這個取決於你怎麼定義這個“真面目”，如果是指一般生活中那樣看到原子清晰的表面的話，那麼任何顯微鏡都無法做到，因為原子核外面由電子包裹，在這個微觀世界中電子的物理特性無法用宏觀世界中的物體(如玻璃球)的特性來進行理解，任何用其它粒子(如光子)觀測電子的行為都將會將電子的真實“面目”完全“打碎”(測不準原理不是三句話就能說清楚，我這麼寫不嚴謹但是很容易使人理解。)

首先要說，任何手段，觀測到的物體都是物體的一個側面，一個性質，而不是所謂“廬山真面目”。就好比，你用眼睛看一個人，好像看到的是“廬山真面目”，但隔著衣服，看不到心神，對方可能戴著假面。

那，科學家怎麼看到原子的一個側面，一個剪影呢？最重要的技術，有3：STM，TEM，AFM。

1，STM：掃描隧道顯微鏡

原理呢，基本上就是電子的隧穿效應。當探針和樣品足夠近的時候，電子就可以像穿牆一樣，穿過探針和樣品之間的空隙，形成隧穿電流。這樣就能知道樣品的高度，各個點上測出高度，就能得知形貌了。

上圖，即使IBM的科學家用氦原子在金屬基板上做的動畫，這也是世界上最小的動畫。

2，TEM，透射式電子顯微鏡。

原理呢，和光學顯微鏡一樣的。不過是讓電子代替了光的功能，用電子來成像。電子的能量更高，德布羅意波長更短，也就可以做到更好的解析度。

上圖就是用TEM觀測單層石墨烯的結果。

3，AFM，原子力顯微鏡

這個原理就更簡單了。所謂“盲人摸象”，就是你用手摸一個什麼東西，高低起伏，心裡大概就有點數了。AFM一樣，只不過手換成了一根很細很細的針。針在樣品表面摸一摸，樣品的樣子也就心裡有數了。

上圖，就是中國科學家用原子力顯微鏡做出來的優秀成果。