1781年,英格兰巴斯一座后院,音乐家威廉·赫歇尔用自制望远镜扫过夜空,发现了一个不曾被肉眼捕捉到的移动光点。这不是恒星,而是一颗新行星——天王星。从水星到土星,此前已知的六颗行星自古肉眼可见,而第七颗行星的现身,直接证明了望远镜不再是科学玩具,而是能拓宽人类视野的严肃工具。

赫歇尔所用的是一台口径6.2英寸(157毫米)的反射望远镜,镜片由他亲手磨制。与他后来建造的那些庞然大物相比,这只是小个子——比如焦距20英尺(约6米)、口径18英寸(457毫米)的“发现机器”,以及那台不太成功的40英尺(12米)望远镜。阿尔伯塔大学科学史家罗伯特·史密斯这样评价:“作为一个自学成才的天文学家,威廉·赫歇尔把反射望远镜从普遍认为的科学玩具,转变成了严肃的科学仪器。他所有努力的根本,就是自己动手建造这些大型望远镜。”

打开网易新闻 查看精彩图片

望远镜自那时起沿着两条路径发展:反射式与折射式。反射镜用镜面将光线反射到焦点,折射镜则依靠透镜聚焦。18到19世纪的英国,赫歇尔、利物浦的威廉·拉塞尔、爱尔兰的第三代罗斯伯爵威廉·帕森斯等人建造的反射镜主导了观测。拉塞尔造出口径24英寸和48英寸(61与122厘米)的反射镜,帕森斯则造出了被称为“利维坦”的巨型望远镜。但英吉利海峡对岸的欧洲大陆,折射望远镜因为当时光学质量更高而占据优势。史密斯提醒:“你必须把英国发生的事和其他地方区分开。”

同一片星空,两种技术路线。反射派主张更大的口径、更少的色差;折射派追求更清晰的成像、更成熟的工艺。双方争论的焦点其实落在同一个矛盾上:如何让遥远天体的一点点光子不被镜片本身的缺陷淹没。赫歇尔的实践表明,亲手打磨镜面可能是唯一可靠的方式,而大陆的折射镜工匠则试图完善透镜组合。谁也没能完全说服谁,但正是这种分歧,推动光学望远镜在250年里从山顶一路走向太空。