ในการพัฒนาวิทยาศาสตร์มีบทบาทพิเศษโดยอุปกรณ์สองชิ้นที่ขยายขอบเขตของความรู้อย่างมาก - กล้องจุลทรรศน์และกล้องโทรทรรศน์ หากในสมัยโบราณบุคคลสามารถมองเห็นโลกในระดับเดียวกับขนาดของร่างกายของเขาเองแล้วกล้องจุลทรรศน์พูดเกี่ยวกับการดำรงอยู่และคุณสมบัติที่น่าทึ่งของอนุภาคที่เล็กที่สุดของสสารและสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ และอนุญาตให้เขาก้าวเข้าสู่ microworld กล้องโทรทรรศน์นำดาวที่อยู่ห่างไกลเข้ามาใกล้เพื่อบังคับให้มนุษย์ตระหนักถึงสถานที่ในจักรวาลเปิดเมกาเวิร์ลด์เพื่อจ้องมองเรา กล้องจุลทรรศน์และกล้องโทรทรรศน์ (อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นกล้องโทรทรรศน์) ปรากฏเกือบพร้อมกันในตอนท้ายของศตวรรษที่ 16 แต่กล้องจุลทรรศน์ไปอย่างรวดเร็วจากรุ่นดั้งเดิมแรกไปยังอุปกรณ์แสงที่เต็มเปี่ยม
การประดิษฐ์อุปกรณ์เหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับชื่อของนายซาคาริยาห์แจนเซ่นชาวดัตช์ผู้ซึ่งเสนอในปี ค.ศ. 1590 แผนการสำหรับกล้องโทรทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์ จากนั้นการปรับปรุงอุปกรณ์ทั้งสองก็ทำโดยกาลิเลโอและเคปเลอร์ ในปี ค.ศ. 1665 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ R. Hook ใช้กล้องจุลทรรศน์ค้นพบโครงสร้างเซลล์ของสัตว์และพืชทั้งหมดและอีกสิบปีต่อมานักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติชาวดัตช์ A. Levenguk ค้นพบเชื้อจุลินทรีย์
หลังจาก 200 ปีนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Abbe ซึ่งเป็นพนักงานและหุ้นส่วนของ K. Zeiss ซึ่งเป็นเจ้าของการประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับสายตาที่มีชื่อเสียงได้พัฒนาทฤษฎีของกล้องจุลทรรศน์และสร้างรุ่นที่ทันสมัยความเป็นไปได้ที่จะถูก จำกัด โดยข้อบกพร่องด้านการออกแบบ ดวงตามนุษย์สามารถมองเห็นรายละเอียดขนาดของหนึ่งในสิบของมิลลิเมตร กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสามารถขยายได้หลายพันเท่า การทำให้ระบบเลนส์มีความซับซ้อนนั้นคงไม่ใช่เรื่องยากที่จะขยายให้ใหญ่ขึ้น แต่สิ่งนี้จะไม่ทำให้ภาพชัดเจนขึ้น ความจริงก็คือว่าสสารนั้นมีทั้งคุณสมบัติคลื่นและคุณสมบัติทางกายภาพ สิ่งนี้ใช้กับแสงและคุณสมบัติของคลื่นไม่อนุญาตให้คุณเห็นวัตถุที่มีขนาดน้อยกว่าสิบในไมครอน
การเลี้ยวเบนเป็นลักษณะของคลื่น - พวกมันงอรอบสิ่งกีดขวางที่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความยาวคลื่น ตัวอย่างเช่นฟางที่ยื่นออกมาจากน้ำไม่ได้ป้องกันการกระเพื่อมของคลื่นในขณะที่ก้อนหินก้อนใหญ่ยื่นกลับมา เพื่อให้สามารถสังเกตเห็นวัตถุนั้นจะต้องล่าช้าหรือสะท้อนคลื่นแสง ความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์นั้นวัดเป็นหนึ่งในสิบของไมครอน ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนขนาดเล็กจะแทบไม่มีผลกระทบต่อการแพร่กระจายของแสงดังนั้นจึงไม่มีอุปกรณ์ออพติคอลที่จะช่วยตรวจจับพวกมัน
อย่างไรก็ตามความเป็นคู่ของคลื่นอนุภาคไม่เพียง แต่ จำกัด การเพิ่มขึ้นของกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา แต่ยังเปิดโอกาสใหม่สำหรับการศึกษาสสาร ต้องขอบคุณมันคุณสามารถรับภาพไม่เพียง แต่ด้วยความช่วยเหลือจากสิ่งที่เราคุ้นเคยกับการพิจารณาคลื่น (แสงที่มองเห็น, รังสีเอกซ์) แต่ยังด้วยความช่วยเหลือของสิ่งที่เราพิจารณาว่าเป็นอนุภาค (อิเล็กตรอนนิวตรอน) ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จึงถูกสร้างขึ้นโดยแสดงวัตถุไม่เพียง แต่ในแสงธรรมดาในรังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสีอินฟราเรด แต่ยังมีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและไอออนด้วยกำลังขยายที่มากกว่าหนึ่งเท่าของแสง พัฒนากล้องจุลทรรศน์เอ็กซเรย์และนิวตรอน ข้อดีของอุปกรณ์ใหม่ไม่เพียงเพิ่มขึ้นอย่างมาก แต่ยังรวมถึงความหลากหลายของข้อมูลที่ให้ ยกตัวอย่างเช่นกล้องจุลทรรศน์อินฟราเรดทำให้สามารถศึกษาผลึกและแร่ธาตุทึบแสงได้รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการวิจัยทางนิติวิทยาศาสตร์และชีววิทยาวัตถุรังสีเอกซ์จะสามารถส่องผ่านตัวอย่างที่มีความหนามากโดยไม่ทำลายและนิวตรอนสามารถแยกแยะรายละเอียดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ การปรับปรุงของกล้องจุลทรรศน์ยังคงดำเนินต่อไปและอุปกรณ์นี้จะยังคงให้บริการด้านวิทยาศาสตร์
