光学显微术

细胞远远小到肉眼无法看见。一个典型的动物细胞直径约为百分之一毫米，比这句话末尾的句点还要小。光学显微术是绕开这一难题最古老、至今仍最常用的办法：让普通的光穿过一片薄薄的、常常染过色的样本，再用弯曲的玻璃透镜把图像放大，直到细胞大到看得见为止。正是这件工具在十七世纪首次揭示了细胞的存在。

在光学显微镜中，光先穿过标本，再经过一组透镜，透镜弯折光线，使图像看起来更大。由于它使用可见光，所能分辨的细节受到光波长的限制：彼此靠得比约 0.2 微米（200 纳米）更近的结构会模糊成一个。这足以看清整个细胞、细胞核以及叶绿体之类的较大结构，却看不清大多数单个细胞器的精细细节，也看不见单个分子。活细胞往往可以直接观察，这是一大优势。

光学显微术之所以重要，是因为它便宜、快速，而且足够温和，可以观察活细胞的日常活动——分裂、爬行、吞食养分。它无法揭示最微小的结构，而未经处理的细胞几乎透明、难以看清，这正是染色以及相差等技巧被发明出来的原因。一个常见的误解是：显微镜的用处取决于它的放大倍数；实际上取决于它的分辨率，因为把一张模糊的图像放大，只会得到一团更大的模糊。