400年來，
望遠(yuǎn)鏡經(jīng)歷了巨大變革，口徑從幾厘米擴(kuò)大到10米。
(^$SM uC d5'4RYfkQ 1609年，伽利略第一次把他自制的望遠(yuǎn)鏡指向了天空，看到了一個(gè)從未謀面的宇宙。盡管他的折射望遠(yuǎn)鏡視野小，
光學(xué)系統(tǒng)存在畸變，但是它還是第一次把表面不平坦的月亮呈現(xiàn)在伽利略眼前。
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!{T ~:N 1[ 自1609年之后的400年來，許多天文觀測(cè)者通過他們改進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡打開了一扇又一扇宇宙未知之門。400年的風(fēng)風(fēng)雨雨，見證了望遠(yuǎn)鏡從不太完美到幾近完美的成長(zhǎng)，也記錄了無數(shù)天文觀測(cè)者為追求更加完美的望遠(yuǎn)鏡而走過的艱辛歷程。
mW1T4rR' yGC3B00Z 反射望遠(yuǎn)鏡初露頭角
$$ eBr8 )D" 2Q: 早期的望遠(yuǎn)鏡——折射望遠(yuǎn)鏡——使用玻璃磨制的
透鏡收集和會(huì)聚光線。但是，它存在一個(gè)致命的光學(xué)缺陷——色差。因?yàn)椴煌伾墓饩�通過玻璃時(shí)的折射率略有不同，所以，它們無法精確地會(huì)聚到同一點(diǎn)上，形成色差，使得像的邊緣帶上顏色，而像本身也會(huì)變得模糊。
-Xt0=3, 3aFD* S 為了解決這個(gè)問題，早期的天文學(xué)家舍棄了折射望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)向研制反射望遠(yuǎn)鏡。偉大的科學(xué)家牛頓曾經(jīng)認(rèn)為，人們不可能制造出消除色差的透鏡。于是，他于1668年改用鏡青銅——一種銅錫合金——磨制反射鏡，制造反射望遠(yuǎn)鏡。這架反射望遠(yuǎn)鏡使用一塊球面反射鏡作為主鏡，一塊平面反射鏡作為副鏡，口徑約為3.3厘米，能把天體放大約40倍。
r[P+F YXIAVSnr 盡管是牛頓制造出了第一架反射望遠(yuǎn)鏡，但他并不是第一個(gè)提出設(shè)想的人。早在1663年，蘇格蘭數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家格雷戈里就想到使用兩塊反射鏡制造望遠(yuǎn)鏡。他的設(shè)想是使用一塊凹的拋物面反射鏡作為主鏡，一塊凹的橢球面反射鏡作為副鏡。很可惜，在17世紀(jì)60年代，沒有人能夠把反射鏡磨成除球面以外的其他曲面，因此格雷戈里的設(shè)想無法付諸實(shí)踐。
-*;JUSGh [s F/sa 3 1672年，法國一位中學(xué)科學(xué)課教師卡塞格林提出了一種新的反射望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)方案，主鏡像格雷戈里設(shè)想的一樣，使用凹的拋物面，副鏡則是凸的雙曲面。但是，像格雷戈里一樣，因?yàn)榧夹g(shù)上的限制，很多年以后，卡塞格林的設(shè)計(jì)才擺脫了紙上談兵的困境。
Z`>m Asli<L(?` 牛頓式的早期的反射望遠(yuǎn)鏡雖然消除了色差，但是還存在原先的折射望遠(yuǎn)鏡所具有的另一種光學(xué)缺陷——球差。這些望遠(yuǎn)鏡因?yàn)槭褂们蛎娣瓷溏R，所以靠近反射鏡中心的光線與靠近反射鏡邊緣的光線被反射到不同的焦點(diǎn)上。除非能把反射鏡磨制成其他曲面，不然球差這個(gè)問題將一直困擾著反射望遠(yuǎn)鏡，使得它暫時(shí)位居折射望遠(yuǎn)鏡之下。
]J lM/ Tua#~. 3}J 折射望遠(yuǎn)鏡重登舞臺(tái)
\vgM `32< yK 0iW 早期折射望遠(yuǎn)鏡最大的缺陷就是色差，曾經(jīng)因此而被舍棄。1729年，英國律師兼數(shù)學(xué)家霍耳提出的解決方案讓被舍棄的折射望遠(yuǎn)鏡重登舞臺(tái)。他嘗試使用兩種折射率不同的玻璃——火石玻璃和冕牌玻璃消除色差。他把折射率大的火石玻璃做成凹透鏡，折射率小的冕牌玻璃做成凸透鏡，然后把凹透鏡的凹面與凸透鏡的凸面拼合在一起，組成一塊復(fù)合透鏡。這塊透鏡對(duì)多種顏色的光線具有相同的
焦距，于是，色差在很大程度上被消除了。
*rmM2{6 Hli22~7 T: 1765年，英國
光學(xué)儀器專家多郎德又發(fā)明了一種性能更好的消色差透鏡。這種透鏡把一塊凹透鏡夾在兩塊凸透鏡之間，由3塊不同的透鏡組合而成。即使做了如此大的改進(jìn)，折射望遠(yuǎn)鏡還是不夠完美，口徑超過10厘米的透鏡難免會(huì)有氣泡、條紋等缺陷，使所觀測(cè)到的天體的形狀扭曲。這個(gè)問題制約了折射望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展，直至有個(gè)人制造出大口徑的沒有缺陷的透鏡。這個(gè)人就是瑞士工匠吉南德。
I[P_j`aE RP%FMb}nt 經(jīng)過近20年的試驗(yàn)和失敗，吉南德最終于1785年發(fā)明了一種新的透鏡鑄造工藝。他使用多孔黏土制作了一個(gè)攪拌棒，代替了原來的木制攪拌棒。當(dāng)用這種耐火的攪拌棒攪拌熔融的玻璃時(shí)，玻璃中的氣泡會(huì)上升到表面，而且能攪拌更長(zhǎng)時(shí)間，玻璃混合得更加充分，吉南德磨制的透鏡也就幾近完美。
]%+T+ zg(Y /|8/C40aY 通過與一家德國金融公司合作，吉南德把他制造透鏡的“秘術(shù)”傳授給德國
物理學(xué)家夫瑯和費(fèi)。夫瑯和費(fèi)制作了多架性能甚佳的望遠(yuǎn)鏡，并于1824年制成了24厘米口徑的多爾帕特折射望遠(yuǎn)鏡。
bdHHOpXM 8b< ' jft 反射望遠(yuǎn)鏡迎頭趕上
Ie/dMB=t V(0V$&qipc 由于無法突破磨制非球面反射鏡的瓶頸，反射望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展停滯了長(zhǎng)達(dá)40年。直到1721年，英國數(shù)學(xué)家和發(fā)明家哈德利通過自學(xué)掌握了用鏡青銅磨制反射鏡的技藝，并和他的兩個(gè)兄弟成功磨制出拋物面反射鏡，了卻了格雷戈里的心愿。此后的反射望遠(yuǎn)鏡，即使是牛頓式的，通常都采用拋物面的主鏡，從而消除了球差。這使得反射望遠(yuǎn)鏡在光學(xué)性能上全面超過了折射望遠(yuǎn)鏡。
KVPWJHGr c>BDw < 英國天文學(xué)家赫歇爾在制造望遠(yuǎn)鏡方面名高望重。1773年，他開始制造一些小口徑的望遠(yuǎn)鏡。1778年，他磨制出口徑為15厘米的鏡青銅反射鏡，制造了一架長(zhǎng)2.1米的牛頓式望遠(yuǎn)鏡。將它投入觀測(cè)工作2年半后，赫歇爾發(fā)現(xiàn)了天王星。
lMe+.P| S&NWZ:E3[ 1783年，赫歇爾制造了一架46厘米口徑、6米長(zhǎng)鏡筒的望遠(yuǎn)鏡。他最寵愛這架望遠(yuǎn)鏡，后來使用的次數(shù)也最多。1789年，他又制造了一架1.2米口徑、12米長(zhǎng)鏡筒的望遠(yuǎn)鏡。因?yàn)檫@兩架望遠(yuǎn)鏡體積龐大，他需要借助木架支撐的纜繩升降它們。那架12米長(zhǎng)鏡筒的望遠(yuǎn)鏡，曾經(jīng)是世界上最大的望遠(yuǎn)鏡。直到1845年，愛爾蘭的羅斯伯爵三世帕森斯打破了紀(jì)錄，制成了一架1.8米口徑的望遠(yuǎn)鏡。
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` 帕森斯早就想擁有一架更大更好的望遠(yuǎn)鏡，超過赫歇爾，而他能實(shí)現(xiàn)心愿的惟一辦法就是自己制造。幸運(yùn)的是，他既有財(cái)力，又有物力。于是，他便開始在愛爾蘭的比爾城堡辛勤磨制。
_z53r+A 98lz2d/Fcq 為了完善自己的技藝，帕森斯先制成了一塊口徑為38厘米的反射鏡，接著是60厘米的，最后是90厘米的。他那塊口徑為90厘米的反射鏡超越了赫歇爾的反射鏡，呈現(xiàn)出更明亮、更清晰的像。帕森斯沒有停滯，他再創(chuàng)佳績(jī)，把反射鏡的口徑翻了一倍。
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wd< 然而，這塊口徑為1.8米的反射鏡花了帕森斯很多心血。在失敗了四次之后，第五塊反射鏡終于成功。它的質(zhì)量約4噸，帕森斯把它安裝在16.8米長(zhǎng)的鏡筒里，還特意打造了兩堵石墻支撐鏡筒。1845年，帕森斯和他的助手們建成了這架巨鏡。
TiD|.a8S jAfqC@e 由于受到支座的牽制，這架望遠(yuǎn)鏡活動(dòng)并不自如，只能上下轉(zhuǎn)動(dòng)，左右轉(zhuǎn)動(dòng)的幅度很小，這大大限制了它的觀測(cè)范圍。而且天氣也不作美，觀測(cè)的時(shí)間非常有限。盡管帕森斯用它觀測(cè)了一些旋渦星系，但是總的來說，這架巨鏡并不實(shí)用。不過，它還是暫居了世界上最大望遠(yuǎn)鏡的位置，直至1917年。
MGH2z: qD {~QHDa 最后一架采用鏡青銅反射鏡的大型望遠(yuǎn)鏡于1868年制成。此前6年，一個(gè)由天文學(xué)家和望遠(yuǎn)鏡制造者組成的委員會(huì)討論建造一架望遠(yuǎn)鏡放在南半球。他們決定在澳大利亞的墨爾本建造一架1.2米口徑的反射望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)時(shí)，鍍銀玻璃剛剛問世。但是，委員會(huì)認(rèn)為，鍍銀玻璃的光澤褪得太快，容易受到天氣的影響損壞或破裂，他們最終還是選擇了鏡青銅反射鏡。這架墨爾本望遠(yuǎn)鏡工作了10年，后來終因失修，光榮退休。
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