I vetenskapens utveckling spelades en särskild roll av två enheter som dramatiskt utökade kunskapsgränserna - ett mikroskop och ett teleskop. Om en person i forntida kunde uppfatta världen endast i en skala som kan jämföras med storleken på sin egen kropp, talade mikroskopet om existensen och de fantastiska egenskaperna hos de minsta partiklarna av materia och små levande organismer och tillät honom att ta det första steget in i mikrovålden. Teleskopet förde avlägsna stjärnor närmare och tvingade mänskligheten att förverkliga sin plats i universum, och öppnade megaworlden för vår blick. Mikroskopet och teleskopet (närmare bestämt teleskopet) dök upp nästan samtidigt, i slutet av 1500-talet, men mikroskopet gick snabbt från de första primitiva modellerna till en fullfjädrad optisk enhet.
Uppfinningen av dessa enheter är förknippad med namnet på den holländska mästaren Zachariah Jansen, som föreslog 1590 ett schema för ett teleskop och ett mikroskop. Sedan gjordes förbättringen av båda enheterna av Galileo och Kepler. År 1665 upptäckte den engelska forskaren R. Hook med hjälp av ett mikroskop cellstrukturen hos alla djur och växter, och tio år senare upptäckte den nederländska naturforskaren A. Levenguk mikroorganismer.
Efter 200 år utvecklade den tyska fysikern Abbe, anställd och partner till K. Zeiss, ägaren till de berömda optiska verkstäderna teorin om mikroskopet och skapade sin moderna version, vars möjligheter inte begränsas av designfel, utan genom fysiska grundläggande lagar. Det mänskliga ögat kan urskilja en detalj på storleken på en tiondel av en millimeter. Ett optiskt mikroskop kan förstora det tusen gånger. Att komplicera linssystemet skulle inte vara svårt att uppnå en större förstoring, men detta skulle inte göra bilden tydligare. Faktum är att materien samtidigt har både våg- och corpuskulära egenskaper. Detta gäller ljus, och dess vågegenskaper tillåter dig inte att se föremål vars dimensioner är mindre än tiondelar av en mikron.
Diffraktion är karakteristisk för vågor - de böjer sig runt hinder vars storlek är liten jämfört med våglängden. Ett halm som sticker ut ur vattnet förhindrar till exempel inte krusningar sprider sig, medan en stor sten håller tillbaka det. För att kunna märka ett objekt måste det försena eller reflektera ljusvågor. Ljusvåglängden synlig för det mänskliga ögat mäts i tiondelar av en mikron. Detta betyder att mindre delar nästan inte kommer att ha någon effekt på utbredningen av ljus, och därför kommer ingen optisk enhet att hjälpa till att upptäcka dem.
Dock begränsar vågpartikeldualiteten inte bara ökningen av konventionella mikroskop, utan öppnar också upp nya möjligheter för att studera materia. Tack vare honom är det möjligt att få en bild, inte bara med hjälp av vad vi är vana vid att betrakta vågor (synligt ljus, röntgenstrålar), utan också med hjälp av vad vi betraktar partiklar (elektroner, neutroner). Därför skapas nu mikroskop som visar föremål inte bara i vanligt ljus, i ultravioletta eller infraröda strålar, utan också elektron- och jonmikroskop, vars förstoring är tusen gånger större än för optiska. Röntgen- och neutronmikroskop utvecklas. Fördelen med nya enheter är inte bara en större ökning utan också den mängd information som de ger. Till exempel gör infraröda mikroskop det möjligt att studera ogenomskinliga kristaller och mineraler, ultravioletta sådana är oundgängliga inom rättsvetenskap och biologisk forskning, röntgenstrålar skulle kunna skina genom mycket tjocka prover utan förstörelse, och neutroner kan skilja på detaljer som består av olika kemiska element. Förbättringen av mikroskopet fortsätter och denna enhet kommer fortfarande att tjäna vetenskapen.