19世纪一个德国人发现的光学显微镜极限，100多年后被另一个德国人突破。10月8日，诺贝尔化学奖颁给了德国人黑尔，以及两位美国人贝齐格和莫纳。他们的新显微镜，让科学家能更清晰地透视微观奥秘。

　　由于光会衍射，一个发光点，被眼睛或者底片捕捉到的是一块晕斑（准确说，是一块圆形的涟漪）。19世纪德国大光学家阿贝发现，两个点靠太近，近到光波的一半左右，显微镜下就显示为一块晕斑了。根据“阿贝极限”，传统显微镜能看清200纳米以上的细菌，但看不见200纳米以下的病毒和蛋白质分子。

　　后来，电子显微镜问世了。电子也是一种光波，波长极短，电子显微镜分辨率可以突破200纳米。“但是，电子显微镜时间分辨率低，不能观察运动的东西。”中科院化学所研究员方晓红说，“要观察生物，得把对象冷冻了，放进真空。没法看到活着的细胞器怎么运动和行使功能。”

　　一直到了1990年代，钻研显微镜技术的德国人黑尔（出生在罗马尼亚）提出了新的办法。他给普通的光源上，套上了一个面包圈一样的环装光源。“面包圈”负责“擦除”。

　　“两束光波长是一定的，一束激发荧光，环形的一束则退激发，这样就只留下中间一小块有光。”方晓红说。如此一来，显微镜分辨度终于突破了200纳米。黑尔给他的这项发明取名STED，即“受激发射损耗”。

　　黑尔后来回忆说，STED的灵感是他一次躺在床上看理论书籍时想到的，之后他立刻冲进了实验室，那是他科研生涯最激动的一刻。

　　STED技术之后，另一些技术方案也获得成功。此次两位美国诺奖得主的PALM技术，思路截然不同。STED是靠擦除光晕提高分辨率；PALM则是设法让光点不要挨得太近。

　　利用生物基因改造，被观察的蛋白质分子与荧光蛋白质分子整合（相当于给每个对象配一盏指示用的灯泡）。灯泡要发荧光，先得被一种特定波长的激光激活。PALM技术的要诀，就是每次只给很低能量的激光，这样，灯泡的大海之中，只有几个激活，灯泡挨在一起的几率基本为零。PALM会拍很多张照片，每张照片上，都有稀稀拉拉、位置清楚的发光分子，叠加在一起就显示出蛋白质分子精确的分布。假如在普通显微镜下，就会呈现为模糊一片。

　　方晓红从事的研究，也得益于这些技术进步。她提到，哈佛大学华人教授庄小威的STORM技术，同是大获成功的超分辨率显微技术，与PALM技术同样发明于2006年，此次没有同获诺奖有些可惜。在科学网博客上也有人为庄小威鸣不平。

　　“这些技术虽然比较新，但在化学和生物学上已经广泛应用。它们突破了‘光学分辨率极限不可突破’的认识，很了不起。”方晓红说，“黑尔在1990年代就提出了STED技术，但真正用到生物观测还是2007年。因为黑尔是个物理学家，一开始大家没有意识到STED技术用在细胞方面的前景，十几年后才有了认识。2009年我们在北京开香山会议，邀请黑尔来的时候，大家已经都说他迟早会获诺贝尔奖。”