坐观星河：天文望远镜发展简史(组图)
2008-6-12 10:32:55   中国国家天文

自从伽利略发明天文望远镜以来，光学望远镜经历了一次又一次的变革。从小口径望远镜到大口径望远镜，从折射望远镜到反射望远镜，威力不断增加。从用来观察遥远物体到探索浩瀚太空，天文学也随之取得了长足进步……

光学望远镜的历程

　　望远镜的童年

　　偶然的发现

　　人类从很早的时候起，就注意到了光的折射现象。一根直棍斜着浸入水中，它仿佛就在空气和水的界面处弯折了。把它取出水面，看到的还是一根直棍。弯折的并不是棍，而是光。

　　光在空气中传播，如果射到一块表面弯曲的玻璃上，那么垂直于曲面入射的光线将会进入玻璃继续沿直线传播，而不发生折射。但是，如果玻璃表面是凸的，它向着光源鼓起，那么射在偏离曲面中心某处的光线，将会倾斜地进入玻璃，并朝中心方向弯折。光的入射点离曲面的中心越远，就折射得越厉害。结果，射到曲面玻璃上的光就会聚到了某个“焦点”或焦点附近。

　　人们肯定早就知道放大现象。例如，树叶上的露珠可以放大树叶的叶脉图案。如果太阳光穿过一个注满水的球形玻璃容器，那么原本布及整个球面的光线就会聚集到焦点上，使位于焦点处的物体变热，甚至燃烧发出火焰。相传古希腊科学家阿基米德就曾用这种“燃烧玻璃”烧毁了围攻其故乡西西里岛叙拉古的罗马舰队。虽然这在事实上几乎不可能，但因古罗马哲学家塞涅卡记述了此事，它便成了著名的历史传说。

　　13世纪的英国学者罗杰.培根已经利用放大镜来帮助自己阅读，并建议人们戴上透镜以改善视力。在意大利，公元1300年前后就开始用凸透镜制作眼镜了，这对老年人很有用，故俗称“老花镜”。反之，凹透镜则有助于纠正近视。公元1450年前后，近视眼镜开始付诸实用。眼睛的种类很多，总的说来，如果透镜的中央部分比边缘薄，那么它将有助于纠正近视；如果中央比边缘厚，则有助于纠正远视。

　　在16世纪，荷兰人很善于制造透镜。相传就在一家荷兰眼镜店铺里，偶然有了一项新发现。

　　地处阿姆斯特丹西南约130千米的米德尔堡市，有一位名叫汉斯?利帕席(Hans Lippershey)的眼睛制造商。1608年的某一天，学徒趁他不在，闲暇之余通过那些透镜窥视四周自娱自乐。最后，这个徒弟拿了两块透镜，一近一远地放在眼前，结果惊讶地看到远处教堂上的风标仿佛变得又近又大了。

　　利帕席立刻明白了这项发现的重要性，并且认识到应该将透镜安装到一根金属管子里。他将这种装置称为“窥器”(looker)。后来，人们还曾称它为“光管”(optic tube)或“光镜”(optic glass)。直到1667年，英国诗人约翰?弥尔顿还在他的名著《失乐园》中，把这种仪器称为“光镜”。另外，也有人建议将其称做“透视镜”(perspective glass)。

　　不过，早在1612年，希腊数学家爱奥亚尼斯?狄米西亚尼就建议使用“望远镜”这个名称了。英语中，望远镜称为telescope，它源自希腊语中的tele(意为“遥远”)和skopein(意为“注视”)，也就是说，它使人们能够注视遥远的物体。1650年前后，这一名称站住了脚。

　　利帕席将望远镜奉献给荷兰政府，用作战争装备。那时，荷兰为了赢得独立，已经与西班牙苦战了40年。荷兰主要靠海军抵抗西班牙的优势兵力，从而得以生存。望远镜使荷兰舰队早在敌人看见他们之前，就先发现敌人的船只，从而使已方处于优势地位。

将望远镜指向天空

　　将望远镜指向天空

　　将望远镜用于探索宇宙的奥秘，要归功于意大利科学家伽利略。1609年5月，45岁的伽利略访问威尼斯，在那里听说有个荷兰人把两块透镜放进一根管子，从而发明了望远镜。按照他本人的说法，他思考后在一天之内就发明了自己的望远镜。他把一块凸透镜和一块凹透镜装进一根直径4.2厘米的铅管两端，使用时凹透镜在靠近眼睛的一端——它是“目镜”，凸透镜则靠近被观测物体的一端——它是“物镜”。

　　伽利略的那些望远镜，是人类历史上的首批天文望远镜，其性能也许还比不上现代的高品质观剧镜。然而，当伽利略将它们指向天空时，人类对宇宙和自身的看法就开始发生彻底的改变了。