巨型显微镜和巨型望远镜哪个更强大？

扫描透射电子全息显微镜高 15 英尺，重 14,000 磅。“这是一台非常强大的机器，”加拿大维多利亚大学显微镜设施负责人罗德尼·赫林 (Rodney Herring) 说。它可以以 35 万亿分之一米的未处理分辨率成像，比世界上任何其他显微镜都强大。

还有任何望远镜。

赫林的显微镜利用电子来拍照，电子的波长比光的波长小 5 个数量级。望远镜无法采用同样的方法，因为来自遥远光源的电子在到达地球之前会发生偏转或吸收。

赫林说：“电子无法到达我们，但光可以。”这就是为什么“我们低头看小东西时比看大东西时看得更清楚”的原因之一。

显微镜专家还可以操纵样品。伦敦帝国理工学院光学物理学家马克·尼尔 (Mark Neil) 表示，用一对激光照射样品可以提高普通显微镜的分辨率，从 300 纳米提高到 10 纳米。像赫林的电子显微镜那样，分辨率可以进一步降低到原子尺度。

对于巨型望远镜来说，很难找到一个可比较的测量方法。天文学家更关心的是角分辨率，而不是线性分辨率，以弧秒（1/3,600 度）为单位。例如，哈勃太空望远镜可以拍摄小于 0.1 弧秒的图像。目前正在智利山顶建造的欧洲极大望远镜的角分辨率将达到 0.01 弧秒或更高。

为了准确地比较望远镜和显微镜，我们应该从肉眼的角度来思考它们。尼尔说，视力正常的人能够以大约 25,000 纳米的线性分辨率和大约 60 角秒的角度分辨率感知物体。

因此，最好的显微镜可以将我们的视野从 25,000 纳米扩大到 0.035 纳米，提高了 714,000 倍。另一方面，最好的望远镜只能将我们的视野从 60 角秒扩大到 0.01 角秒，提高了 6,000 倍。

更正，2016 年 3 月 1 日：本文原版错误地将维多利亚大学的位置标为位于温哥华。它实际上位于维多利亚的温哥华岛。

本文最初发表于《大众科学》杂志2016年1/2月刊。