繆神仙一一

宇宙還是那個宇宙，不過確實宇宙觀會得到很大完善或者說更新，不過談不上全新。

Asir11680441

光學顯微鏡的分辨率有一個極限，即R≈λ/2。其中，R是剛好能夠分辨兩個像素點的最小距離。因為可見光最小波長是380nm，所以光學顯微鏡做多能夠分辨190納米的物體。而人眼能夠分辨0.2mm的物體，所以光學顯微鏡的放大極限是0.2*10^6/190=1053。也就是說，光學顯微鏡的最大有效放大倍數最大也就是1000多倍，再大的話也看不見小於190nm一下的物體。

假如真的有放大40億倍的電鏡，那麼完全可以分辨0.00025nm的物體。電子的尺寸在0.0000001nm尺寸，所以這個顯微鏡也就是能夠看清原子而已，對於原子內部根本就看不到，更別說看到量子級別了。想要真的看到微觀世界，特別是電影中的那種量子世界，那麼放大個億億倍還差不多！

而且，微觀世界是什麼樣子誰也不知道，電影中的那種量子世界也僅僅是想象而已，比如展現的量子世界，都是幻想而已。所以，希望未來我們真的做出來可以放大這麼大倍數的顯微鏡，到時候讓我們看看微觀世界到底是什麼樣子。

科學探秘頻道

不要用科學的方法去解釋，因為這種東西是永遠不存的！幻想一下吧！

有一天，看頭條上有一個有趣的問題說:用一個40億倍的顯微鏡看會有什麼？擋不住誘惑，我找釆一個40億倍顯微鏡開始觀察。我逐步調整倍數，哇！一個神奇的世界展開來！

先是看到了原子世界，我對準原子核放大下去，放大下去！忽然中心出現了一團熾熱的火球，發出強烈的光！奇怪的是圍著火球有幾個小黑點在旋轉，有遠有近。數了數有九個，暫切管它也叫星球吧！再放大，每一個都有不同的顏色！我對準其中一個藍色的星球無限放大下去！驚訝的看到這星球被水包裡著，還有大陸！景象越來越大，越來越大！原來這星球和我們地球完全一樣！在一個叫亞洲的大陸上有一箇中國，中國有一個山東省！山東省有一個聊城市！使我更驚訝的是:在一個小區裡的十二樓東戶的書房裡有一個叫“老楊”的人正在看手機！手機的頭條上清楚的寫著:“如果有一個放大40億倍的顯微鏡，你會看到什麼？”

媽了個逼，放大了40億倍，競然看到了我自已！

我不僅擔心起來？照這樣推論，如果太陽系，是一個無比碩大的，也叫地球上的，一個叫中國的國家的核彈頭上的一個核原子！正在發往一個叫美國的國家途中？下一步會發生什麼呢？？我的上帝！！

老楊

題主想開腦洞不受限制，就別貼個科學的標籤，我們貼個科幻或者腦洞都可以嘛。顯微鏡提升到40億倍？用開腦洞來說太少，用科學來解釋又太大了。

光學透鏡的原理

光學透鏡的極限大約是2000倍，號稱大於這個倍數的，我秉承一個原則“你有錢你隨意”。

有同學開腦洞，提出光學顯微鏡的放大率就是物鏡的放大倍數乘以目鏡的放大倍數，好比物鏡50x，目鏡10x，放大倍數就是500倍。如果我們可以來一個無限的套嵌使用，豈不是可以突破到無限倍數，豈止40億倍？但光學顯微鏡放得大，不代表你能看得清；放得大講的是放大倍數，實際我們最需要的是——看得清，這就需要分辨率。而光學顯微鏡的分辨率僅僅由物鏡決定。

最前端的物鏡決定了到底有多少信息進入了光學系統，我們稱為——“空間頻率”。簡單的理解，透鏡是一個低通濾波器，如果我們用肉眼進行最終的觀察，成像的位置就需要人眼看得足夠清楚。像到肉眼的最佳距離被稱為Normal Near point，中文名稱叫最近對焦點。對於大多數人來說，這個距離大約是25cm。

光學顯微系統的放大倍數是2000倍，對應到200nm的分辨率，這個光學系統的成像能力就相當於呈現0.4mm有限分辨率的像。物體微觀到一定程度後，它本身就已經失去了常規的光學屬性了。物體細小到一定程度，如果光學屬性差，就不會被光展現出來，它就失去了具體的形狀、色彩——成出來的像就是一個衍射光斑，叫做艾裡斑。這就是一個點能夠準確成像的尺度極限——阿貝極限。光學顯微鏡2000倍時，就進入阿貝極限。這個可以說是人眼觀察的極限了，再往下努力，你需要的不是顯微鏡，而是配一副眼鏡了。

電子顯微鏡

電子顯微鏡，簡稱電鏡，Electron Microscope（簡稱EM）。相比一般光學顯微鏡，電鏡的歷史才50年左右，但它已經成為現代科學技術中不可缺少的重要工具了。

電鏡主要由鏡筒、真空裝置和電源櫃三部分組成。

電子顯微鏡的分辨率可以達到0.2nm，我們可以認為電子顯微鏡在光學顯微鏡的基礎上，再增強了1000倍。也就是200萬倍的級別。這個級別下，已經接近於原子級別了，細菌啊，晶體結構之類的已經可以很清晰的看得到了。

不過離題主的腦洞距離還差得很遠。

顯微是個燒錢的舉動

一般號稱能達到2000倍的光學顯微鏡，至少價格都在5位數以上，低於這個價格的，基本可以不用考慮實際效果。而且，動用這個東西，需要的更多是專業技巧，一般普通愛好者，你對半天，可能都是一團光影的糊糊。

而電子顯微鏡，這個動輒都必須過百萬的設備，就不是一般家庭可以配置拿來玩抖音的了，大學或者研究院才會配置，維護和操作都需要專業的培訓後，才可以上崗，大家就別想太多了。

至於腦洞的4億倍？天文望遠鏡可能有可能，不過光學透鏡的尺寸估計得超過日地距離，想想都有點小興奮呢。

結語

對於顯微鏡，腦洞科學不能隨意開，有錢也不是可以隨意燒。

貓先生內涵科普

40億倍太誇張了，目前光學顯微鏡的放大倍數基本都不超過2000倍，分辨率能達到20nm，相當於能呈現0.4mm有限分辨率的成像。很重要的一點，我們需要的絕不僅僅是放大的倍數，更需要的是放大後能看得清，看得清意味著分辨率必須也跟得上，而顯微鏡的分辨率僅僅與物鏡有關，並不是放大倍數越高就越好，事實上如果只是單純地放大物體沒有任何實際意義。

當然，如果你非得說“假如放大40億倍”，而且還能看得清放大40億倍後的世界，我們會看到什麼呢？

基本上會看到原子核的世界，中子和質子，但無論如何看不到電子。人眼的極限分辨率達到0.01mm（一般很難達到），按照這個標準放大40億倍後，基本上就是質子的級別。我們會看到一個完全不同的世界，在微觀世界裡遨遊，但談不上全新的宇宙觀。

如果放大40億倍後繼續放大下去，到了一定程度，比如普朗克尺度，你確實會領略到一個全新的宇宙觀，那裡就像一片“沸騰的海洋”，十分熱鬧，無數的虛粒子不斷上演著衍生並瞬間消失，這就是量子起伏。

到了普朗克尺度，就是我們能放大的極限了。無論如何我們不能看到比普朗克尺度更小的世界，因為任何小於普朗克尺度的單位都沒有意義。

不過網絡上有些人總會持有這種觀點：微觀世界放大很多倍後就會是另一個宇宙，而我們就是更大生物體的細胞（或者細菌）！這種完全建立在猜測和想象基礎上的觀點沒有任何實際意義，我們不能理所當然地下結論，更不能理所當然地做沒有實際意義的假設！

宇宙探索

“一花一世界，一葉一菩提”，這是人們常用來形容微小事物也有無盡的內涵，至大無外，至小無內，受限於我們的認知水平和觀察能力，我們所瞭解宇宙以及世界，無論在宏觀還是微觀層面，尺度實在是太過於狹小了。

題主的問題，涉及到我們的觀察能力和微觀粒子的比較。從目前情況看，我們對微觀粒子的觀察，目前世界上最厲害的光學顯微鏡，能夠實現2000倍的放大倍數，有效分辨率可以看清兩個距離0.2微米的點。

最厲害的電子顯微鏡，其最大放大倍率為300萬倍，有效分辨率可以看清兩個距離0.3nm的兩個點。可以看出，哪怕最厲害的電子顯微鏡，與問題中的放大40億倍，還有相當大的差距。

假如我們真的具有放大倍率為40億倍的頂級顯微鏡，那麼其分辨率，可以使我們觀察清楚0.0004nm的微觀世界。我們對此看一下微觀粒子的尺寸，原子的尺寸為0.1nm級別，質子為0.0000001nm級別，電子為0.00000001nm級別，夸克為0.0000000001nm級別。所以，即使我們擁有40億倍的顯微鏡，也僅能是可以達到看清物質原子的程度，連質子、電子都觀察不到，因此不會有太多更新的發現。

優美生態環境保衛者

40億倍太誇張了，目前光學顯微鏡的放大倍數基本都不超過2000倍，分辨率能達到20nm，相當於能呈現0.4mm有限分辨率的成像。很重要的一點，我們需要的絕單一放大的倍數，更需要的是放大後能看得清，看得清意味著分辨率必須也得得上，而顯微鏡的分辨率僅與物鏡有關，但不會放大倍數只能就越好，實際上如果只是單純地放大物體沒有任何實際意義。

大倍數的物鏡，光學顯微鏡就只能看清190nm以上的物體，根本不會看到190nm以下世界的樣子。所以，使用光學顯微鏡看原子級的微觀世界根本不可能。但是，電子透射電鏡可以，因為現在最先進的透射電鏡可以分辨0.1nm的物體，有效放大倍數達到了百萬級。不過，仍然沒有過億。

一般號稱能達到2000倍的光學顯微鏡，至少價格都在5倍以上，低於這個價格的，基本可以不用考慮實際效果。而且，動用這個東西，需要的更多是專業技巧，一般普通愛好者，對半天，可能都是一團光影的糊糊。

開悟科技

40億倍？不夠大，可能你連電子的內部構造都看不清楚。大膽設想顯微鏡可以無限放大倍數，400億倍，4000億倍，40000億倍……理論上無法否定無限放大的倍數，這麼看下去，你會看到什麼？或則說會發現什麼樣的存在狀態？或則什麼都沒有了？世界是由無構成的？不可思議！那麼世界是由什麼樣一種可以無限小的單元構成的呢？想想好像更加不可思議！真正發現的一定會是能讓人類的思維無法理解的東西，世界的真正內核一定是不可思議的。對於人類已知的科學理論來說，不可思議的內涵是什麼？不是神奇神聖神秘，這些東西在科學麵前都無法隱藏真身。那麼假如真正的神呢？科學麵對神，只能張口結舌，不可思議！

人民名義33

你會發現電子比地球還大，上面坑坑窪窪，建了很多建築，上面有很多各式各樣小生物，他們有的拿望遠鏡看著你，還有的拿40億倍的顯微鏡在看東西。

放逐239397785

假如人類可以把顯微鏡提升到40億倍，可以看到什麼，是不是全新的宇宙觀？

光學顯微鏡是我們進入微觀世界的必備工具，但它卻不是萬能的，根據它的光學結構與可見光波段的波長範圍，它的的極限放大倍數是有限的！光學顯微鏡的極限放大倍率

顯微鏡的放大倍率是由不同的物鏡和目鏡組合決定的，但極限放大倍率卻和物鏡目鏡沒啥關係，這和肉眼可視的可見光範圍是相關的，一般光學顯微鏡的放大倍率可以用如下經驗公式展現：

R≈λ/2

R為物體最小可分辨距離，λ為入射光的波長，假如我們肉眼能看到的上限紫光與紫外波長380nm極限計算的話，大約是是190nm，按我們肉眼極限分辨率在25mm時的極限分辨率0.2mm計算的話，那麼放大倍率為：

D=0.2/190×10^6=1050倍左右

現代光學顯微鏡的極限分辨率大約為1500-2000倍，那是因為顯微鏡的等效視物距離跟肉眼對比的25MM有差異。這個倍率上再增加就沒有意義了，因為視野中一片黑暗，再亮的入射光線也沒有用，因為已經低於肉眼可見極限波長的一半了，再大的倍率也是徒勞！

有比光顯微鏡更大倍率的顯微鏡嗎？

我們從上文知道了與放大倍率除了和物鏡和目鏡相關外，決定性因素是入射光的波長，波長越短，理論放大倍率越高，但380nm已經進入了紫外光的波段，肉眼已經不可見了，那麼還能在提高倍率嗎？

• 將入射光換成X光，肉眼換成X光敏感的攝像頭即可

那麼它的理論放大倍率將會大幅度增加，因為X光波的波長更短！它的波長在在0.001～10納米之間可以滿足更高的倍率要求，但X在光學玻璃透鏡上無法完成折射放大，它的折射放大過程由波帶片來完成。

X光顯微鏡

• 假如還要更大的倍率呢？電子顯微鏡能滿足要求！

很多朋友可能不理解電子為什麼也能拿來放大圖像，其實這是利用電子的波粒二象性來作為“光源”的！當然電子束在100千伏電壓加速下時，對應的波長為0.004nm，如果需要短的波源，那麼提高加速電壓，當然電子顯微鏡也只能在一定範圍內調整，並不能隨心所欲按你想要的倍率調整，要不然你得升級一臺更高加電壓的電子顯微鏡！

現代電子顯微鏡的極限放大倍率已經達到300萬倍！基本上能看到原子級別了！

利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質表面原子排列的圖象

• 更高放大倍率的顯微鏡，用什麼波長來實現？加速器！

如果要按放大倍率來計算，那麼加速器的的能級是電子顯微鏡望塵莫及的，比如北京正負電子對撞擊機的能級達到了20億到50億電子伏特！但這並不只是加速器的主要原理，而是高能粒子相撞就如兩個核桃撞擊後碎裂，被我們窺探到了內部結構！

當兩個質子相撞時我們可以對單個組分自旋的觀測，如果達到更高哦碰撞能量，那麼有可能發現和創造新的粒子！

40億倍是什麼概念？能看到什麼？

開頭說明了人的極限分辨率大概在25mm下是0.1mm-0.2mm，那麼在40億倍下大概能看清2.5×10^-15m的級別！

質子的直徑大約為：1.6-1.7×10^-15m

也就是說可以看到原子核內部的質子和中子，假如按電磁波段來計算的話，這個波長需要5×10^-15m的電磁波，這個波長早已位於極高能的λ射線波長範圍內了！

當然我們不需要高能λ射線來給我們提供觀測，因為這個工作在100多年前讓盧瑟福用α粒子散射的方式發現原子核了！假如更早一點提出啦的話，說不定你就能獲得當年的諾貝爾獎了呢！

盧瑟福用α粒子去轟擊金箔，發現絕大部分的α粒子都直接穿過了金箔，只有極少數發生了偏轉只有極微量的粒子被回彈，盧瑟福根據這個發現重構了原子內部的結構，發現了原子核！

所以從理論上看，100多年前的盧瑟福就利用“α粒子散射”實現了放大40億倍的“顯微鏡”，這是不是解決40億倍放大的思路？而根據楊振寧的楊米爾斯方程和楊巴克斯方程、通過高能加速器的驗證，建立的標準粒子模型，各位可以看看這個級別是多少億倍的！

當然這已經不能被用倍數來形容了，原子核內的世界，我們是不能用直接測量的方式來觀測，各位有聽說過哪個電子顯微鏡看到了原子核？這不可能嘛，但我們仍然瞭解到了原子核內發生的過程，甚至組成原子核的質子與中子的內部世界，你不覺得科學的神奇嗎？

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