——顯微鏡發(fā)展史科技進(jìn)步見證時(shí)代變遷第一頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史無式鏡

用透明圓石頭在炎炎烈日下長時(shí)間凝視地上一些爛草棍，結(jié)果草棍呼的一下燒著了！公元1世紀(jì)初，在羅馬哲學(xué)家的筆記中，它們被稱為“放大器”或“點(diǎn)火石”；直到13世紀(jì)，這些石頭終于從腳下一路登鼻子上臉，被賜名透鏡。

隨后，“點(diǎn)火石”又被人們粘進(jìn)一根細(xì)長筒里。人們就像看萬花筒一樣，舉著這個(gè)小筒偷看跳蚤打架，所以這只筒名叫“跳蚤鏡”。它就像眼鏡的衍生物，然而已從人臉向前邁出一大步，是未來單式顯微鏡的雛形。謂之“單式”，因?yàn)樗煌谀闵镎n上用過的顯微鏡，沒有目鏡、物鏡之分，放大多少只由一顆“點(diǎn)火石”決定。

第二頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史列文虎克鏡作為一個(gè)籃子手工業(yè)者的兒子，列文虎克從父親那里遺傳了心靈手巧的基因。只有他才能做出直徑為2-4毫米、放大率100-300倍的鏡片，能分辨出一丁點(diǎn)桔子皮上1μm大的細(xì)節(jié)。列文虎克一生一共做了500多架單式鏡直到250年后（上世紀(jì)五十年代）真正的“列文虎克鏡片”才通過美國人之手再次人間顯現(xiàn)。第三頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史伽利略顯微鏡早在列文虎克誕生之前40年，荷蘭眼鏡制造商已發(fā)明出用兩片鏡片排成一列，逐次放大物體的方法，因?yàn)橛玫蕉鄠€(gè)透鏡，所以叫“復(fù)式”。為了與望遠(yuǎn)鏡那“看得更遠(yuǎn)”

的夢想對仗，人們將伽利略的“復(fù)式鏡”起名為“看得更小”——直到今天，“看得更遠(yuǎn)”和“看得更小”仍在向兩個(gè)極端推廣人類視野。第四頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史那時(shí)的顯微鏡情趣十足，有金色、銀色和實(shí)木的鏡身，最豪華的有小銀人雕像，好像一個(gè)八音盒；下邊常常自帶雜物抽屜，可以裝一些小手飾和小零件，有的甚至可以把自身都裝進(jìn)去。

第五頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史后來水族館一族想到把鏡片安在水盆里看水下生物；機(jī)械能手開發(fā)出齒輪調(diào)焦；攝影愛好者給小巧的顯微鏡安上碩大如手風(fēng)琴風(fēng)箱一般的相機(jī)——大家各設(shè)所需。目鏡多數(shù)仍是“單目”，這種傳統(tǒng)被保留至今——在我大學(xué)生物課上一項(xiàng)必需的技能就是一只眼觀察鏡筒，另一只眼盯住桌上的紙，看著鉛筆把鏡筒中的花花世界畫出來第六頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史而放大倍數(shù)也已達(dá)到了理論的極限，因?yàn)椴徽撶R片弧度多么精準(zhǔn)無誤，透鏡組合多么完美，顯微鏡分辨率最多也只能達(dá)到光波長的一半——自然光的平均波長為0.55μm，所以分辨率能達(dá)到0.275μm，最好的光學(xué)顯微鏡能把物體放大2000倍，這是細(xì)菌的量級。要想繼續(xù)看小下去，必需質(zhì)的飛躍。

第七頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史質(zhì)的飛躍發(fā)生在1924年。32歲的德布羅意證明電子也和光子一樣具有波動性，令人驚喜的是其波長本身就比光子短。上述研究使德布羅意馬上博士畢業(yè)，5年后，為他贏得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，自此開創(chuàng)博士論文獲得諾獎(jiǎng)的先河；而它對本篇文章最有意義的貢獻(xiàn)是：它提供了理論依據(jù)，說明電子為何能像光子一樣做顯微鏡的“光源”；利用德布羅意公式可以算出，電子的速度能被電場加到特別大，以至波長縮到光子的1/100000。如果用電子做“光源”，那么顯微鏡分辨率則可以本質(zhì)性地提高，就可以看到更加細(xì)微的物體了.第八頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史電子顯微鏡1931年，一束輕盈的電子在一條一米多高的巨型金屬柱中加速（圖為一臺1933年制作的電鏡），繼而被匯聚在一些小網(wǎng)格樣品上，將小格放大了14.4倍。這臺試驗(yàn)品就被定義為“世上第一臺電子顯微鏡”（電鏡），盡管放大本領(lǐng)和一把手持放大鏡差不多，但它卻標(biāo)志人類首次以電代光“照”出了物體的影像。執(zhí)行這項(xiàng)工程的德國科學(xué)家盧斯卡也因此在55年后被頒予諾貝爾獎(jiǎng)。電鏡誕生后，電子被不斷提速，其波長越來越短，能照出的細(xì)節(jié)也越來越精致——10年之內(nèi)，電鏡的理論分辨率已達(dá)10納米，是細(xì)胞膜的厚度。

第九頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史1945年的這張劃時(shí)代照片標(biāo)志人類從此獲得進(jìn)入細(xì)胞的門票，而將之記錄下來的電鏡元老來自美國RCA。今日，一般電鏡分辨率已達(dá)1納米，能將物體放大200萬倍，細(xì)胞、細(xì)胞里的膜、膜上的分子世界豁然開朗；如果再讓電子瘋狂加速，加上軟件的幫忙，不到1埃（=0.1納米）的原子也能分辨清楚；全世界一共分布了10000臺電子顯微鏡，想想在它發(fā)明之初人們做出的預(yù)測——“只要10臺便已足夠”——不禁慨嘆在科學(xué)領(lǐng)域，做預(yù)言真需要有夸?？诘哪懽R。第十頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史下圖左所示為普通光學(xué)顯微鏡下的精子；右邊是熒光照片，在這張照片中，藍(lán)色是他們的頭，顯示里邊塞滿了遺傳的全部家當(dāng)——DNA；紅色是不停扭動的長尾巴，因?yàn)檫@個(gè)顏色染出了尾巴中為精子提供長跑比賽巨大能量的結(jié)構(gòu)——“線粒體”（下文圖中會看到線粒體如何塞滿了精子尾巴）。

第十一頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史把切好的精子切片放到電鏡里，用電子轟炸、成像，一張如鉛筆素描一般的精子電鏡照片就煉成了。這張照片所顯示的是長長的精子的尾巴，相當(dāng)于上圖熒光照片中紅色的部分，那一個(gè)個(gè)整齊排列的圓球便是前邊提到的能量工廠“線粒體”了。精子“頭腦簡單，四肢發(fā)達(dá)”（指頭部內(nèi)容物精簡，尾巴力量無窮），頭部沒什么東西好看，就不給大家展示了。第十二頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史但是電鏡操作復(fù)雜；更重要的是此項(xiàng)技術(shù)不能看活的細(xì)胞，這作為它致命的弱點(diǎn)，自六十年前“細(xì)胞學(xué)之父”首次描述細(xì)胞之時(shí)就承受起種種指摘，人們有理由懷疑，不管具有多少美學(xué)意義，電鏡制樣所必須的“致死”步驟或許改變了真實(shí)的細(xì)胞世界?，F(xiàn)在，有些從前只能靠電鏡來完成的工作已經(jīng)能被其它手段取代；而電鏡自己所配備的軟件也使上邊所描述的精密制樣過程和那些精致的圖片結(jié)果一再簡化。有人說：電鏡學(xué)家是世界上最相信“眼見為實(shí)”的人；還有人說，電鏡是一門“正在死去的藝術(shù)”。

第十三頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史掃描顯微鏡精子還有另一種死法——它們可以被鍍上金，變成一顆金精子，再拿到掃描電鏡下邊照相。右圖一團(tuán)亂麻就是掃描電鏡下的精子。第十四頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史這里只給大家看一只新鮮鍍金、即將舉行電子轟炸儀式的蜜蜂。與它并列的是精子的轟炸成品--掃描電鏡圖不同于電鏡，掃描電鏡掃描物體表面，所以得到的圖像是立體的；它的放大率本領(lǐng)也極其多能，從25倍直到250000倍都可靈活掌握。第十五頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史掃描電鏡也可以在冰凍的條件下操作，于是我們有幸能夠一睹雪花的表面細(xì)節(jié)。不知清水的冬天有沒有飄雪呢？

第十六頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史在二位IBM工程師拿到諾貝爾獎(jiǎng)不多年后，他們的同事不僅遠(yuǎn)觀，而且褻玩，用類似儀器將35顆氙原子拼成IBM三個(gè)字。又過幾年，居然又進(jìn)行了更加明目張膽的藝術(shù)創(chuàng)作，用一粒粒鐵原子寫下橫平豎直的"原子"，并這樣注腳："這兩個(gè)漢字的意義是--原初的孩子（originalchild）"。

第十七頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史正如光學(xué)顯微鏡的發(fā)明定義了微生物學(xué)，電子顯微鏡的出現(xiàn)開始了細(xì)胞學(xué)；時(shí)至今日，掃描隧道顯微鏡這個(gè)當(dāng)年的幼兒已長成巨人，并撐起了一片碩大的天空--那就是納米技術(shù)。

你能猜出圖中的"泡泡花"是什么嗎？低頭看看你手上璀璨的鉆戒，這幅圖就是鉆石的心靈了（金剛石內(nèi)部層理）。第十八頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史——各式顯微鏡老式顯微鏡第十九頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史——各式顯微鏡單目直筒顯微鏡雙目鉸鏈?zhǔn)酵诧@微鏡第二十頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史——各式顯微鏡攝像倒置熒光顯微鏡手持式數(shù)碼顯微鏡第二十一頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史——各式顯微鏡掃描隧道顯微鏡掃描探針顯微鏡第二十二頁，共三十五頁。顯微鏡的發(fā)展史——各式顯微鏡激光共聚焦顯微鏡（陜西師范大學(xué)）電子透射顯微鏡第二十三頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第二十四頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第二十五頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第二十六頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第二十七頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第二十八頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第二十九頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第三十頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第三十一頁，共三十五頁。顯微鏡下的世界第三十二頁，共三十五頁。顯