rietje dat uit het water steekt, voorkomt bijvoorbeeld niet dat rimpelingen zich verspreiden, terwijl een grote steen het tegenhoudt. Om een object te kunnen waarnemen, moet het lichtgolven vertragen of reflecteren. De golflengte van het licht zichtbaar voor het menselijk oog wordt gemeten in tienden van een micron. Dit betekent dat kleinere onderdelen bijna geen effect hebben op de voortplanting van licht, en daarom zal geen optisch apparaat helpen om ze te detecteren.
Dualiteit van golfdeeltjes beperkt echter niet alleen de toename van conventionele microscopen, maar biedt ook nieuwe mogelijkheden om materie te bestuderen. Dankzij hem is het mogelijk om een beeld te verkrijgen, niet alleen met behulp van wat we gewend zijn te beschouwen als golven (zichtbaar licht, röntgenstralen), maar ook met behulp van wat we deeltjes beschouwen (elektronen, neutronen). Daarom worden nu microscopen gemaakt die objecten niet alleen in gewoon licht, in ultraviolette of infraroodstralen, maar ook elektronen- en ionenmicroscopen laten zien, waarvan de vergroting duizend keer groter is dan die van optische. Röntgen- en neutronenmicroscopen zijn ontwikkeld. Het voordeel van nieuwe apparaten is niet alleen een grotere toename, maar ook de verscheidenheid aan informatie die ze bieden. Infraroodmicroscopen maken het bijvoorbeeld mogelijk om ondoorzichtige kristallen en mineralen te bestuderen, ultraviolette zijn onmisbaar in de forensische wetenschap en biologisch onderzoek, röntgenfoto's zouden door zeer dikke monsters kunnen schijnen zonder vernietiging, en neutronen kunnen details onderscheiden die uit verschillende chemische elementen bestaan. De verbetering van de microscoop gaat door, en dit apparaat zal nog steeds de wetenschap dienen.
