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发信人: emacs (In the Name of Love), 信区: Science
标  题: 宇宙学·观察宇宙的窗口·望远镜
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月03日12:34:21 星期六), 站内信件



　　　　阿西莫夫最新科学指南·宇宙学·观察宇宙的窗口

　　　　　　　　[美]I. 阿西莫夫　著　　朱　岚　译


观察宇宙的窗口

　　人类获取知识的最有力的武器，是他们的理解能力和推动这
种理解能力不断发展的强烈的好奇心。有才智的人不断地发明出
新的仪器，打开了我们的肉体感官所无法达到的境界。

望远镜

　　最著名的例子就是，1609年望远镜发明以后，新的知识大量
涌现。从实质上来说，望远镜只是一只特别大的眼睛。设在美国
加利福尼亚州帕洛马山上的望远镜，口径有5．08米（200英寸），
聚光面积为20多平方米（31000平方英寸），与人眼的6毫米左右
（1/4英寸）的瞳孔形成了鲜明的对照。 这架望远镜的聚光能力
可以把我们肉眼所能看到的星光亮度增强大约100万倍。它于1948
年首次启用，是当今美国使用的最大的一架；但在1976年，苏联
开始使用安置在高加索山上的一架口径为6米（236.2英寸）的望
远镜进行观测。



图：伽利略手制的望远镜。他将望远镜指向天空的时刻，
被认为是现代科学开始的时刻。

　　苏联的这架望远镜可说是这种望远镜的极限了，但实际上工
作并不理想。然而除了单纯地增加望远镜的口径外，还有其他改
进的方法。在20世纪50年代，图雷发明了一种电子显像管，可以
把望远镜收集到的弱光加以放大。将几个较小的望远镜统一使用，
跟单独使用一个比其中任何成员都大的望远镜，所得到的影像是
一样的。因此，美国和前苏联都在计划建造远远超过5米与6米口
径的望远镜集合体。此外，如果将一架大望远镜安放在环绕地球
的轨道上，便能够在没有大气干扰的情况下观测天空，因此它会
比安放在地球上的任何望远镜都看得清晰，这个计划也在进行中。
（译注：1990年4月25日， 美国发现号航天飞机成功地将哈勃望
远镜送入距地球600多公里（380英里）的轨道上。这架望远镜长
13.1米，宽4.27米，使用寿命为15年。）
　　望远镜对于人类的贡献不仅仅是放大与增强光线而已。1666
年，牛顿发现光可分解成各种彩色的光谱后，使望远镜朝着不单
是一个光线收集器的方向迈出了第一步。牛顿让太阳光束经过一
个棱镜后，发现太阳光束展宽成一条由红、橙、黄、绿、蓝、紫
等色组成的带，而且每一种颜色都逐渐过渡到下一种颜色（图2－
6）。 （当然，人们对这种现象是很熟悉的，因为它经常以彩虹
的形式出现。彩虹是太阳透过水滴时水滴产生棱镜效应而形成的。）

　

图：牛顿分解白光光谱的实验

　　牛顿所证明的是太阳光，或者说白光，是多种特定的辐射（
现在被认为是不同波长的波）的混合物。这些辐射在我们的眼睛
看来就是众多不同的颜色。棱镜之所以能够把颜色分开，是因为
当光由空气进入玻璃或由玻璃进入空气时，会产生弯曲；也就是
折射；各种波长折射的程度不同；波长越短折射就越大；因此，
波长短的紫光折射最大，而波长长的红光折射最小。
　　此外，这个现象还解释了早期望远镜的一个重大缺陷，即被
观测物体的四周有模糊的色环。这是光线经过透镜时由色散形成
的光谱。
　　只要使用透镜，就排除不了这种缺陷，牛顿对此深感失望。
因此，他设计并制造了反射望远镜，用抛物面代替透镜来放大影
像。由于所有波长的光都会产生相同的反射，因此在反射时不会
形成光谱，也主没有色环（色差）出现了。
　　到了1757年，英国光学家多朗德利用两种不同的玻璃组合成
透镜，一种玻璃可以抵消另一种玻璃形成光谱的倾向。这样就可
以制成消色差（无色）透镜了。使用了这种透镜后，折射望远镜
再度受到欢迎。1897年叶凯士天文台建造了一架透镜直径为1.02
米（40英寸）的最大折射望远镜。此后没有再造出更大的折射望
远镜来，将来也不可能造出来，因为更大的透镜吸收的光线太多，
会将其优良的放大率抵消。因此，今天的巨型望远镜都属于反射
望远镜，因为反射镜面很少吸收光线。


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