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70年前，显微镜的潜能被开发出来，即利用电子束而非可见光来成像。这项进步要归功于

德国的科学家厄恩斯特

·卢斯卡（1906—1988）。电子束能产生比可见光更短的波长，允许显微

镜看到微小的分子甚至是单个原子。这些在电子光学磁透镜研究上的进展也让扫描电子显微镜

的构思成为可能，之后便发展为极具生产性的图像制作机器，可以用来检测带有诸多精致细节

的物体表面，堪称完美。从那以后，扫描显微镜所利用的原理就促进了一系列光学衍生品的诞

生，使用到的扫描粒子束包括激光和其他光学混合电子束。在技术高超的人手中，这些现代仪

器能够拍摄出十分壮观而精细的图片。如果显微镜工作者还有对于照片的见解，那么这些利用

科技所呈现出的图像，也能同时成为艺术品。

在望远镜的发展过程中又形成了另一个类似的分支，不过其动机和机械原理却截然不同。望

远镜与双筒镜无疑可以完成地球表面的观测工作，并且，望远镜最早是因为在军事和航海方面为

人类提供了便利而被重视起来。但是只有在天文领域，望远镜才变得不可或缺。与显微镜一样，

自从伽利略在

1609年最早将设备用于探索天空之后，仪表化的改变大大超出了我们的认知。尽管

大多数天文望远镜都能照相，但在专业的天文领域，照相并不是望远镜最基本的用途。对天文学

家而言，望远镜更像是一个聚光设备，而不是一个照相机；望远镜越大，则能聚集起来更多的光

用作分析。很久以前人们发现，大面积的反光镜比透镜更容易制造，所以大部分的望远镜都是反

射镜。射电望远镜就是其中之一，当镜头或者普通成像无法适用某些波长时就会被用到。

当然，最大的望远镜还是来自于自然界。大约

100年前，理论物理学家阿尔伯特·爱因斯坦

（

1879—1955）预言：无形的重力能够使光线弯曲。听上去不大可能发生，但这个预言已经找

到了很多证据，其中最富戏剧性的一次是在

1979年，人们发现在某个相对较近的星系团中意外

出现的拱形结构，竟然是视线中位于同一直线的另一个非常遥远的星系扭曲产生的图像，该遥

远星系的光线在重力的聚焦作用下被“放大”。

通常情况下，即便自己愿意，天文学家也无法像显微镜工作者那样能与自己研究的东西互

动。相反，他们都是依靠接收的射线所携带的信息来研究与人类生活的生物圈迥异的另一个世

界。深邃的太空展现着惊人的美丽——这些宇宙景观能揭示出非常遥远的地方的化学及物理性

质，尽管这些地方可能早就不复存在了。

除了各种各样的显微镜和望远镜，人类还有其他办法探索隐藏的世界，通常是使用看不到

的电磁波。德国物理学家马克思

·冯·劳厄（1879—1960）于1912年发明的X射线衍射成像技术：

当一束单色

X射线入射到晶体时，会产生衍射纹样，反映出该晶体内部的分子结构，其精度让任

何显微镜都望尘莫及。正是

X射线衍射让我们发现了DNA这一“生命分子”的双螺旋结构。传

统的

X射线照片就是一张简单的射线照片，肌肉和骨骼显示出不同的透明度。不过一些更加复杂

的技术，如计算机

X射线轴向分层造影扫描图（CAT扫描），能够用三维图像十分清楚地显示出