望远镜与显微镜的历史发展比较

杨馨然

(西安建筑科技大学马克思主义学院 陕西 西安 710000)



望远镜与显微镜的历史发展比较

杨馨然

(西安建筑科技大学马克思主义学院 陕西 西安 710000)

人类赖以生存的世界是物质的，而物质世界是限的。对于从宇宙到粒子如此巨大空间跨度的物质结构的研究，要用各种不同的科学仪器，需要各式各样先进的望远镜和显微镜。400年前望远镜和显微镜两项伟大的发明，极大地深化了人类对于物质世界的认识，促进了科学的复兴和社会的发展。宇宙的魅力，宇宙探索的挑战性，宇宙蕴含的丰富科学问题，无疑为青年人展示自己的潜力，为人类提升创造力，提供了无与伦比的舞台。

望远镜；显微镜；宏观；微观

尽管地球是我们最为了解的星球，但从海洋到陆地，从地下到天空，还有太多未知的地方，需要用高性能的设备去深入探究。400年前望远镜和显微镜两大发明，极大地深化了人类对于物质世界的认识，推动了科学的复兴和社会的进步。

1 望远镜与显微镜的发现

1607年在荷兰的密特尔堡小镇上的一个眼镜店里，里佩尔海斯的孩子们因为好奇，偷偷地拿走了磨好的镜片去玩耍，突然发现两个镜片重叠在一起可以看清楚远处的事物。原来他们把老花镜放在前面，近视镜放在后面形成了放大的效果。就这样世界上第一架望远镜诞生了。

显微镜与望远镜一样都是由眼镜制造商发现的，利用凸透镜与凹透镜的结合，使人们发现距离我们更远和更小的事物。显微镜从最初的研制成功到今天经历了一个漫长的发展历程。

2 望远镜与显微镜的发展

2.1 望远镜的发展

西欧早在 13 世纪就出现磨制眼镜片的手工业。到了16 世纪前半期意大利的眼镜片制造业已很发达，但当时只流行远视眼镜，而近视眼镜尚无社会需要，所以在市场上凹透镜片起先是罕见的。直到 16 世纪晚期，矫正近视的凹镜片才开始在市场出现。到了 1604 年这种组合调整夹架和较高的凸凹镜片磨制技术才由意大利人传入荷兰一带。可见，只有这时的社会生产技术才提供发明望远镜的客观条件。

伽利略望远镜的出现,更新了一些士人的天文学知识,一定程度上改变了他们的宇宙观。1609年意大利科学家伽利略制成了倍率为3的世界上第一架天文望远镜，随后又制作了倍率为20的望远镜，并用以发现了月球表面的环形山。在此之后，不但建造了各种地面望远镜，还把望远镜送上太空，不断揭示宇宙深处的奥秘。

伽利略创造了高倍率简单望远镜的设计制造方法，为早期天文望远镜的迅速发展作出了突出贡献。他是天文望远镜的发明人和第一个用望远镜观天取得巨大成果的人。3

2.2 显微镜的发展

1665年,英国学者罗伯特·胡克用自己设计制造的显微镜观察了软木的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并为这些蜂巢状的小室起名。其实,他所观察到的只是纤维质的细胞壁,并非完整的活细胞。

此后不久,同样是在1665年,荷兰的业余科学家列文·虎克也制造出了一架显微镜。这架显微镜的放大能力已经超过了当时世界上已有的任何显微镜。因为使用了显微镜,列文·虎克观察到了许多动、植物的活细胞与原生动物,并于1674年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构,又于1680年发现了酵母菌。

1931年,两位德国科学家为了提高显微镜的分辨率,尝试用电子束代替可见光,用电磁透镜代替玻璃透镜,设计出了世界上第一台电子显微镜。虽然当时这台电镜的放大倍数只有12倍,却揭开了人类用电镜探索微观世界的新篇章。

我国在1965年试制成功了20万倍电子显微镜,后来又研制成功了80万倍电子显微镜,它具有分辨率高放大倍率范围宽,操作方便,使用范围广的特点,并配有自动照相装置。

几十年来,人类应用不断更新的电子显微镜,不但揭示了细胞内部各种细胞器的精细结构,还相继发现了病毒、类病毒、噬菌体和各种生物大分子等,并获取了“原子核和电子云”的原子像。因此,继光学显微镜之后,电子显微镜的发明被称为人类探索微观世界的第二次飞跃。4

3 望远镜与显微镜给中国带来科技进步

人类赖以生存的世界是物质的，而物质世界是限的。对于从宇宙到粒子如此巨大空间跨度的物质结构的研究，要用各种不同的科学仪器，需要各式各样先进的望远镜和显微镜。400年前望远镜和显微镜两项伟大的发明，极大地深化了人类对于物质世界的认识，促进了科学的复兴和社会的发展。

认知宇宙一直是人类的梦想，人类一直试图对浩森的宇宙做出合理的解释。中国古人提出过盖天说和浑天说，中国汉代学者张衡曾经提出“宇之表无极，宙之端无穷”的无限宇宙概念。古希腊哲学家柏拉图认为宇宙中的物体呈现出最完美的圆形运动，宇宙由各个星层组成，存在着一个宇宙的中心。古希腊的天文学家托勒密提出了地心说，认为地球是宇宙的中心。哥白尼提出了日心说。牛顿提出了机械的宇宙观，认为在第一推动力的作用下，宇宙按照机械运动的规律运行着。近代科学认为，任何一种宇宙学说或者模型，都必须经过观测或实验的检验，才能成为被普遍接受的科学理论。可以说望远镜的发现推动了历史的进程，开拓了人们的眼界，让人们对大自然的有了更深的了解。

许多年来，人们一直致力于提高显微镜的分辨能力和成像衬度。随着计算机技术和工具的不断进步，光学设计的理论和方法也在不断改进，学科的交叉和联系越来越紧密，使得显微镜与激光、计算机、新材料技术、信息技术相结合，显微成像技术大大提高。近年来随着近场穿透式电子显微镜、扫描式电子显微镜以及激光共焦显微镜的发展和广泛应用，为人类获得新型材料以及促进现代医学的发展创造了条件，应用广泛的纳米材料就是在电子显微镜的基础上发展起来的，它为21世纪科学技术的发展奠定了基础，在材料、生物、医学等领域得到广泛的应用。因此显微镜的研究具有重要的意义。

显微镜把一个全新的世界展现在人类眼前，人们第一次看到了数以百计“新”的微小动物和植物，以及从人体组织到植物纤维等各种致密物体的内部构造。显微镜的发明大大扩展了人类的视野，也使生物学进人了细胞时代。

[1] 程景全.天文望远镜原理和设计.北京:中国科学出版社,2003

[2] 张双南.我国空间天文发展的现状和展望.中国科学：物理学,力学,天文学，2012

[3] 解启荣.伽利略与望远镜.[J]2014

[4] 陈琳.显微镜的历史.[J]2000

[5] 陆琰.解开宇宙之谜的十个里程碑.中国国家天文，2009.

杨馨然，女，汉族，陕西西安人，在读硕士研究生，西安建筑科技大学马克思主义学院，研究方向：建筑哲学。

TH742.9

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1672-5832(2017)07-0278-01