問自己一個問題,什么是最好的?
家人朋友,免費的;陽光空氣,免費的;有人說風景是需要隔在柵欄后面,是收費的,但那樣的風景一定不是最美的風景。最美的風景,是你開車行駛在高速公路上抬頭看見的一抹夕陽,是你行走在鄉間路上低頭發現的一株野花,是你在寂靜的夜晚仰望的星空。沒有陽光空氣,我們的生存都談不上;沒有家人朋友,生存就沒有什么意義;沒有那些風景,生存必定也是干枯的。但是現在忙碌人生,有多少人還會在夜里來到室外,看一眼星空呢?事實是,就算來到室外,城市的燈光和大氣污染也都將這些星星匿了身影。
對一般人來說,抬頭看星星已經是一種生活情調,如果要看得更真切,還要往前走一步,買望遠鏡來觀看星象。現在,已經有很多適合個人觀測愛好的天文望遠鏡,價格也不算很貴。當然,如果你覺得仍然無法承受的話,可以學赫謝爾,他就在18世紀自己制造一架高倍數望遠鏡,而且還發現了天王星。而此時,距離望遠鏡的誕生也不過過了一個世紀。
世界上第一架望遠鏡是于1608年由荷蘭人漢斯·李波爾所發明。漢斯在荷蘭的米德爾堡開著一家眼鏡店,自己擔任店里的眼鏡師,相當于今天的配鏡師。那時候戴眼鏡的人不像今天這樣多,幾乎只有一些貴族才會佩戴眼鏡,即使戴眼鏡也不是因為視力問題,而是單純為了炫耀身份。
一天中午,漢斯外出給一位貴族老爺配眼鏡回來,看見兩個小孩在他商店門前玩弄幾片淘汰下來的透鏡,他們對著遠處教堂的風標看得手舞足蹈,興高采烈。漢斯就有些奇怪,透鏡雖然能讓人看得清楚,但是卻看不到風標那么遠。漢斯就找來兩塊透鏡,模仿那兩個小孩的樣子看了一看,結果發現遙遠的風標被放大了許多,看起來非常清晰真切。漢斯非常興奮,顧不上吃午飯,就試著把兩個透鏡固定在一起。后來,經過多次研究,漢斯最終把兩片透鏡安裝在一個圓筒內。這就是最初的望遠鏡雛形,或者望遠鏡鼻祖。很快,漢斯便申請了專利。因為據說,當時在漢斯生活的小鎮上,有數十個眼鏡師都聲稱自己發明了望遠鏡。
前一陣子,發現“雙胞胎地球”新聞一直占據了各大網站的頭條,這顆星球的學名是開普勒452b,是由開普勒太空望遠鏡所發現。這組望遠鏡之所以叫做開普勒是為了紀念德國天文學家約翰尼斯·開普勒。就在荷蘭的眼鏡師們都在為了望遠鏡的專利而鬧得不可開交的時候,開普勒已經把望遠鏡制作的工藝寫進了《屈光學》。雖然開普勒自己并沒有動手制作望遠鏡,但是他所提出的理論影響了其后的望遠鏡歷史。開普勒望遠鏡的原理是由兩個凸透鏡構成。這種望遠鏡方便安裝分劃板,性能優良。但這種結構成像是倒立的,所以要在中間增加正像系統。正像系統分為棱鏡正像系統和透鏡正像系統,天文望遠鏡一般是采用開普勒式。
1613年─1617年間,同樣是德國人的數學家沙伊納根據開普勒的理論制作出一種含有三個透鏡的望遠鏡。沙伊納一共制作了8臺這種望遠鏡,他觀察太陽發現,無論哪一臺都能看到相同形狀的太陽黑子。在此之前,人們也觀察到了太陽黑子,但是人們都認為這是敷在透鏡上的塵埃引起的錯覺。沙伊納證明了黑子確實是觀察到的真實存在。因為直視太陽光,對眼睛的損害很大,沙伊納在最前面的透鏡前加了一層特殊遮光玻璃。就是這塊不起眼的玻璃,起了至關重要的作用。相反,伽利略制作的望遠鏡沒有加此保護裝置,因此傷了眼睛,最后幾乎失明。
提到望遠鏡,就不能不提伽利略。
就在荷蘭的眼鏡師發明望遠鏡的第二年,遠在意大利的伽利略受到啟發,發明了40倍雙鏡望遠鏡。
雙鏡望遠鏡它一個凹透鏡和一個凸透鏡構成,前者是目鏡,后者是物鏡。這種望遠鏡結構簡單,能直接成正像。在當時非常受歡迎,許多貴族老爺都購買這種望遠鏡用來觀看劇場表演。但是這種望遠鏡視野比較小,不適合進行天文觀測。但是利用這個簡陋的望遠鏡,伽利略后來還是觀測到月球上的隕石坑、土星環、木星的衛星,并最終發現銀河系是由無數顆恒星組成的。這是歷史上,仰望星空的榜樣。伽利略曾說:“多謝有了望遠鏡,我們已經能夠使天體離我們比離亞里斯多德近三四十倍,因此能夠辨別出天體上許多事情來,都是亞里士多德所沒有看見的;別的不談,單是這些太陽系黑子就是他絕對看不到的。所以我們要比亞里士多德更有把握對待天體和太陽。”所以,也許伽利略的望遠鏡并不是最好的,但是他讓更多的人懂得了星空之美。
比開普勒和伽利略更進一步的是德國天文學家和物理學家惠更斯。他在1665年制作了一臺鏡筒長達6米的望遠鏡,用來觀測土星環。這不算什么,惠更斯再接再厲,后來又制作了一架長41米的望遠鏡。前面提到的赫謝爾,他所制造的望遠鏡簡直比一座屋子還大,重約1噸,反射鏡的直徑就有1.3米。
但是這些跟現在的天文望遠鏡相比,就是小巫見大巫了。20世紀40年代,美國帕洛馬山天文臺的5米反射望遠鏡重達600噸,一直霸占“世界之最”30多年,直到1975年蘇聯建成一臺6米望遠鏡,重達800噸。
我國天文觀測在很早就有了,但是望遠鏡的發展卻一直落后。北京古觀象臺所陳列的8件古代天文儀器,全部是外國傳教士所監制。近現代,我們的天文學基本上在原地踏步。但是隨著新中國的成立和我國對天文學的投入以及關注逐漸增加,中國天文望遠鏡經歷了從無到有、從小到大、從落后到領先的坎坷道路。北京懷柔觀測站的太陽磁場望遠鏡,是世界上第一臺能同時觀測三維磁場和速度場的太陽望遠鏡,2008年10月16日,“大天區面積多目標光纖光譜望遠鏡”(LAMOST)正式落成。它是亞洲最大的光學望遠鏡,突破了大視場和大口徑不能兼備的難關,能同時觀測20平方度視場中的4000~6000個目標。還有目前正在建設中的射電望遠鏡FAST,該望遠鏡利用貴州獨特的喀斯特地貌而建設,其設計口徑達到500米,有效口徑超過300米,建成后將是世界上最大的射電望遠鏡。且不說FAST的重量,單是占地面積,就超過了3個足球場。
雖然望遠鏡是收費的,但是星空是免費的,對于普通的觀測,一雙眼睛已經足夠。有句話說,我們走得太快了,要停下來等等靈魂。我說人們總是低頭忙生活,要抬頭看一看星空。
地球與“地球雙胞胎”開普勒452b
發明望遠鏡的荷蘭眼鏡師漢斯郵票
伽利略望遠鏡
開普勒
正在建設中的FAST射電望遠鏡
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