人类视觉的延伸

人类视觉的延伸(一）——望远镜

人类凭借着上天赋予的双眼，注视过奔驰的骏马、跳跃的羚羊；遥望过无垠的大海、浩渺的星空，从而也诞生了无数个目光炯炯的战士、明察秋毫的猎人、仰观天象的智者和“在乎山水之间”的文人墨客，创造了许许多多美丽不朽的神话故事。人类在尽情地使用着这双其实能力非常有限的眼睛。

然而，在公元17世纪之前，人类仅以这双天赋的慧眼面对着博大浩瀚的，亦或是危机四伏的自然界，目光是多么的迷惘啊。暮色苍茫，星光微弱，虎豹豺狼双目如电，人类就这样在黑暗中蜗行了千万年。“把我的眼睛放在飞鹰身上”——这古老的诗句说出了人类对知觉自由,对视觉延伸的渴望。

望远镜

——将人类的视觉延伸到极遥远处

1608年，荷兰眼镜商人李波尔赛偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物，受此启发，他制造了人类历史第一架望远镜。

1609年意大利的科学家伽利略制作了一部口径42mm的望远镜。这部望远

镜使他大开眼界，他惊讶地发现，月球表面有高山和无数的坑洞；金星也有如月球

般，有著盈亏的变化；而木星旁竟有四颗小星星绕著木星公转！这些发现彻底地颠

覆了传统天文观念，伽利略成为有史以来使用望远镜观察天空的第一人, 天文学也

从此进入了望远镜时代。

1611年，德国科学家开普勒改良了目镜，使放大倍数有了明显的提高，人

们称之为开普勒式望远镜, 至今仍是折射式天文望远镜的主流产品。伽利略制造两架望远镜，现收藏于意大利

佛罗伦萨科学博物馆

1668年牛顿发明了反射式望远镜。这是天文望远镜的一大突破，因为反射式望远镜在制造上远比折射式望远镜容易得多，并且没有折射式望远镜的色差现象，使得观测品质大幅提升。

1672年法国人盖赛格林变更了牛顿式反射镜的焦点位置，发明了盖赛格林式反射望远镜，使反射望远镜得到了非常广泛的应用。

这几位十七世纪的伟大科学家，分别留下了以自己名字命名的光学系统，

使十七世纪在望远镜史上发出耀眼的光芒。自此以后，世界上的天文台便越来越

多，望远镜也越来越大，天文学的进展也越来越快！ 牛顿发明的反射式望远镜

1931年德国人史密特把反射式望远镜和折射式望远镜

合而为一，发明了折反射式望远镜，也就是史密特式望远镜(史密特照相机)。这种望远镜光力强、视场大、象差小, 适合于拍摄大面积的天区照片。后来俄国人马克斯托夫发明了另一种折反射式望远镜——马克斯托夫望远镜。

凯克望远镜（Keck I ，

Keck

II ）：当前世界上已投

入工作的最大口径的光

学望远镜

欧洲南方天文台甚

大望远镜（VLT ）

1932年央斯基（Jansky. K. G ）用无线电天线探测到来自银河系中心（人马座方向）的射电辐射，发明了无线电波望远镜。这是天

文望远镜的另一次革命,它使望远镜所能看到

美国科学家央斯

基（K.G.Jansky）

的波长范围从可见光延伸到所有电磁波。

1962年，Ryle发明了综合孔径射电望

远镜，他也因此获得了1974年诺贝尔物理学奖。

双子望远镜（GEMINI）：它由两个8米望远

镜组成，一个放在北半球，一个放在南半球，

以进行全天系统观测

而后人们又相继发明了红外望远镜、紫外望远镜、X射线望远镜、γ射线望远镜。

联邦德国100米

直径的全向转动

抛物面射电望远

镜，世界上最大的

可转动单天线射

电望远镜

乌鲁木齐天文站的25米

射电望远镜

美国的VLBA阵

世界上最大的单孔径射

电望远镜，直径达305

米的抛物面射电望远镜

北京天文台密云综合孔径射

电望远镜，由它产出了国际

上最完备的低频星表（MYC

327MHz）

中国科学院大天区多目

标光纤光谱望远镜

（LAMOST）

我们知道，地球大气对电磁波有严重的吸收，我们在地面上只能进行射电、可见光和部分红外波段的观测。随着空间技术的发展和上述其它波段的望远镜的发明，便产生了可以在大气层外观测的空间望远镜

（Space telescope）。

由美英荷联合发

射了第一颗红外

天文卫星IRAS

伦琴X射线天文

卫星（简称

ROSAT）

红外空间天

文台

（ISO）

欧洲共同体宇航局发

射的名为XMM的卫星

美国发射的装备紫

外望远镜的FUSE卫

星

γ射线望远镜

二十一世纪是人类征服太空的世纪，随着

科学技术的发展，一些功能更加强大的望远镜将被

发明和应用，人们还将在月球上建立月基天文台，

人类的视觉将会向更加遥远的宇宙太空延伸。

哈勃空间望远镜通过偏振过滤

器拍摄的蛋星云伪彩照片

二十一世纪初的空间天文

望远镜“下一代大型空间

望远镜”

（NGST）

人类视觉的延伸(二）——显微镜——将人类的视觉延伸到极细微处

大约在十六世纪末，荷兰的眼镜商詹森（Zacharias Janssen）和他的儿子把几块镜片放进了一个圆筒中，结果发现通过圆筒看到附近的物体出奇的大，这就是现在的显微镜的前身。荷兰人詹森

第一部复合式显微镜

1665年，英国科学家罗伯特 · 胡克（人们可能更熟悉他的另一个发现：胡克定律）用他的显微镜观察软木切片的时候，惊奇的发现其中存在着一个一个“单元”

结构。胡克把它们称作“细胞”。 英国科学家 罗伯特 · 胡克 胡克发明的显微镜 胡克观察到的

软木片的细胞

结构 胡克显微镜下的

跳蚤

荷兰人安东尼 · 冯 · 列文虎克（Anthony Von

Leeuwenhoek ，1632-1723)制造的显微镜让人们大开眼界。列文虎克自幼学习磨制眼镜片的技术，他制造的显微镜其实就是一片凸透镜，而不是复合式显微镜。不过，由于他的技艺精湛，磨制的单片显微镜的放大倍数将近300倍，超过了以往任何一种显微镜。当列文虎克把他的显微镜对准一滴雨

水的时候，他惊奇的发现了其中令人惊叹的小小世界：无数

的微生物游曳于其中。他把这个发现报告给了英国皇家学

会，引起了一阵轰动。

列文虎克的显微

镜

复合式显微镜成像光路图