天文望远镜是谁研制的(天文望远镜的发展简史)

人类诞生以来，从混沌中涅槃出文明，早期沉浸在星座占卜中，权贵术士们都想控制这通天的本领，统治芸芸众生。
随着文明的积累裂变，总有一些冲在前沿的勇士们为普罗大众开路，创造出各种理论，发明各种工具，想要探知更多天上的事情，揭开更多神秘的面纱。
自从人类对光孜孜不倦的探索，那个神秘的宇宙奥妙越来越走进我们的视野。望远镜依托光学的基本理论，经历前仆后继的科学家们改进和发展，成为当下深空探索中那颗耀眼的明星。寻觅它的发展历程，或许可以发现人类前行中留下的印记。他们认识未知世界不可磨灭的精神意志，同时对知识的日积月累，助推人类不断迈向未来。
公元前470-390年，墨家代表人物墨翟记录了光线成像的观察结果，姑且是文献记载最早的小孔成像实验记录。在《墨经》中曾记载：“光之人，煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。在远近有端，与于光，故景库内也”。
翻译成白话就是说：“物体成像是光线形成的，光线射向人就如射出去的箭一样是直的。所以，人的下面会成像在高处，人的上面会成像在低处。原因是脚遮住了下面的光线所以成像在上面；头遮住了上面的光线，所以成像在下面。小孔的远近影响屏上像的大小”。
同时书中还记录了凹面镜可以聚焦太阳光线的观察结果，又记载：“鉴，中之内，鉴者，远中，则所鉴大，景亦大；近中，则所鉴小，景亦小；而必正。起于中缘正而长其直也。中之外，鉴者，近中，则所鉴者大，景亦大；远中，则所鉴小，景亦小；而必易。合于中缘正而长其直也”
大白话就是说:“如果物体在镜面的球心以内，则成像远离球心，所成的像全而大；靠近球心，则所成的像逐渐缩小，但肯定是正立的像。从球心内发出的光线会反射后直射向远方才形成放大的像。如果物体在镜面的球心以外，则成像靠近球心，所成的像全而大；远离球心，则所成的像逐渐缩小，但肯定是倒立的像。从外界发出的光线会反射后汇聚于球心附近而成缩小的像”。

公元前424年，古希腊喜剧之父亚里士多德·芬尼斯记录了装满水的各种形状的玻璃杯可以弯曲太阳光线。
公元前300年左右，希腊数学家欧几里德首次撰写了太阳光线、反射和折射的科学概述。
公元前140年左右，希腊天文学家托勒密著有《光学》一书共5卷。书中描述了平面镜的性质、反射定律、平面镜成像的计算方法，以及折射现象，入射角与折射角的关系等。
900-1100年，一些阿拉伯科学家开始研究光、镜子、透镜等的特性。其中科学家伊本·海瑟姆撰写的《光学之书》传播到欧洲，翻译成拉丁文后，成为欧洲探索透镜的基础。
1300年左右，第一批眼镜被发明了，据说是光学家阿尔马托和意大利人斯皮纳发明的。同期，矫正远视的凸透镜也被发明了。
1451年，德国人尼古拉斯-库萨发明了矫正近视的凹透镜。
1608年，荷兰眼镜制造商汉斯·利珀西提前注册了今天称为望远镜的专利，使得另外两位荷兰科学家申请专利的权利也就落空了。
1609年，意大利天文学家伽利略在前人的基础上凭全能的知识改进了望远镜，发明了人类历史上第一台天文望远镜。最初制作的望远镜，只能放大3倍，经过不断改进，伽利略最终制作出了一个放大倍数为32倍的望远镜。
后来，他通过自己设计的望远镜，第一次看清了月球上的环形山、土星环、太阳黑子甚至是星云团等，发现许多前所未知的天文现象，着实享受了一把“千里眼”带来的星空之旅。

伽利略望远镜

1611年，约翰内斯·开普勒对望远镜、光学和光线的内部工作原理进行了详细的科学解释，如何用凸透镜的物镜和目镜制作出更有用的望远镜，创造了第一台只聚焦于天文学的望远镜。

开普勒式折射式望远镜光路图

此后一段时间，大量科学家对天文的挚爱，引导他们努力探索和观察，各种场景的迫切需求，刺激不断对望远镜改进，发明出一些新式望远镜。如荷兰惠更斯的无镜筒望远镜、苏格兰的格雷戈里望远镜、牛顿反射式望远镜、卡塞格伦望远镜等，还有科学家罗伯特·胡克也对望远镜进行了进一步的发展和发明。

1638年，出现第一台等距安装的望远镜

1647年，长折射望远镜被发明

惠更斯望远镜

其中，牛顿在1668年发明了反射望远镜，主要是在主镜反射光束中加一块平面镜，与主镜光轴交角45°，使光束折转90°，从而使天体像成于镜筒外侧，便于观测。1672年，牛顿又制成了一种新的反射望远镜，一般称为牛顿望远镜，口径仅2.5cm，全长不过15cm，但具有光力强的优点，可以放大40倍，成像清晰，可与2m长的折射望远镜媲美，目前作为珍品收藏在英国皇家学会。

牛顿望远镜

1720年，英国数学家约翰·哈德利通过研究抛物面镜，显著改进了望远镜。后来，他还发明了一个双反射八分仪，用于测量太阳或一颗恒星在地平线上的经纬度，使精确定位变得容易多了。

哈德利望远镜

1776年左右，英国天文学家威廉·赫歇尔设计出大型反射望远镜，他一生磨制的反射镜面达四百多块，陆续磨制成功口径分别为15厘米、51厘米、122厘米的巨大反射式望远镜镜面，还造成一架口径1.22米，镜筒长达12米的大型金属反射望远镜，这为他发现天王星及其两颗卫星、土星的两颗卫星、太阳的空间运动、太阳光中的红外辐射奠定了基础。

赫歇尔40英尺望远镜（约1788年）

1897年，美国耶克斯天文台建造了101.6厘米折射望远镜，这是当时最大的望远镜。随着工业革命带来技术的跃升，建造大口径望远镜也不再受条件制约，一时间掀起建造大型望远镜的高潮。
1913年，德国光学家施密特结合“折射望远镜像差小但有色差而且尺寸越大越昂贵，反射望远镜没有色差、造价低廉且反射镜可以造得很大，但存在像差”的优点，发明了施密特望远镜。
1930年，第一架由法国天文学家李奥研制的日冕仪诞生了，这种仪器能够有效地遮掉太阳，散射光极小，因此可以在太阳光普照的任何日子里，成功地拍摄日冕照片。从此以后，世界观测日冕的活动逐渐兴起。
1937年，美国人雷伯潜心研制的射电望远镜终于成功了，是当时世界独一无二的抛物面型射电望远镜。
1940年，前苏联光学家马克苏托夫发明马卡苏托夫反射望远镜。同施密特望远镜一样也属于大视场望远镜，所不同的是其改正镜为一块较厚的球面弯月形透镜。
1955年，英国曼彻斯特大学建成当时世界上最大的76米直径的可转抛物面射电望远镜；
1960年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的马丁赖尔利用干涉的原理，发明了综合孔径射电望远镜。
1963年，美国波多黎各岛的山谷中建造了镜面直径305米的射电望远镜，后来又过扩建成350米。在中国“天眼”没诞生之前，一直独霸世界，前前后后几千名科学家使用它开展研究。

1970年，美国发射了第一颗X射线天文卫星——“自由号”发射升空，首次使用伽马射线望远镜。
1983年，美国、荷兰与英国联合发射了世界上第一款红外空间望远镜——红外天文卫星，轨道高度900公里，是太阳同步准极地轨道，绕地周期103分钟。卫星携带有57厘米口径的望远镜，在望远镜的焦平面上排列有4组远红外的探测器。这4组探测器非常灵敏，能记录到两英里外的一粒尘埃，它们探测的波段分别简称为12、25、60和100微米波带，同时使用这4组探测器可以测出红外源的温度，其中短的波长对研究太阳系中较温热的物质尤其有用，而探测较冷的恒星际红外源则更需要较长的波长。

IRAS

1990年，哈勃望远镜（HST）进入地球轨道，成为有史以来最著名、最重要的望远镜之一。
哈勃望远镜口径为2.4米，长度约16米，运行轨道在距离地表约640公里高空。初始发射带有的主要仪器组成有：广角和行星照相机（WF/PC）、戈达德高解析摄谱仪（GHRS）、高速光度计（HSP）、暗天体照相机（FOC）、暗天体摄谱仪（FOS）。
30多年来，哈勃拍摄了无数的星空照片，刷新了科学家对宇宙奥秘的一次又一次的认知，带给无数天文爱好者挥之不去震撼的瞬间，为天文学的发展立下汗马功劳。

哈勃望远镜

2001年，多国协作，由美国大学天文联盟（AURA）负责实施的双子望远镜正式投用，它由两个8米望远镜组成，一个放在北半球夏威夷，一个放在南半球智利，以进行全天系统观测。镜面使用银镀膜以增强反光率，可以获得3200公里以外。
2009年，开普勒望远镜在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地17-B发射台发射升空，主要目标是观察我们邻近恒星运行的行星。望远镜携带的光度计装备有直径为95厘米的透镜，它将通过观测行星的“凌日”现象搜寻太阳系外类地行星。
开普勒太空望远镜将对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系统展开观测，以寻找类地行星和生命存在的迹象。

开普勒望远镜

2020年，世界最大的射电望远镜FAST在贵州黔南州正式开放运行，500米口径球面射电望远镜开创了建造巨型望远镜的新模式，建设了反射面相当于30个足球场的射电望远镜，灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展人类的视野，用于探索宇宙起源和演化。

中国天眼

2023年，被誉为哈勃望远镜的继任者，詹姆斯·韦布空间望远镜将正式开工，拍摄第一批用于科学研究的照片。这个经历了无数次预算超支不断推迟的望远镜，会为科学家们带来哪些全新的认知，相信在我们的见证下，这一切会一幕幕穿梭在我们的眼帘。