1873 年，一位名叫恩斯特·阿贝 (Ernst Abbe) 的德国物理学家为显微镜学领域设定了一个界限。他提出了光学显微镜的分辨率极限，大约是光波长的一半。根据阿贝的说法，使用 550 纳米的波长，这意味着大多数显微镜只能看到大约 0.2 微米（或细菌的宽度），
但科学中极限最棒的一点是，它们几乎总能被超越。当你做到这一点时，你通常会获得诺贝尔奖。今年，诺贝尔化学奖颁给了三位科学家，以表彰他们在规避光学分辨率极限方面所做的工作。这意味着他们制造了更微型的显微镜。他们实际上已经达到了纳米级别。
你看，0.2 微米的最大分辨率可能看起来很小，但当观察人体内微小的个体分子时，它相当大。一个小分子的长度可能只有一纳米。
在这些纳米显微镜的帮助下，研究人员已经能够观察到大脑突触中产生的分子。他们还可以追踪阿尔茨海默病或帕金森病等多种退行性疾病中的蛋白质堆积。
事实上，纳米显微镜甚至可以用来观察受精卵中的单个蛋白质。
诺贝尔奖颁发给了两种不同的增强光学分辨率的方法。马克斯·普朗克生物物理化学研究所的斯特凡·赫尔 (Stefan Hell) 开发了一种称为受激发射损耗显微镜 (stimulated emission depletion microscopy) 的方法，其中两束激光扫描样品。一束激光激发荧光分子发光，而第二束激光抑制除纳米尺寸区域外的所有其他荧光。结果如何？显微镜只记录纳米尺寸的体积，并显示出比 0.2 微米分辨率更高的明亮图像。
埃里克·贝齐格 (Eric Betzig) 和 威廉·莫纳 (William Moerner) 因其在推进单分子显微镜领域的工作而获得诺贝尔奖。尽管两位科学家是独立工作的，但他们的两种方法都涉及打开和关闭单个分子的荧光，使用一种称为绿色荧光蛋白 (GFP) 的分子。GFP 从发光水母中分离出来，可以与细胞中的其他蛋白质偶联，照亮并揭示蛋白质的位置。
莫纳和贝齐格发现他们可以随心所欲地打开和关闭 GFP 的荧光，表明控制单个分子的荧光是可能的。然后，显微镜可以轻松地拾取每个发光蛋白质的位置。
这三位科学家开发的方法目前正在世界各地使用。
更正（2014 年 10 月 8 日下午 5:50 ET）： 原报道错误地说明了恩斯特·阿贝设定显微镜分辨率极限的年份。应为 1873 年，而非 1973 年，现已更正。对此错误，我们深表歉意。
