望远镜的发明者

望远镜，顾名思义就是一种能够望得见远处东西的仪器。如果你用来观赏足球赛或歌舞表演，你将会有身临其境之感；如果你用来看星星望月亮， 天上的星星好像就在你眼前内烁，皎洁的月亮也仿佛伸手可及。望远镜的功劳就在于把你和远处物体的距离拉“近”了。

最早的望远镜竟被人们看作是一种玩具，你也许没有想到吧！ 事情还得从 1608 年说起。

当时，在荷兰的米德尔堡，有一个眼镜匠，名叫李普希，他整天忙忙碌碌地为顾客磨镜片、配眼镜，在他的店铺里，各式各样的透镜琳琅满目，让人目不暇接。

由于眼镜生意本小利微，李普希勉强维持 5 口之家的生活，无钱给 3 个可爱的男孩买玩具，因此，父亲的废镜片就成了小兄弟们的玩具了。

一天，3 个孩子在阳台上玩耍，最小的孩子两手各拿一个镜片，在阳台的栅杆上前后比划看着远处的景物，突然，他发现教堂尖顶上的风向标变得又大又清楚，两个小哥哥也好奇地拿着两个废镜片往远处看，果然，远处房上的瓦片、小鸟⋯⋯都好像是近在眼前，看得那么清晰。孩子们高兴地将他们的发现告诉了父亲。

李普希将信将疑地按照孩子们说的那样试验着，他将一块凸透镜和一块凹透镜组合起来，把凹透镜放在眼前，将凸透镜放在前面一点，当他把两块透镜对准窗外远处教堂尖顶上的风标时，李普希惊奇地发现，这只风标被大大地放大了，似乎就近在眼前，伸手可及。

这一发现，立刻传遍了米德尔堡，人们纷纷来到他的工作室要求一饱眼

福，有人甚至愿出高价买下这个“玩具”，拿回家一人独享。

李普希意识到这是一桩赚钱的买卖，于是就向荷兰国会提出了申请专利的要求。1608 年 10 月 2 日，国会审议了这件事，认为这种“玩具”应该有个正规的名称，并且要求发明者对它进行改进，使它能够同时用两只眼睛进行观看。李普希经过考虑，给它取了个名字，叫“窥探镜”。这一年的 12

月 15 日，他又交给国会一架经过改进的双筒窥探镜，国会给了他一大笔奖金。

尽管荷兰人想尽办法保守望远镜的秘密，但是，望远镜的消息还是不胫而走，很快传遍了欧洲。

1609 年 6 月，居住在意大利威尼斯的物理学家伽利略听到这一消息后， 立刻买来镜片，安装在一个铜筒的两端，经不断改进，制成了够观察天体的望远镜，它帮助伽利略打开了宇宙的大门。

1609 年末到 1610 年初，伽利略利用望远镜这一工具，不断地对天体进行观察。他发现月球表面并不光滑，而是山峰高耸；他看到银河系是由无数星体组成；他找到木星的卫星；他还观察到太阳的黑子、金星的盈亏、土星的光环等等。

这一系列的发现，却触怒了教会，因为他们过去始终认为天上是完美无缺的，如今，不仅月亮上有斑点，连太阳也有缺陷，这如何了得？教会诬蔑伽利略是骗子，望远镜是“魔鬼”的发明，并于 1616 年和 1633 年两次将伽

利略传到罗马，最后决定将他终身监禁，直到 300 年后的 1980 年罗马教庭才宣布取消对伽利略的审判。伽利略的望远镜与荷兰李普希发明的一样，都是由凹透镜和凸透镜组成的，我们称它们为“折射式望远镜”。这种望远镜有一个重要缺陷，就是所有的图像都带有彩色的边缘，这种情况有点像彩色电视机图像发生叠影时一样，科学家们称它为透镜的“色差”。如何才能克服这一缺陷呢？

英国科学家牛顿解决了这个难题。他在研究光的折射的基础上，提出了自己的看法。他说：

“望远镜的完善程度所以迄今受到限制的原因，主要不是由于缺乏那种其形状真正像光学专家们所规定的透镜（所有的人迄今都是这样想的），而是因为光本身是一种折射率不同的光线的复杂混合物。所以即使有一个透 镜，其形状如此精确，能把任何一种光线汇集到一点，但它却不能把那些以相同的入射方向射到同一种媒质而会受到不同折射的光线，也汇集到同一点上来。⋯⋯这就使我去考虑反射现象，而在我看到它是有规则的，一旦光线的反射角都等于它们的入射角的时候，我理解到如以反射现象为媒介，而且只要能够找到一种反射材料，把它像玻璃那样磨得光洁，又能反射像玻璃所能透射的那样多的光、并且也能获得把它磨成抛物面形状的工艺，那末光学仪器可以做到任何可设想的完善程度。”

1668 年牛顿把这种设想变成了现实，制成了第一架反射式望远镜模型，

镜筒直径约为 2.5 厘米，全长约 15 厘米。

1671 年制成了经过改造的第二架反射式望远镜。这架望远镜至今还保存在英国皇家学会的图书馆里。现在制造的反射式望远镜的构造，与牛顿的反射式望远镜基本相同。

在美国新泽西州霍尔姆德尔，有一个非常著名的贝尔电话实验室，那是电话发明者贝尔在 19 世纪末创建的。这个实验室可出了不少名人，其中有一

个是 20 世纪 30 年代在这个实验室工作过的一位无线电工程师，名叫央斯基。

1931 年，26 岁的央斯基在贝尔电话实验室进行有关长距离无线电通讯方面的研究。在这种通讯中，经常可以听到一种“嘶嘶”的声音，使他很伤脑筋，他根本不知道这种声音来自何方。为了找到这种干扰的原因，央斯基特地设计制造了一副可以转动的奇怪天线，这副天线看上去像个稀稀落落的平面网架，下面是 4 个从旧福特汽车上拆下来的轮于，人们戏称它为“旋转木马”。这副天线的方向性很强，投人使用以后，接收到了大量主要来自雷暴的干扰信号。不过，其中有一种微弱的、有规律的干扰信号引起了央斯基的注意，这种信号每隔 23 小时 56 分钟出现一次最大值。“它来自何方呢？” 央斯基开始了认真调查。

1933 年 4 月，在一次国际性会议上，央斯基郑重地宣布：“⋯⋯最初， 我以为这种干扰信号来自太阳的无线电波，经过仔细观测，我发现它来自银河中心的方向。”于是，这份报告成了射电天文学的第一篇经典著作，央斯基也成了射电天文学的开创者。

1933 年 5 月 5 日，美国《纽约时报》头版发表消息——“来自银河中心的新的无线电波”，全世界不少报纸对此作了广泛报导。然而，奇怪的是， 这一发现并没有引起科学界的广泛注意，就连央斯基本人对这项发现究竟有多大意义也表示怀疑。因此，他在这方面没有再花更多的精力，以后，央斯基实际上已经放弃了刚刚露了点头的射电天文学，而将注意力转向了其他领域。

有意思的是，央斯基的发现却引起了一个业余无线电爱好者——青年工程师雷伯的注意。1937 年，雷伯在美国芝加哥郊外自己家的后院里，安装了一架直径 9．45 米的抛物面反射器，这便是世界上最早的射电望远镜。1938 年初，雷伯开始用它进行观测，并接收来自太阳和其他天体的射电波，从而证实了央斯基的发现。雷伯于 1940 年发表了自己的观测结果。

在第二次世界大战期间，人们发现雷达的干扰与太阳的射电活动有关， 这才开始认识到天体射电的重要性。战后，射电望远镜极大地扩展了人类的视野，揭开了一个又一个宇宙的奥秘，20 世纪 60 年代，天文学家发现的星际有机分子、类星体、脉冲星以及微波背景辐射，都是射电望远镜的伟大功勋呢！

人类居住的地球被大气层紧紧包裹着，它阻碍着天文学家对天上星星的观测。不知你注意到没有，夏天的夜晚，当你抬头仰望星空时，会发现许多

星星都在“眨眼睛”，其实，这就是大气捣的鬼。另外，大气中漂浮着的水蒸汽、烟雾和尘埃等，都会影响对星星的观测。

摆脱大气层，到空间去进行天文观测，这是天文学家梦寐以求的愿望。这一天终于来到了！

1990 年 4 月 25 日，美国航天飞机“发现号”将一架称为“哈勃”的空

间望远镜发射进入到太空轨道，使天文学家们的梦想成真。哈勃是 20 世纪最伟大的天文学家之一，哈勃空间望远镜成了人类制造的第一架空间光学望远镜。

其实，早在 1923 年，德国火箭先驱奥伯兹就首先描述了在地球大气层外进行天文观测的优越性；23 年后，美国天文学家斯别兹第一次对空间望远镜进行了详细的设计研究，提出了远距离观测的概念；直到 1973 年，美国宇航局和欧洲空间局才同意合作设计“空间望远镜”项目，然而由于经费限制等原因，1990 年才得以完成升空。

哈勃空间望远镜的外形是一个圆柱形，长 13.3 米，直径 4.3 米，总重量

为 12.5 吨，即使放在地面，它也可算是一架大型望远镜了。它由光学望远镜组件、科学仪器舱以及保障系统三大部分组成。按照设计要求，哈勃空间望远镜可以看到地面望远镜 7 倍的深空，弱 50 倍的星星以及扩展 350 倍的宇宙空间。先进的航天技术可以使望远镜上 90％的部件得到保养、修理和更换， 这样，哈勃空间望远镜可以在太空中飞行 15 年，为天文学家寻找宇宙中出现

的任何蛛丝马迹。由于它的灵敏度和分辨率比地面望远镜强 10 倍，因此，天文学家期望它能够为他们观测到地面上无法观测到的“奇景异色”。例如， 宇宙中暗弱天体发出的可见光、紫外线；测量暗弱天体的化学成份、温度、运动特征；研究神秘莫测的类星体、彗星和遥远星系；考察爆发星系、气体云以及恒星发射的物质。不过，由于哈勃空间望远镜的主镜形状存在一些问题，使得它拍摄的照片质量不能尽如人意，美国宇航局已于 1993 年重新安装望远镜主镜，使它完全达到所设计的要求。

当然，在太空中遨游的望远镜也存在不足之处，例如天文学家很难对它进行校准，而且这巨大的望远镜在空间运行时也并不十分平稳。下一步天文学家的理想是什么呢？天文学家们希望把天文望远镜搬到月亮上去，在月亮上建立天文台呢！