为什么显微镜能够放大

对于这个问题常常可以听到这样的回答：“因为它能像物理学教科书⾥所说的那样按照⼀定的⽅式改变光线的进路。

”但是这样的回答只说明了它的原因，还没有说出事实的本质。

那末显微镜和望远镜能够放⼤的基本原因究竟在哪⾥呢？
它的基本原因，我不是从教科书⾥知道的，⽽是当我还是⼀个⼩学⽣的时候，有⼀次注意到了⼀种怎样想也想不通的极有趣的现象⽽偶然理解的。

我坐在关着的玻璃窗旁边，眼睛看着⼩胡同对⾯的⼀所房屋的砖墙。

突然我恐怖地躲开了。

原来我清楚地看见砖墙上有⼀只好⼏⽶宽的⼈眼在瞪着我……那时候我还没有读过刚才那个爱伦坡的故事，所以没有能够⽴刻理会到这只⼤眼睛就是我⾃⼰的眼睛在窗玻璃⾥的反映像，我把这个像看做是在很远的墙上，所以才把它估计得这么⼤。

猜透了这是怎么⼀回事以后，我就想能不能根据这种错觉的道理来制造显微镜。

后来我试验失败了，我才明⽩显微镜放⼤作⽤的本质并不在于它能使被观察的物体显得尺⼨⼤些，⽽是在于使我们能够在⽐较⼤的视⾓⾥看物体，因⽽──这是最重要的⼀点──物体的像在我们眼睛的视膜上能够占据⽐较⼤的位置。

为了明⽩视⾓的作⽤在这⾥为什么这样重要，我们应该先来说明⼀下眼睛的⼀个重要特点：每⼀个物体或者它的⼀部分，我们如果是在⽐⼀分⼩的视⾓⾥看它，那它对正常的眼睛说来，就会聚成⼀点，使我们既看不清它的形状，也分不清它⼀共有多少部分。

当⼀个物体离开我们眼睛的距离远到（或者物体本⾝⼩到）这样的程度，使这个物体的全部或⼀部分在我们眼睛⾥的视⾓⽐1分还⼩，这时候我们就不能分辨出它的结构上的细节了。

原因在于：在这样⼩的视⾓⾥，物体（或物体的任何⼀部分）在视膜上的像不能同时接触到许多神经末梢，⽽只能全部落在⼀个感觉细胞上。

这时候，形状和结构上的细节都消失了──我们看到的只是⼀点。

显微镜和望远镜的作⽤是，它们能够改变所观察的物体发出的光线的进路，使我们能够在⽐较⼤的视⾓⾥看到这个物体。

结果，视膜上的像就扩⼤到可以接触到更多的神经末梢，⽽我们也能分辨清楚物体的这些本来看起来是聚成⼀点的细节了。

“显微镜或望远镜放⼤100倍”这句话的意思是，我们通过这种仪器来看物体，视⾓要⽐没有它的时候⼤100倍。

假如光学仪器不能放⼤视⾓，那末虽说我们觉得看到的物体是变⼤了，其实并没有放⼤什么。

砖墙上的眼睛我觉得是很⼤的──但是，我不能在这个反映的像⾥看到⽐镜⼦⾥所能见到的更多⼀些的细节。

⽉亮离地平线近的时候，我们觉得它⽐起在半空中要⼤得多──但是在这个好像⽐较⼤的⽉⾯上，我们能够⽐它在⾼空的时候分辨清楚更多的、即使只是多⼀个的⿊点吗？
回头说那在爱伦坡的故事──《天蛾》⾥所描写的那种放⼤的情形，我们相信在这个放⼤了的天蛾的像⾥，也不能看出任何新的细节来。

⽆论是把这只天蛾的像放到很远的树林⾥，或是移近到窗框上，我们看它的时候⾓度都相同，视⾓并没有改变。

视⾓既然没有改变，那末这个物体的像，⽆论⼤得多么使你吃惊，也不能使你从⾥⾯看出什么新的细节来。

作为⼀个真正的艺术家，爱伦坡甚⾄在⾃⼰故事的这⼀点上，也是忠实于⾃然的。

不知道你有没有注意他是怎样描写森林⾥的“怪物”的。

在他所列举的天蛾的那些肢体⾥，没有⼀样是我们⽤⾁眼观察天蛾的时候不能看到的新东西。

故事有意把天蛾描写了两次。

如果把它们拿来⽐较⼀下，你就会看出它们之间的区别只是在字句的表达上（直径⼤约是3～6⽶的⾦属⽚──有⾦属光泽的带⾊的⼩鳞⽚；两只笔直的⼤⾓棗触须；像野猪⼀样的长⽛──长着柔⽑的触⾓等等），⾄于⾁眼所分辨不出的任何细节，在第⼀次描写⾥也没有提到。

如果显微镜的作⽤只是上⾯所说的那种放⼤，那它就只是⼀种玩具，对于科学毫⽆⽤处。

可是我们知道，实际的情况并不是这样。

显微镜在⼈类⾯前打开了⼀个新的世界，使我们天然视⼒的界限向前推进了⼀⼤步。

俄罗斯科学家罗蒙诺索夫在《谈玻璃的⽤处》⾥写道：
尽管⾃然界赋予了我们锐利的⽬光──
但是它的⼒量有⼀个很近的界限。

不知有多少⽣物由于⾝体微⼩，
我们的⽬⼒怎么也看它不见！
但是在现代，显微镜已经给我们揭露了⾁眼看不见的、极⼩的⽣物的构造：
它们⽤来维持⽣命⼒的肢体、关节、
⼼脏、⾎管和神经是多么细⼩！
⼩蠕⾍的构造的复杂，
并不⽐⼤海⾥的巨鲸差多少……
显微镜所揭露的看不见的微粒，
和⾝体⾥的细⼩⾎管，真是没完没了！
现在我们已经可以明确地理解了：为什么爱伦坡故事⾥的观察者不能在怪蛾⾃⼰的⾝上看到的“秘密”，在显微镜⾥却能够看到。

把上⾯所讲的总结⼀下就知道，因为显微镜并不是简单地使我们看见物体的放⼤形态，它还能使我们在⽐较⼤的视⾓⾥看到这物体。

由于视⾓的加⼤，在我们眼睛的视膜上就会出现物体的放⼤像。

这像能作⽤在数⽬更多的神经末梢上，使我们感官得到的个别视印象的数⽬加多。

说得简单⼀些，显微镜所放⼤的不是物体，⽽是它们在我们眼睛视膜上的像。