一天，天空忽然下起了滂沱大雨，狭小的实验室又黑又闷(mēn)，列文虎克无法再观察显微镜，便站在屋檐下的窗口，眺望从天飞落的雨水。忽然，他萌(méng)生了一个念头：用显微镜来看看雨水里有什么东西。于是，他跑到屋檐(yán)边上，用吸管在水塘里取了一管雨水，滴了一滴在显微镜下，进行观察。
“雨水怎么会活？”列文虎克不禁大叫起来。原来，他看到雨水里有无数奇形怪状的小东西在蠕(rú)动。他认为是自己眼睛过于疲劳而造成错觉，便揉了揉发涩的眼皮再看，结果仍与刚才一样，他感到十分惊骇(hài)，连忙大声呼唤自己的女儿，女儿听到父亲的喊叫声，以为实验室里发生了什么意外的事，直奔实验室。
“我给你看个东西。”列文虎克指了指显微镜。女儿凑到显微镜跟前一看，惊奇地叫道：“哎呀，这是什么东西啊？跟童话里的‘小人国’一样。”
“是啊，确实太不可思议了。”列文虎克陷入了沉思，“这些‘小人国’里的‘居民’是从天上来的吗？”
为了验证这个问题，列文虎克叫女儿用干净的杯子到外面接了半杯雨水，然后取出一滴，放在显微镜下，结果没有看到什么东西。可是，过了几天再观察，杯子里的雨水又有“小居民”了。结论是显而易见的：这些“小居民”不是来自天上。
雨水里有“小居民”，那么其他东西里有没有呢？他将牙齿缝中的牙垢取下来，用刚取的雨水稀(xī)释之后，放在显微镜下，结果看到了“小居民”；他又将泥土取来，用刚取的雨水搅拌后，取一点放在显微镜下，结果也看到了“小居民”。列文虎克将这些实验记录，写成实验报告，寄给英国皇家学会。
列文虎克的这篇实验报告无异于向英国学术界投掷了一颗重磅(bàng)炸弹，引起一片哗然。
“雨水里怎么会有生物，这简直是胡说八道。” ……
“看这报告的格式、文法，就可想而知文章的真实性。”
绝大多数的科学家持怀疑的态度。幸亏英国皇家学会具有严格的收验科技成果的法规。这些法规不允许草率地将这篇文章束之高阁(gé)。
于是，英国皇家学会组织了由12名学术权威组成的考察团。他们乘船渡过北海，来到列文虎克的家乡——荷兰的德尔夫特。
在列文虎克家，科学家们在显微镜下，观察到了水中的“小居民”。他们激动万分，纷纷称赞列文虎克的发现“具有里程碑的意义”。考察结束后，他们向英国皇家学会提交了书面报告，报告称：“列文虎克在他的小实验室里创造了奇迹！”
列文虎克发现的“小居民”就是后来人们所说的细菌。他的这一发现，打开了微观世界的一扇窗口。透过这扇窗口，人们看到了一个神奇的微观世界。
1680年，列文虎克被选为英国皇家学会会员。这是对他20年来刻苦钻研的最好褒(bāo)奖。