上文提到了人類與微生物共生共存的漫長的史前期。從4000多年前的龍山文化時期。殷商時代的甲骨文中刻有“酒”字。北魏賈思勰的《齊民要術》中，列有穀物制曲，釀酒、制醬、造醋和醃菜等方法；公元二世紀的《神農本草經》中，有白殭蠶治病的記載；古希臘留下來的石刻上，記有釀酒的操作過程。
微生物的初創期是由顯微鏡的發明推動的。
從0到1 詹森發明複式顯微鏡：所謂複式就是兩片凸透鏡（放大鏡）
1595年的一天，荷蘭一位名叫詹森（H.Janssen）的少年，他是眼鏡商的孩子，無意中把兩片大小不同的凸透鏡重疊在一起。當他把兩個鏡片移動至適當的距離時，發現很小的東西一下子被放大了好多倍。他把這個奇異的現象告訴了父親，父子兩人隨即動起手來，做出了第一個複式顯微鏡。複式顯微鏡的出現是一項里程碑式的成就，我們今天所使用的光學生物顯微鏡就是由其發展而來的。
140倍 羅伯特·胡克用顯微鏡觀察到細胞
英國物理學家胡克(Robert Hooke，1635～1703)的研究工作使顯微術變得流行。1665年，胡克自己設計製造了一架由上下兩塊透鏡組成的複式顯微鏡，觀察了櫟樹皮的薄片，第一次描述了植物細胞的構造，併為這些蜂巢狀的小室起名為“cellar”。細胞的英文“cell”即為他所定名，一直沿用至今。其實，他所觀察到的只是纖維質的細胞壁，並非完整的活細胞，但這一發現開創了顯微鏡以後的發展方向。同年，他發表了《微觀畫集》一書，展示了他在顯微鏡底下看見的昆蟲器官的精細圖案。
266倍 列文·虎克自制顯微鏡觀察到細菌
1665年列文虎克製成了一塊直徑只有0.3釐米的小透鏡，把這塊小透鏡鑲在架上，又在透鏡下邊裝了一塊銅板，上面鑽了一個小孔，使光線從這裡射進而反射出所觀察的東西，就這樣列文虎克的第一臺顯微鏡研製成功了。
1683年，列文虎克在顯微鏡中加了一塊透鏡，雖然只加了一塊透鏡，但是它能把標本放大266倍。列文虎克是第一個看到許多單細胞的人。他觀察牙垢、雨水、井水和植物浸液後，發現其中有許多運動著的“微小動物”，並用文字和圖畫科學地記載了人類最早看見的“微小動物”——細菌的不同形態(球狀、桿狀和螺旋狀等)。
列文虎克因此成為歷史記載中材料科學的始祖，更被人視為微生物學之父。1676年，他將自己彙總的觀察結果寄給倫敦皇家學會，報告中還穿插著各式手製繪圖。此舉使一波又一波想要先睹為快的人潮湧 進臺夫特，在目睹那一切之前，沒有人願意相信列文虎克所聲稱的“人類肉眼無法企及之處存在一個充滿生命力的小宇宙”竟然會是事實。只要透過這些臺夫特的鏡片瞧上幾眼，再不信邪的懷疑論者也會馬上心服口服。
在微生物學的發展史上，將1676年作為一個標誌性時間點，1676年到1861年近200年的時間（整個清代），被成為微生物學發展的初創期。
那麼，放大鏡，顯微鏡和望遠鏡有什麼區別呢？首先，從數量上來說，放大鏡是單鏡，而顯微鏡和望遠鏡都是複式的，也就是用多個透鏡進行光學疊加和物理調整。其次，從目鏡上說，無論是顯微鏡，還是望遠鏡，幾乎都用的是凸透鏡，也就是放大鏡，這是三者的一致性。再次，從物鏡上說，顯微鏡依然用的是凸透鏡，物體位於物鏡1倍焦距以上,2倍焦距以下,成倒立放大的實像可以理解為再次放大或次放大，倍數越大越好。目前光學顯微鏡的分辨極限是0.2微米，正在向0.02微米努力。放大倍數是物鏡放大倍數乘以目鏡放大倍數。而望遠鏡的物鏡則不然，他的目的不是放大，而是“拉近”。所以望遠鏡的物鏡一般位於兩倍焦距以外，是縮小倒立的實像。
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