小镜片里的大宇宙

陈蓉

17世纪初，在荷兰的米德尔堡小城，眼镜匠利珀希几乎整日都在忙碌地为顾客磨镜片。在他开设的店铺里，各种各样的透镜琳琅满目，以供客户配眼镜时选用。当然，丢弃的废镜片也不少，堆放在角落里的廢镜片成了利珀希三个儿子的玩具。

一天，三个孩子在阳台上玩耍。最小的弟弟双手各拿一块镜片，靠在栏杆旁，前后比画着看前方的景物。他突然发现，远处教堂尖顶上的风向标变得又大又近，忍不住欣喜若狂地叫了起来，两个哥哥也争先恐后地夺下弟弟手中的镜片，观看房上的瓦片、门窗、飞鸟……它们都很清晰，仿佛近在眼前。

利珀希对孩子们的叙述感到不可思议，他半信半疑地按照儿子说的那样试验，手持一块凹透镜放在眼前，把凸透镜放在前面，手持镜片轻缓平移。当他把两块镜片对准远处的景物时，惊奇地发现，远处的景物被放大了，清晰得似乎就在眼前。

这一有趣的现象很快就被邻居们知道了，他们观看后也都颇感惊异。此消息一经传开，米德尔堡的市民们都纷纷来到店铺，要求一饱眼福，还有不少人愿意出一副眼镜的钱买下可让景物变近的镜片。就这样，原本一无用处的废镜片一时间竟成了“宝贝”。受此启示，具有经济头脑的利珀希意识到这是一桩有利可图的买卖，于是向荷兰国会提出了发明专利申请。

1608年10月12日，国会审议了利珀希的申请后给予回复，受理的官员指着样品对其提出改进要求：能够同时用两只眼睛进行观看；“玩具”是大类，所以申请专利的这个玩具应有具体的名称。

对于这些要求，利珀希很快照办了。他在套筒上装上镜片，并把两个套筒连接起来，满足了人们双眼观看的要求；又经过冥思苦想，将这个玩具取名为“窥视镜”。

1608年12月5日，改进后的双筒“窥视镜”发明专利获得了政府的批准，国会还发给他一笔奖金以示鼓励。

1609年6月，意大利天文学家和物理学家伽利略在威尼斯收到朋友寄来的一封信，信中说有个荷兰眼镜商造出了“窥视镜”，利用镜片的组合便可看清远处的景物。

伽利略获得信息后，意识到这项发明在天文学上具有应用价值，立即返回帕多瓦大学，集中精力研究光学和透镜，反复琢磨，并亲自动手将镜片安装在铜筒的两端，铜筒则被安置在固定的架上。最初的望远镜只能放大3倍，在此基础上，伽利略不断地摸索改进，最终使望远镜能够放大32倍。第一台天文望远镜就这样问世了。

从1609年末到1610年初，伽利略在佛罗伦萨用这台划时代的天文仪器进行天体观测：发现月球表面布满了凹坑和环形山；木星有4颗卫星，这4颗卫星像月亮围绕地球转动一样绕着木星转动；看到银河系是由无数星体组成；还观测到太阳的黑子、金星的盈亏、土星的光环等。

为把天象观察结果公之于众，伽利略于1610年3月在威尼斯出版了《星空使者》一书，揭示了这一系列重大的天文发现，轰动了整个欧洲。

不久，德国天文学家开普勒也制造出一台望远镜，这台望远镜的物镜和目镜都是用凸透镜组成：前端的凸镜为物镜，用来收集光线；后面的凸镜为目镜，可再次将景物放大。因此，用这台天文望远镜观察到的景物是倒着的，他发明的这台望远镜被称为“开普勒望远镜”。

开普勒用新的望远镜观测天象，将恩师——丹麦天文学家第谷观测到的777颗恒星扩展为1005颗，并于1627年编制并出版了《鲁道夫星表》，因其精确度高被视为标准星表。在整理第谷长达30年的天文观测资料时，他发现了行星运动的三大定律，后人赞颂开普勒是“宇宙的立法者”。

是天文望远镜为人类打开了宇宙的大门。伽利略发现了新宇宙，开普勒则为星空制定了法则。而最初引领这一切的，竟然是孩子的一次游戏。

1757年秋天，法国军队占领了德国，威廉·赫歇尔和他的妹妹离开故土，漂泊流浪到英国，靠在街头和酒吧卖艺维持生计，过着艰辛的生活。可是苦中有乐，这对兄妹对天文观测有着浓厚的兴趣。为了观测星空，他们决定自己动手研制大口径的反射望远镜。

那时，望远镜的物镜是一块青铜材料制成的反射镜，为了提高望远镜的取光效果和分辨能力，他们用手工将这块青铜磨成了高精度的抛物形镜面。兄妹俩经过数年的努力，终于制成了两台当时世界上最大的天文望远镜，其中一台望远镜口径为1.2米，焦距长达12米。

1781年春天的一个晴朗的夜晚，兄妹俩来到望远镜旁观察天象。当镜筒对准双子星座时，有一颗不寻常的六等小星进入他们的视线，引起了赫歇尔的注意。对星空非常熟悉的赫歇尔立即判断它是一颗未知的新星，经过连续半个月的跟踪观察，终于确定它是太阳系的一颗新行星——天王星，这一天是3月13日。为了嘉奖威廉·赫歇尔发现天王星，英皇乔治三世御封他为英国皇家天文学家。

现代望远镜的研制仍在继续。1937年，无线电爱好者、工程师雷伯在芝加哥郊区的寓所后院安装了一台直径为9.45米的抛物面反射器，以其代替透镜；1938年年初，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。这是世界上第一台射电望远镜。

第二次世界大战后，随着科学技术水平的日益提高，射电望远镜极大地扩展了人们的视野。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等，都是依靠射电望远镜创建的功绩。

为了揭开宇宙深处的奥秘，望远镜再创辉煌。美国在1962年启动了“空间望远镜”的研制。1990年4月25日，航天飞机“发现号”将一台名为“哈勃”的空间光学望远镜发射进入太空轨道。这台空间望远镜由光学望远镜、科学仪器舱及保障系统三大部分组成，其灵敏度和分辨率比地面望远镜强10倍，天文学家可借助它发现地面无法观测到的天体现象，并捜寻宇宙中出现的任何蛛丝马迹。