在被称为文艺复兴的历史时期，在“黑暗”的中世纪之后，出现了印刷术、火药和航海指南针的发明，随后是美洲的发现。同样引人注目的是光学显微镜的发明一种使人眼能够通过透镜或透镜组合观察微小物体放大图像的仪器。它使世界中世界的迷人细节可见。

玻璃镜片的发明

很久以前，在朦胧的未记载的过去，有人拿起一块中间比边缘厚的透明水晶，透过它看去，发现它让东西看起来更大。有人还发现，这样的晶体会聚焦太阳光线并点燃一张羊皮纸或布。公元一世纪罗马哲学家塞内卡和老普林尼的着作中提到了放大镜和“燃烧的眼镜”或“放大镜”，但显然直到13 世纪末眼镜发明之前，它们才被大量使用。世纪。它们被命名为透镜，因为它们的形状像扁豆的种子。

最早的简单显微镜只是一个管子，一端有一个用于放置物体的板，另一端是一个放大倍数小于十倍直径的镜头——实际尺寸的十倍。当用于观察跳蚤或微小的爬行物时，这些令人兴奋的普遍奇迹被称为“跳蚤眼镜”。

光学显微镜的诞生

大约在 1590 年，两位荷兰眼镜制造商 Zaharias Janssen 和他的儿子 Hans 在用管子中的几个镜片进行实验时发现，附近的物体看起来大大放大了。那是复合显微镜和望远镜的先驱。1609 年，现代物理学和天文学之父伽利略听说了这些早期的实验，研究了透镜的原理，并制造了一个带有聚焦装置的更好的仪器。

安东·范·列文虎克 (1632-1723)

显微镜之父安东·范·列文虎克荷兰人，最初是在一家干货店当学徒，在那里用放大镜计算布上的线数。他自学了研磨和抛光大曲率微小镜片的新方法，放大倍数可达 270 倍，这是当时最知名的。这些导致了他的显微镜的建造和他著名的生物学发现。他是第一个看到并描述细菌、酵母植物、一滴水中的丰富生命以及毛细血管中血球循环的人。在漫长的一生中，他用他的镜头对各种各样的生物和非生物进行了开创性的研究，并在一百多封信中向英国皇家学会和法国学院报告了他的发现。

罗伯特·胡克

英国显微镜之父罗伯特·胡克（Robert Hooke）证实了安东·范·列文虎克（Anton van Leeuwenhoek）对一滴水中存在微小生物体的发现。胡克复制了列文虎克的光学显微镜，然后改进了他的设计。

查尔斯·A·斯宾塞

后来，直到 19 世纪中叶才进行了重大改进。然后几个欧洲国家开始制造精细的光学设备，但没有比美国人 Charles A. Spencer 和他创立的行业制造的奇妙仪器更精细的了。现在的仪器虽然变化不大，但在普通光下可放大 1250 倍直径，在蓝光下可放大 5000 倍。

超越光学显微镜

光学显微镜，即使是具有完美镜头和完美照明的显微镜，也根本无法用于区分小于光波长一半的物体。白光的平均波长为 0.55 微米，其中一半为 0.275 微米。（一微米是千分之一毫米，大约有 25,000 微米到一英寸。微米也称为微米。）任何两条线的距离小于 0.275 微米将被视为一条线，任何带有小于 0.275 微米的直径将不可见，或者最多显示为模糊。为了在显微镜下看到微小的颗粒，科学家们必须完全绕过光线并使用一种不同类型的“照明”，一种波长更短的“照明”。

电子显微镜

1930 年代电子显微镜的推出填补了这一空白。1931 年由德国人 Max Knoll 和 Ernst Ruska 共同发明，Ernst Ruska 因其发明而获得了 1986 年诺贝尔物理学奖的一半。（诺贝尔奖的另一半由Heinrich Rohrer 和 Gerd Binnig 为STM分配。）

在这种显微镜中，电子在真空中被加速，直到它们的波长极短，只有白光的十万分之一。这些快速移动的电子束聚焦在细胞样品上，并被细胞的各个部分吸收或散射，从而在电子敏感的照相板上形成图像。

电子显微镜的力量

如果推到极限，电子显微镜可以观察到与原子直径一样小的物体。大多数用于研究生物材料的电子显微镜可以“看到”大约 10 埃的范围——这是一项了不起的壮举，因为虽然这不会使原子可见，但它确实让研究人员能够区分具有生物学重要性的单个分子。实际上，它最多可以将物体放大 100 万倍。，所有电子显微镜都有一个严重的缺点。由于没有活体标本可以在高真空下存活，它们无法显示活细胞特征的不断变化的运动。

光学显微镜与电子显微镜

Anton van Leeuwenhoek 使用手掌大小的仪器研究了单细胞生物的运动。van Leeuwenhoek 的光学显微镜的现代后代可以超过 6 英尺高，但它们仍然是细胞生物学家不可或缺的，因为与电子显微镜不同，光学显微镜使用户能够看到活动中的活细胞。自 van Leeuwenhoek 时代以来，光学显微镜专家面临的主要挑战是增强苍白细胞与其苍白环境之间的对比度，以便更容易地看到细胞结构和运动。为此，他们设计了巧妙的策略，包括摄像机、偏振光、数字化计算机和其他技术，这些技术正在产生巨大的改进，相反，推动了光学显微镜的复兴。