望遠鏡史

「望遠鏡的歷史」可以追溯到已知最早的望遠鏡發明之前，該望遠鏡於1608年出現在荷蘭，當時眼鏡製造商漢斯·利普塞提交了專利。儘管利普塞沒有獲得專利，但這項發明的消息很快就傳遍了整個歐洲。這種早期折射望遠鏡的設計由凸透鏡的物鏡和凹透鏡的目鏡組成。伽利略在次年改進了這一設計並將其應用於天文學。1611年，約翰內斯·克卜勒描述了如何使用凸透鏡物鏡和目鏡來製造更有用的望遠鏡。到1655年，克里斯蒂安·惠更斯等天文學家正在建造帶有複合目鏡的倍數更高但視野不大的克卜勒望遠鏡。

艾薩克·牛頓於1668年建造了第一架反射望遠鏡，其設計包含一個小型平面對角鏡，將光線反射到安裝在望遠鏡側面的目鏡上。洛朗·卡塞格蘭 在1672 年描述了一種帶有小凸面副鏡的反射望遠鏡，將主鏡反射的光再反射通過主鏡中央上小孔的設計。

消色差透鏡大大減少了物鏡的色差，首次出現在賈斯特·摩爾·霍爾於1733年製造的望遠鏡中。它允許製作更短、功能更強大的望遠鏡，但霍爾沒有公開它。約翰·多倫德得知霍爾的發明，從1758 年開始商業化生產和使用它的望遠鏡。

反射望遠鏡的重要發展是約翰·哈德利在1721年生產了更大的拋物面鏡；萊昂·傅科於1857年引入玻璃鏡鍍銀的工藝；1932年在反射鏡上採用持久的鍍鋁塗層。卡塞格林反射鏡的變體，里奇-克雷蒂安望遠鏡是在1910年左右發明的，但直到1950年之後才被廣泛採用；許多現代望遠鏡，包括哈伯太空望遠鏡都使用這種設計，它比經典的卡塞格林鏡提供了更寬的視野。

在1850年至1900年期間，反射望遠鏡的金屬反射鏡出現了問題，還建造了相當多的大折射鏡，口徑從60公分到1公尺，最終在1897年以葉凱士天文台的折射鏡達到頂峰；然而，從1900年代初期開始，建造了一系列使用玻璃鏡的更大反射望遠鏡，包括威爾遜山60英寸（1.5米）、100英寸（2.5米）虎克望遠鏡（1917年）和200英寸（5米）海爾望遠鏡（1948年）；自1900年以來，基本上所有主要的研究望遠鏡都是反射鏡。1975年至1985年間，許多4米級（160英寸）望遠鏡建在包括夏威夷和智利沙漠在內的海拔較高的地點。1970年代電腦控制的經緯儀支架和 1980年代主動光學的發展，使新一代更大的望遠鏡成為可能，從1993/1996 年的10米（400英寸）凱克望遠鏡開始，以及一些8米望遠鏡，包括ESO的甚大望遠鏡、雙子望遠鏡和昴星團望遠鏡。

電波望遠鏡（以及無線電天文學）的時代隨著卡爾·央斯基於1931年機緣巧合發現天文電波源而誕生。20世紀開發了多種類型的望遠鏡，適用於從無線電到伽馬射線的廣泛波長。1960年後，太空望遠鏡的發展允許進入到幾個無法從地面觀測到的電磁頻譜，包括X射線和波長更長的紅外線波段。

## 光學望遠鏡

### 光學基礎

<image>

類似透鏡的物體可以追溯到4,000年前，雖然未知它的功用，可能用在其它的光學用途，也可能只是裝飾；來自岩石結晶的簡單透鏡在歷史上也早就有記載。希臘對充滿水的球體有許多光學上的解釋（西元前5世紀），之後的許多世紀也有光學的著作，包括托勒密著作的光學 (托勒密)（西元2世紀）就寫了包括反射、折射和顏色的光學性質；接續還有10世紀的依本薩爾和11世紀的海什木。

大約12世紀，對歐洲出現的閱讀石（放在閱讀材料前面的放大鏡鏡頭），以及做為取火鏡的透鏡，都有著翔實的文獻。人們普遍認為實際使用的透鏡，可以追溯到13世紀。做為矯正遠視的眼鏡與凸透鏡，在13世紀晚期和14世紀初期誕生於義大利的北部；而在義大利北部廣泛製造和使用的眼鏡，利用凹透鏡矯正近視眼，被歸因為庫薩的尼古拉在1451年的發明。因此，這意味著從13世紀至16世紀，早期有關透鏡的知識和應用，以及結合凹透鏡和凸透鏡的望遠鏡原理，可能是許多人個別的發現；在13世紀，羅伯特·格羅斯泰斯特在1230年和1235年的幾篇科學著作，包括De Iride（提到彩虹），他說：

"這一部分的光學，在有相當了解後，顯示我們如何可以將遠處的事物好像放置在很近之處，以及近處的大物體顯得非常小，以及我們如何將小東西放在一個距離上，而呈現出我們想要的任何大小，所以這或許能讓我們在令人難以置信的距離，來讀出最小的字母……"

羅傑·培根是羅伯特·格羅斯泰斯特在牛津大學的學生，頻繁的陳述了在13世紀具有放大功能的一種裝置，然而還不能確定他是否建立了一個工作模型。

### 發明

<image>

望遠鏡的第一個紀錄於1608年來自荷蘭。它是米德爾的眼鏡製造商漢斯•利普塞於1608年10月2日向荷蘭國會申請」可以將遠方物體看成就在附近的儀器」。幾週後，另一家荷蘭儀器製造商，Jacob Metius也申請類似的專利。因為這種儀器的知識似乎已經無所不在，因此國會沒有給予專利；但是荷蘭政府給予利普塞的一個合約，以複製他的設計。

最初的荷蘭望遠鏡由一個凸透鏡和一個凹透鏡組成，以這種方式製造的望遠鏡影像不會反轉。利普塞的原始只有放大3倍。這種望遠鏡發明之後不久，在荷蘭舊有相當數量的望遠鏡被製造出來，並迅速的擴散到歐洲各處。

#### 最早發明的宣稱

在1655年，荷蘭外交官William de Boreel試圖解開望遠鏡發明者的謎團。他在米德爾有一位童年的玩伴，後來成為地方上的長官（行政兼司法），在成人後的早期回憶有一位稱為"漢斯"（Hans）的奇觀製造者，是他記得的望遠鏡發明者。這位長官曾與當時的一位不明地宣稱者聯繫，米德爾的眼鏡製造商Johannes Zachariassen作證說，他的父親Zacharias Janssen早在1590年就發明望遠鏡和顯微鏡。這個證詞似乎令Boreel信服，他現在回憶說Zacharias 和他的父親，Hans Martens，一定是他記憶中的人。Boreel的結論是Zacharias Janssen比另一位眼鏡製造商漢斯·利普塞更早發明望遠鏡，並被Pierre Borel收錄在他於1656年的書《De vero telescopii inventore》中 Boreel調查的差異和Zachariassen的證詞不符合（包括Zachariassen謊報他的出生日期和在這項發明中的角色），導致一些歷史學家認為此一說法可疑。"Janssen"的宣稱持續了多年，並加入了Zacharias Snijder在1841年提出4根鐵管與透鏡，宣稱是Janssen在1590年發明的望遠鏡複製品；同時歷史學家Cornelius De Waard在1906年宣稱在1608年在法蘭克福書展試圖將破望遠鏡賣給天文學家西門·馬里烏斯的那個人一定就是Janssen。

## 參考資料

- Fizeau, H. 1868 C. R. Hebd. Seanc. Acad. Sci. Paris 66, 932
- Lindberg, D. C. (1976), Theories of Vision from al-Kindi to Kepler, Chicago: University of Chicago Press
- Michelson, A. A. 1891 Publ. Astron. Soc. Pac. 3, 274
- Michelson, A. A. & Pease, F. G. 1921 Astrophys. J. 53, 249
- Ryle, M. & Vonberg, D., 1946 Solar radiation on 175Mc/s, Nature 158 pp 339

## 外部連結

History of optics articles

- Best Idea; Eyes Wide Open

History of telescope articles

- The Galileo Project - The Telescope by Al Van Helden
- 400th Anniversary of the Invention of the Telescope
- Articles on the history of the telescope and related subjects
- The Prehistory of the Invention of the Telescope
- A Brief History of the Telescope and Ideas for Use in the High School Physics Classroom
- A History Of The Telescope
- Physics 1040 - Beginning Astronomy - The Telescope
- An early history of the telescope - From 3500 B.C. until about 1900 A.D.
- Reflecting telescopes Historical Introduction - The Early Period (1608–1672)

Other media

- "Eyes on the Skies" - documentary available online about the history and future of the telescope

Other possible telescope inventors

- Leonard Digges (1520–1559) Did the reflecting telescope have English origins? Leonard and Thomas Digges by Colin A Ronan, M.Sc., F.R.A.S. - originally published in the Journal of the British Astronomical Association, 101, 6, 1991
- Juan Roget (died before 1624) - Historian Nick Pelling says Juan Roget, a Burgundian spectacle maker who died between 1617 and 1624 could have invented an early telescope. Controversy over telescope origin - BBC News 16 September 2008