不知多少个夜晚，他跪在作坊的一角，用工匠们扔掉的水晶片在磨具上磨呀磨。手磨破了，腿跪麻了，裤子也磨破了两个大洞。他一心扑在镜片上，忘了白天店铺一天的劳累，忘了时间已经到了凌晨。
一天早晨，他终于磨出了一块小巧玲珑、光亮夺目的凸透镜。它很小，但却可以将物体毫不变形地放大200倍。他把制成的镜片，镶嵌在木片挖成的洞孔内。随后找来了一根鸡毛放在镜片下，发现那一根根绒毛像树枝一样粗地排列着。他还观察了十几种树木和各种植物的种子，研究它们的纤维组织。在他的镜片下，跳蚤和蚂蚁的腿也都变得粗壮而强健。一切是那么神奇，他几乎不敢相信自己的眼睛，然而这又确确实实是他在镜子里看到的。
为了探索自然界更多的秘密，列文虎克决定磨制更精密的镜片。他感到原有的镜片放大倍数不够，而且木制的镜架既粗糙又笨拙。他苦思冥想，设计出了把两个镜片嵌在铜、银或者金制的圆形管子两头，中间安一个旋钮，用来调节两个镜片的距离，这样，就可以看到更清楚的图像了。这就是世界上最早诞生的金属结构的“显微镜”。
列文虎克用这架显微镜不停地观察、不停地记录，他几乎将生活中所有微小的东西都观察到了。他观察的东西越广泛，兴趣就越高涨，而镜子底下的微观世界就越吸引着他。
6年的学徒生活结束了，他回到了德尔夫特，独自开设了一家布匹商店。尽管商店的生意紧张，工作忙碌，他仍然没有放弃制造显微镜和他的科学观察工作。不久，他关闭了布匹商店，在市政府谋取了一份传达员的工作。他除了按时开关大门，准时敲钟报时以外，把所有闲下来的时间全部投入用显微镜观察自然现象的业余爱好。
1665年，列文虎克观察了动物组织的毛细血管。意大利人虽然四年前就发现了这些连接动脉和静脉的毛细血管，但列文虎克却第一次观察到了血液在这些毛细血管里的流动。1674年，他刺破手指，好奇地观察起血滴来。他发现在这流动的红色液体中竟有许多像小车轮一样在滚动的血液细胞，它是使血液呈红色的红细胞，他把这个发现立刻描画下来，并寄给当时的最高学术机关——英国皇家学会。于是他成了第一个看见并描述红细胞的人。
1675年的一天，列文虎克忽然想看看水滴放大了是什么样儿，于是他在花园的水池里吸取几天前下雨时积贮的雨水，放到显微镜底下观察。这一瞧可把他吓呆了。显微镜下，惊讶不已的列文虎克看到好几十个他称之为“微型动物”的东西，在那一小滴雨水中浮游着、扭动着，它们有的像小圆点在团团打转，有的弯弯曲曲像细线一样地摆动，有的则灵巧地徘徊前进，熙熙攘攘，活像一座动物园。
为了进一步证明这一惊奇地发现，他洗干净一个盘子，收集了清洁的水，用显微镜观察，发现里面并无那些小东西，而把这盘水积了几天灰尘后再观察时，竟在里面找到了成千上万个“微型动物”。
此后，他又从河水、井水、污水等凡是能找到水的地方弄水来进行观察，都发现有这样一个芸芸众生的“微生物”世界，特别在那些污水、脏水里更加繁多。由此列文虎克得出结论，有一种人们用肉眼看不到的微小生物（即微生物，其中大部分为细菌），存在于人们生活的周围。他是历史上第一个看到微生物的人。虽然当时他还不知道这些微生物与人有什么关系，但是他深信不疑这一发现的重要性，显微镜下的微生物世界他将发现的结果整理出来并绘制成图，写信寄给英国皇家学会。他以大量的不可否认的资料证实了微生物的存在，向人们展现了一个肉眼看不见的微观世界，他本人由此成为微观世界接待的人类的第一个使者。
然而皇家学会里的大科学家、大学者们却对此项发现感到震惊和怀疑，他们不敢相信列文虎克信中所叙述的内容。直至1677年，皇家学会会员罗伯特·胡克（英国物理学家、天文学家）依照列文虎克的说明做了一台显微镜，用这台显微镜，胡克亲眼真确地观察到了列文虎克来信中叙述过的发现。列文虎克一生的探索，20年的观察，终于被承认了。英国皇家学会吸收他为会员。人们从四面八方涌来，向这位年老的传达员请教各种各样的问题，就连高贵的英国女王也给他发来了贺信。
从此以后，他继续在微观世界中探索，他从自己的牙齿上刮下牙垢，混进一滴水，发现里面也充满了许多极小的微生物。接着他又获得了一个有趣的发现。他刚刚喝完热气腾腾的咖啡后，又刮下一些牙垢来观察，却发现显微镜下看到的只是一片片一动不动的微生物尸体。于是他机敏地作出判断：滚烫的咖啡把那些微生物杀死了。
光阴荏苒，他不断地认真细致地观察，并把他所观察到的新发现，源源不断地写信给英国皇家学会，直到他90岁逝世那年为止。他一生共向英国皇家学会寄送375篇研究论文，还向法国科学院寄送了27篇论文。他撰写的《列文虎克发现的自然界的秘密》是人类关于微生物的最早的专门著作。知识点红细胞红细胞也称红血球，在常规化验中英文缩写成RBC，是血液中数量最多的一种血细胞，同时也是脊椎动物体内通过血液运送氧气的最主要的媒介，同时还具有免疫功能。成熟的红细胞是无核的，这意味着它们失去了DNA。红细胞也没有线粒体，它们通过葡萄糖合成能量。
望远镜小记
17世纪初，在荷兰的米德尔堡小城，眼镜匠利珀希几乎整日在忙碌着为顾客磨镜片。在他开设的店铺里各种各样的透镜琳琅满目，以供客户配眼镜时选用。当然，丢弃的废镜片也不少，被堆放在角落里的废镜片成了利珀希三个儿子的玩具。
一天，三个孩子在阳台上玩耍，小弟弟双手各拿一块镜片靠在栏杆旁前后比划着看前方的景物，突然发现远处教堂尖顶上的风向标变得又大又近，他欣喜若狂地叫了起来，两个小哥哥争先恐后地夺下弟弟手中的镜片观看房上的瓦片、门窗、飞鸟……它们都很清晰，仿佛是近在眼前。利珀希对孩子们的叙述感到不可思议，他半信半疑地按照儿子说的那样试验，手持一块凹透镜放在眼前，把凸透镜放在前面，手持镜片轻缓平移距离，当他把两块镜片对准远处景物时，利珀希惊奇地发现远处的视物被放大了，似乎就在眼前，触手可及。
这一有趣的现象被邻居们知道了，观看后也颇感惊异。此消息一传开，米德尔堡的市民们纷纷来到店铺要求一饱眼福，不少人愿出一副眼镜的代价买下可观看物景变近的镜片，买回去后当做“玩具”独自享用，结果废镜片成了宝贝。受此启示，具有市场经济头脑的利珀希意识到这是一桩有利可图的买卖，于是向荷兰国会提出发明专利申请。
1608年10月12日，国会审议了利珀希的申请专利后给予了回复，受理的官员指着样品对发明人提出改进要求：能够同时用两只眼睛进行观看。“玩具”是大类，申请专利的这个玩具应有具体的名称，利珀希很快照办了。接着他又在一个套筒上装上镜片，并把两个套筒联结，满足了人们双眼观看的要求，又经过冥思苦想将这个玩具取名为“窥视镜”。这一年的12月5日，经改进后的双筒“窥视镜”发明专利获得政府批准，国会发给他一笔奖金以示鼓励。
望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开了，意大利科学家伽利略得知这个消息之后，就自制了一个。第一架望远镜只能把物体放大3倍。一个月之后，他制作的第二架望远镜可以放大8倍，第三架望远镜可以放大到20倍。1609年10月他做出了能放大30倍的望远镜。伽利略用自制的望远镜观察夜空，第一次发现了月球表面高低不平，覆盖着山脉并有火山口的裂痕。此后又发现了木星的4个卫星、太阳的黑子运动，并作出了太阳在转动的结论。
几乎同时，德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜，他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜，这种望远镜由两个凸透镜组成，与伽利略的望远镜不同，比伽利略望远镜视野宽阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。
开普勒伽利略的天文望远镜与荷兰利珀希发明的望远镜一样，都是由凹凸两透镜组成的，包括开普勒望远镜，均被称为“折射式望远镜”。由于镜片的色散作用，“折射式望远镜”看到的景物都带有彩色的边缘，如何消除透镜的“色差”这一缺陷呢？英国科学家牛顿试图解决这个难题。
牛顿用棱镜片做科学实验，观察发现棱镜片能把白光分解成七色，这意味着镜片可以把不同颜色的光聚集到不同的点，从而产生一种模糊而带色的影像。牛顿在研究光的折射课题后，提出了“反射现象”的思路来设计望远镜。他认为光本身是一种折射率不同的复杂混合物，它是有规律的，一旦光线的反射角等于它们的入射角的时候，假如以反射现象为媒介，而且只要能够找到一种反射材料，就可避免“色差”的缺陷。
1668年，牛顿把这个设想变成了现实，制成了世界上第一台反射式望远镜，这台轻巧的望远镜镜筒直径约有25毫米，全长约为150毫米。
超大天文望远镜不久，牛顿又对望远镜进行改进，1672年，牛顿做了一台更大的反射望远镜，送给了英国皇家学会，这台望远镜至今还保存在皇家学会的图书馆里。1733年英国人哈尔制成第一台消色差折射望远镜。1758年伦敦的宝兰德也制成同样的望远镜，他采用了折射率不同的玻璃分别制造凸透镜和凹透镜，把各自形成的有色边缘相互抵消。但是要制造很大透镜不容易，目前世界上最大的一台折射式望远镜直径为102厘米，安装在雅弟斯天文台。1793年英国人赫瑟尔制作了反射式望远镜，反射镜直径为130厘米，用铜锡合金制成，重达1吨。1845年英国的帕森制造的反射望远镜，反射镜直径为182米。1917年，胡克望远镜在美国加利福尼亚的威尔逊山天文台建成。它的主反射镜口径为100英寸（1英寸约为254厘米）。正是使用这座望远镜，哈勃发现了宇宙正在膨胀的惊人事实。
1930年，德国人施密特将折射望远镜和反射望远镜的优点（折射望远镜像差小但有色差而且尺寸越大越昂贵，反射望远镜没有色差、造价低廉且反射镜可以造得很大，但存在像差）结合起来，制成了第一台折反射望远镜。
第二次世界大战之后，反射式望远镜在天文观测中发展很快，1950年在帕洛玛山上安装了一台直径508米的海尔反射式望远镜。1969年在前苏联高加索北部的帕斯土霍夫山上安装了直径6米的反射镜。1990年，NASA将哈勃太空望远镜送入轨道，然而，由于镜面故障，直到1993年宇航员完成太空修复并更换了透镜后，哈勃望远镜才开始全面发挥作用。
由于可以不受地球大气的干扰，哈勃望远镜的图像清晰度是地球上同类望远镜拍下图像的10倍。1993年，美国在夏威夷莫纳克亚山上建成了口径10米的“凯克望远镜”，其镜面由36块18米的反射镜拼合而成。
2001设在智利的欧洲南方天文台研制完成了“超大望远镜”，它由4架口径8米的望远镜组成，其聚光能力与一架16米的反射望远镜相当。现在，一批正在筹建中的望远镜又开始对莫纳克亚山上的白色巨人兄弟发起了冲击。这些新的竞争参与者包括30米口径的“加利福尼亚极大望远镜”，20米口径的大麦哲伦望远镜和100米口径的绝大望远镜。它们的倡议者指出，这些新的望远镜不仅可以提供像质远胜于哈勃望远镜照片的太空图片，而且能收集到更多的光，对100亿年前星系形成时初态恒星和宇宙气体的情况有更多的了解，并看清楚遥远的恒星周围的行星。
