显微镜是如何进化成现在的样子，对人类产生了怎样的影响？
要呵护眼睛，年轻朋友首先要做到。读书学习时，他们要把书和纸放在离眼睛25厘米的地方。这个距离叫做“表观距离”。老师和家长要求的“25厘米距离”是怎么来的？原来我们的眼睛可以分辨出距离眼睛25厘米远的0.1 mm (1000000 nm)的两个点。在这种情况下，对于眼睛来说，它们的视角约为1’，图像正好可以落在视网膜的两个感光细胞上。如果两点之间的距离小于0.1 mm，它们在视网膜上的图像将全部落在一个感光细胞上，我们的视觉只会感受到一个点。显然，通过努力放大这个视角，我们可以看到更小的东西。
光学显微镜的诞生显微镜的出现始于400年前。1590左右，配镜师詹森将两个凸透镜前后放置，发现物体的细节变得非常清晰。光学显微镜就是这样偶然发明的。但是，说到显微镜，荷兰人莱文·胡克要比詹森出名得多，莱文·胡克的贡献不仅在于做出了放大300倍的显微镜，还在于显微镜的实际应用。这使他成为显微镜发展史上的杰出人物。
在阅读了关于莱文·胡克的录音文字后，给我们留下最深刻印象的是他压倒一切的好奇心。他是一名销售亚麻制品的商人，但他以制造玻璃和金属制品为乐。
他在业余时间打磨眼镜和组装显微镜。做商人是为了谋生；做实验，那是他的游戏。莱文·胡克用自制的显微镜发现了一个微观世界，一个人们从未见过的世界。这让他异常兴奋。我们习惯了大自然的美丽，只有用显微镜才能发现微观的自然界也是很动人很美丽的！莱文霍克饶有兴趣地观察着许多事物的“细节”。唾液、尿液、树叶、牛粪等。都成了他的观察对象。他第一次用显微镜观察细菌，打破了人们几百年来的迷信猜测，开辟了征服传染病的新时代。
显微镜的历史就是不断提高分辨率的历史:让越来越小的样品细节在眼睛上形成1 '以上的视角。科学家逐渐认识到，光学显微镜的分辨率与照明辐射的波长成正比。照明辐射的波长越短，显微镜的分辨率越高。可见光的波长是400纳米到760纳米。现代光学显微镜的最大有效放大倍数可以达到2000倍，可以分辨200纳米的物体，看到最小的细菌。大多数病毒比细菌小得多，所以用光学显微镜观察不到。
随着电子显微镜的诞生，人们对光的认识不断加深。1864年，麦克斯韦将所有的电磁现象归结为一组数学方程组，推导出自然界中存在电磁波，并指出光只是一种波长很小的特殊电磁波。
1878年，人们认识到光学显微镜的分辨率在理论上是有限的。科学家知道，为了提高分辨率，必须用波长更短的“辐射”照射样品。1905年，26岁的爱因斯坦发表了题为《关于光的产生和转化的启发性观点》的论文，首次揭示了光子的波粒二象性。1921年，爱因斯坦因为这篇论文的成果获得了诺贝尔物理学奖。1923年夏天，32岁的德布罗意提出所有的物理粒子都有涨落；在1924中，他给出了物质波波长的计算公式。物理粒子的动量越大，它的波长就越短。德布罗意获得了1929诺贝尔物理学奖。
物理学中的这些革命性事件导致了显微镜科学和技术的革命。德国科学家鲁斯卡和诺尔认为，既然“所有的物理粒子都是波动的”，那么可以用电子束代替光作为显微镜的“光源”。电子和光子一样，也有波粒二象性，电子的波长比光短很多。用电子束照射样品，我们可以分辨出样品的更细微的细节。1932年，他们研制出第一台放大倍数为12000的电子显微镜，超过了光学显微镜。鲁斯卡今年才26岁。1939年，在鲁斯卡的主持下，西门子制造了世界上第一台实用的电子显微镜。现在电子显微镜的工作电压高达654.38+0万伏，有效放大倍数高达654.38+0万倍。电子显微镜完成了显微镜技术的一次革命，因此鲁斯卡获得了1986诺贝尔物理学奖的一半，另一半由开发扫描隧道显微镜的布恩尼格和罗勒分享。鲁斯卡获得诺贝尔物理学奖时已是80岁高龄，仅在他去世两年后。
电子显微镜的革命性特点是用电子束代替光学照明。电子被50 ~ 100 kV的电压加速后，波长为0.53 ~ 0.37 nm，大致等于光波长的L/1000。根据两个波长的关系，我们可以推测电子显微镜的分辨率会比光学显微镜高很多。现代电子显微镜可以分辨物体上相距0.2纳米的两点，是光学显微镜的1/1000。借助电子显微镜，人们可以观察金属的晶体结构，蛋白质分子、细胞和病毒的结构。电子显微镜的发明促进了生物学的研究。
扫描隧道显微镜的诞生电子显微镜观察的物体要放在真空中，脱水，用高速电子撞击。所以能放入电镜观察的样品是有限的，观察结果也受到影响。科技的发展需要基于新原理的显微镜；显微镜在理论上的突破，必须依靠基础科学的革命性进步。1958年，日本科学家江崎玲于奈在研究重掺杂PN结时发现了隧道效应，揭示了固体中电子隧道效应的物理原理。江崎玲于奈与吉亚维尔和约瑟夫森分享了1973年诺贝尔物理学奖。
1978，新型显微镜的灵感来源于一次谈话。一天，IBM苏黎世实验室的科学家Laurel向德国研究生Buennig介绍了他们实验室的表面物理研究计划。Buennig，31岁，建议可以用隧道效应来研究表面现象！罗尔对他的想法很感兴趣。然后，在1978的最后，rohrer邀请Buennig去苏黎世开发一种利用隧道效应的显微镜。Buennig和Laurel克服了许多困难，终于在1981年研制出了扫描隧道显微镜。是显微镜技术的又一次革命性进步，放大倍数达到千万倍。这种新型显微镜的革命性表现在于它通过隧道效应来研究材料的表面。因此，它不使用透镜，对样品没有破坏性，并且可以获得三维图像。
扫描隧道显微镜的研制成功展现了综合成果的和谐之美。不是Buennig和rohrer首先利用隧道效应研究表面现象，而是美国物理学家吉亚维尔。我们可以想象，观察样品表面的原子尺度，必然要求仪器具有极高的稳定性。吉亚维尔没能克服这个巨大的障碍。然而在三年的时间里，Buennig和Laurel在理论、实验技术和机械技术上实现了突破，解决了仪器的稳定性问题，取得了最后的成功。没有机械技术的突破，扫描隧道显微镜是不可能成功的。
扫描隧道显微镜的分辨率极高，水平方向达到0.2 nm，垂直方向达到0.001 nm，可以给出样品表面原子尺度的信息。我们知道，原子的典型线性度是0.3纳米。对于单原子成像，这个分辨率就足够了。扫描隧道显微镜的发明促进了生物科学、表面物理、半导体材料和工艺以及化学作用的研究。扫描隧道显微镜技术继续发展。例如，为了弥补扫描隧道显微镜只能对导体和半导体进行成像和处理的缺陷，研制出了可以对纳米尺度的绝缘体进行成像和处理的原子力显微镜。
20世纪30年代，还出现了用电子显示物体表面结构的显微镜，即场发射显微镜。1937年，缪勒发明了场发射显微镜，将发射体表面的图像直接投射到荧光屏上。因为是“直投”，这台显微镜的放大倍数大约等于荧光屏的半径除以发射体的半径，可以达到654.38+0万。场发射显微镜和场离子显微镜是迄今为止最强大的显微镜之一。场发射显微镜的分辨率可以达到2 nm。场离子显微镜的分辨率更高，可以达到0.2 nm。0.2 nm的分辨率意味着什么？也就是说，样品(针尖)表面上的单个原子可以显示在荧光屏上。在场离子显微镜中，样品的尖端受到强电场力的作用。所以场离子显微镜只用于研究金属材料，不能研究生物分子。
从光学显微镜、电子显微镜到扫描隧道显微镜，400多年来，显微镜学与现代科学齐头并进。显微镜伴随着伽利略、牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦一路走来。显微镜的发展史就是科学革命、技术创新和制造技术发展的历史。显微镜是人类科学、技术和工程活动的和谐产物。显微镜发展史就像科学史一样，是一面镜子，给了我们很多深刻的启示。
显微镜帮助我们看到物体的微观特征。有了显微镜，人类不仅可以研究微观结构，发现新的规律，还可以在更小的尺度上发现其他赏心悦目的美。显微镜既是真善美融合的产物，也是真善美融合的“见证者”。