显微镜是科学的标志性工具，自从其400年前的发展以来，它们已被证明对许多关键的生物学发现至关重要。这些光学增强剂在很大程度上依赖于镜头技术的进步，尽管它们的历史很复杂，但它们共同改变了我们看到世界的方式。
第一个显微镜
和望远镜，目前尚不清楚谁首先发明了显微镜，但是荷兰奇观制造商Zacharias Janssen和他的父亲汉斯被认为是在16岁结束时制作最早复合显微镜的个人Th世纪。这詹森的发明涉及使用两个镜头（一次在顶部，一个在底部），该镜头会在一根镜头中放大物体时会放大对象。放大倍数相对较低，仅在3倍至9倍之间（这导致了图像质量相当差），但是发展对未来产生了巨大影响。特别是，通过管子连接的两个镜头的布置将是几个世纪以来的标准设计。
这些早期放大设备面临的最重大问题之一是，尽管它们可以通过它们通过它们观察到的物体的大小，但它们无法提高分辨率。再加上这一点，许多显微镜镜头产生了畸变和扭曲。这意味着他们产生的图像模糊不清。这仍然是一个持久的问题，许多研究人员拒绝一直使用它们到19Th世纪，因为他们无法相信自己所看到的。尽管如此，晶状体研磨技术的发展仍改善了整个显微镜Th世纪，导致200倍放大。
在1660年代后期，这些镜头的改进允许新发现。 1665年，英语多头罗伯特·胡克（Robert Hooke）出版了第一本关于显微镜的重要书籍，他的显微照片，其中包含大型，细致的标本插图。胡克（Hooke）选择了一些“有趣的”主题，以观察到，我们可能会认为这是一个非常粗暴的主题，直到我们在他的作品中看到它们。例如，他看着冷冻尿液的表面，灰色无人机，苔藓，木袋，蚂蚁的眼睛，以及著名的跳蚤。这些图像是显着的，并捕捉了人们看到通常太小的事物对我们的眼睛而言一定感觉到的奇迹。此外，胡克（Hooke）以机智和艺术的语言将图像栩栩如生，展现了它们的辉煌。
除了传达他观察到的很小的事物之美外，胡克还以创造“细胞”一词而闻名，我们今天仍然在生物科学中使用它来描述可以独自生活的最小单位，并且在所有生物体中都存在。但是，对于胡克（Hooke），他使用“细胞”来描述他在软木结构中看到的微小口袋，这使他想起了一个细胞修道院。
此后，在1676年，一位对科学感兴趣的荷兰布商，Antonie van Leeuwenhoek，通过设计自己的版本来改善显微镜，该版本依赖于单个高质量的镜头，其功能更像放大镜。这些手镜镜头（在他们的时间）上提供了200次放大倍率的令人难以置信的镜头，这使Leuwenhoek可以观察到各种标本，其中许多标本以前从未被观察到。这些包括动物和植物组织以及红细胞。值得注意的是，Leeuwenhoek也是第一个描述和随后研究的人细菌，这对微生物学和现代医学的未来领域具有巨大的影响。
此外，在1677年，Leeuwenhoek也是第一个观察精子在显微镜下的人，当他观察自己的射精并注意到其中的微小蠕动。正如他所说的那样，这些“动物”在这段时间之前是完全未知的，尽管当代审慎和他自己的勉强，但Leeuwenhoek与皇家社会分享了他们的发现，导致了对领域的首次调查精子生物学。
Leeuwenhoek对精子的微观观察。
看到是相信的
尽管有这些令人兴奋的发现，但对显微镜的信心仍然有争议近200年。如上所述，这里的问题是这些早期的例子经常变得模糊和扭曲，这使一些研究人员不愿信任它们。然而，这种情况发生了变化，在1830年，葡萄酒商人，微观师，著名的反司法先驱（也称为约瑟夫·李斯特）的父亲约瑟夫·杰克逊·李斯特（Joseph Jackson Lister）克服了畸变与仪器制造商William Tulley合作，困扰着显微镜。
含义是巨大的。现在，科学界拥有一种优越的设备，可提供对隐藏世界的清晰景色。尽管将这一发展与随后的科学突破之间联系在一起并不容易，但它标志着一个世纪的发现的开始，科学家越来越多地依靠实验室和现场依靠这些工具。
在1830年代，显微镜可以对细胞进行深入研究和医学和生物学研究中细胞理论的发展。对微观图像的信心增加意味着科学家能够更详细地探索和描述身体的各个方面。特别是在1838年至1839年之间Matthias Schleiden和Theodor Schwann两位德国科学家提出，细胞是制造动植物的基本单位。施旺（Schwann）提出，对细胞行为的理解将改变我们对健康和疾病中身体的理解方式。
他的理论是由有影响力的病理学家鲁道夫·维尔琴（Rudolf Virchow）提出的，他倡导显微镜作为科学工具包中的重要仪器。 Virchow进展通过指出所有细胞都会从现有细胞中发展出来，并表明当细胞出错时，它们可以产生患病的组织。
显微镜和公共卫生
显微镜在当代公共卫生的更广泛背景下也起着至关重要的作用，尽管速度交错。在1840年代后期和1850年代，霍乱流行病已经在英国和欧洲许多其他地区洗涤过，随着它的蔓延而杀死了数千人。当时，几位医生对公共供水进行了微观分析，以查看发生了什么事。一些人发现了一种独特的生物，他们认为可能是该疾病的原因，而另一些则没有。例如，布里斯托尔（Bristol引起霍乱的生物在1849年，但没有其他人的支持 - 他们实际上可能发现了一种真菌。
然后，在1850年，英国医师亚瑟·希尔·哈萨尔（Arthur Hill Hassall）出版了他的巧妙的标题书提供给伦敦居民和郊区居民的水的微观检查，这证明了伦敦水的不干净。尽管哈萨尔（Hassall）的工作在当时进行了很多讨论，并影响了1852年的大都市水法，但真正的变化花了几十年才能体现出来。 1884年，著名的德国微生物学家罗伯特·科赫（Robert Koch）宣布发现了负责霍乱的因果生物，但即使到那时，公共改革背后的最重要的驱动力本质上是政治性的，而不是科学的。
伦敦水的微观检查。
然而，识别负责疾病的因果因素的能力改变了我们对疾病的理解，以及最终如何治疗和预防疾病的理解。
20世纪及以后的显微镜
到20Th世纪，显微镜技术和数学的进步导致了观看微观世界的重大变化。特别是，科学家意识到，如果他们想增强现代仪器的分辨率，他们将需要与传统显微镜中使用的类型不同的光源。
这个故事的重要一步是在1931年，它是第一个传输电子显微镜（TEM）的发明，该发明是由Ernst Ruska和Max Knoll设计和建造的。这些显微镜依赖于电子而不是光，并在观察到的样品之前，将电子通过冷凝器透镜发送到它们，接近所谓的客观镜头。 TEMS能够放大与原子直径一样小的物体。
然后，在1939年至1942年之间的几年中，Ruska开发了第一个扫描电子显微镜（SEM），该扫描电子显微镜（SEM）通过检测出反射样品的电子（而不是通过TEM）来创建图像。
两种不同的乐器有自己的优势。 TEMS可用于检查样品的内部结构，例如晶体结构，形态和应力状态信息，而SEMS则提供了对象表面和组成的详细信息。
在接下来的几十年中，可视化技术的其他进步导致了其他乐器的引入，例如第一个乐器计算机轴向断层扫描（猫）扫描仪和共聚焦激光扫描显微镜。这些设备越来越多地使我们能够在微观标本中看到更多细节，但是它们依赖于光学显微镜中使用的传统镜头。
但是，在1990年代中期，哥廷根的马克斯·普朗克多学科科学研究所和德国海德尔伯格的马克斯·普朗克医学研究所的董事Stefan Hell发明了超分辨率显微镜。这种新的光学显微镜捕获了分辨率明显高于任何人认为的图像。 2014年，Hell，Eric Betzig和We Moerner因开发超分辨率荧光显微镜而获得诺贝尔化学奖，这将光学显微镜带入了纳米映射（以小于十亿分之一的尺度）。
这些发展为我们在分子层面上对生物学功能的理解打开了令人难以置信的可能性，如果没有悠久的镜头历史继续使看不见的可见度。
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