让望远镜看得更远 让显微镜看得更细

本文转自：解放军报

透过镜片看世界——

让望远镜看得更远 让显微镜看得更细

■刘郑伊 谢 安

人眼的观察能力是有限的，但人类探索世界的梦想是无限的。

望远镜和显微镜的发明，是科学史上的大事件，极大地拓展了人类从宏观和微观尺度观察世界的“视界”。从17世纪初开始，科学界各路英才纷纷把目光聚焦于对透镜的研究，力求让望远镜看得更遥远，让显微镜看得更细微。

首先是折射望远镜的发展迎来了突破。1729年，英国人霍尔制成了第一块消色差物镜。这种消色差物镜由不同种类的玻璃拼成，一块透镜产生的色差可以被另一块透镜所抵消。随后，德国人夫朗和费打造出第一块直径为9.5英寸、焦距为14英尺的大孔径优质物镜。后来，借助这个成果，俄国多尔帕特天文台台长斯特鲁维得以发现2200多颗新双星。

与此同时，反射望远镜的发展亦大步向前迈进。1781年，英国天文学家赫歇尔利用自制的反射望远镜发现了天王星。1845年，英国人帕森斯研制出一台72英寸望远镜并成功探测到第一个旋涡星系。

反射望远镜的最大优点，就是看到的图像跟实际物体并没有明显的色差。但它也有一个致命缺陷，即反射镜材料要求膨胀系数和应力较小以及容易磨制，这也一直制约着反射望远镜的发展。直到1856年，德国化学家李比希发现，如果在玻璃上涂一层银，然后轻轻地抛光，就能得到一种反射能力非常强的新材料。李比希的这个方法，为制造更好更大的反射望远镜提供了技术支撑。

进入20世纪后，杰出的天文学家海尔又为望远镜的发展史添上了浓墨重彩的一笔。1918年，海尔主持建造了第一台能够确定银河系实际大小和太阳系所在位置的望远镜——胡克望远镜。许多著名天文学家用它在星系和宇宙学研究方面做了大量开创性的工作。在此后的30年里，胡克望远镜一直占据着“望远镜之王”的宝座，其地位不言而喻。

1929年，海尔在美国威尔逊山东南大约145千米处选取了一个新台址，开始筹建一台5.08米口径的望远镜，整个望远镜的转动部分重530吨，是当时最大的望远镜。

这台望远镜，能看到比平常肉眼看到的最暗天体还要暗600万倍的物质。如果经过长时间曝光，甚至可以拍摄到远达10亿光年的星系光谱。

毫无疑问，海尔对天文学的贡献是空前的，他极大地促进了天文望远镜的发展。而望远镜的“大步前行”，也带动了另一个方向上显微镜的“快速前进”。

19世纪末，德国物理学家阿贝以显微镜为研究核心，发现并确定了可见光波段上显微镜分辨本领的极限，以及发现二次衍射成像的原理。阿贝也因此成为显微镜成像古典理论的奠基人，并极大地促进了显微镜制造及观察技术的迅速发展。

到了20世纪初，荷兰物理学家泽尔尼克根据阿贝成像原理，首次提出运用“位相反衬法”研制显微镜，并因此斩获诺贝尔物理学奖。

泽尔尼克发明的相衬显微镜具有很高的实用价值，可以让细胞中的不同目标带上不同的颜色，这些颜色在相衬显微镜下才能看到，普通显微镜和肉眼都是看不到的。也就是说，他间接创造了一种不用给细胞染色，就能把细胞内的生长情况看得一清二楚的技术。

望远镜和显微镜的飞速发展，让人们可以透过镜片，更好地观察、探索和认识世界。无论是广袤遥远的星空，还是细密暗弱的微观世界，都在这些神奇的镜片下，越来越清晰地呈现在我们眼前。