博览荟

◎周 乾

    近日，青海冷湖地区的天文台选址工作备受关注，3年连续监测数据显示，冷湖台址的光学观测条件可比肩国际一流大型天文台。这一发现为我国光学天文发展创造了重大机遇，也为国际光学天文发展提供了宝贵的资源。

    清晰的天象观测效果离不开天文望远镜的支持。1609年，意大利天文学家伽利略成功制造了一架天文望远镜，并将它对准了天空。此后不久，西方传教士开始把望远镜引入我国，并用于包括观测天象在内的多个领域。故宫博物院现藏150余架清代宫廷遗留下来的望远镜，这些望远镜具有重要的科学、文化和历史价值。现以其中两个天文望远镜为例进行解读。

    其一为19世纪香港制造的单圆筒折射式天文望远镜。该望远镜由镜筒、物镜、目镜、调焦钮、寻星镜、支架等部件组成。镜筒长约128厘米，直径约为11厘米，为铜镀金材料。物镜为一块凸透镜，直径约8.5厘米；目镜为一块凹透镜，外露的观测孔直径约为0.7厘米。调焦钮位于镜筒右侧，可根据观测需求前后调节目镜，以获得清晰图像。寻星镜位于镜筒左上方，长约26厘米，直径约为4厘米，主要用于搜寻待观测的天体。支架为铜镀金材料，高约66厘米，下部做成三角形的稳定支撑。

    单圆筒折射式望远镜在明清时期又被称为窥筒远镜、千里眼等。折射望远镜由瑞士传教士邓玉函、德国传教士汤若望等人于明代末年传入我国。明代科学家徐光启所撰《新法算书》卷九十八载有“有加利勒阿（伽利略）于三十年前创有新图，发千古星学之所未发”，可说明传入我国的折射式望远镜属于伽利略望远镜。

    这种望远镜的观测原理为：镜筒内有镜片两个：凸透镜用于物镜；凹透镜用于目镜。凸透镜可以将远处的光线汇聚成一个焦点，使得外部物体形成一个倒立的虚像；而凹透镜通过折射作用，将该虚像放大，并使其成为一个正立的虚像。这种望远镜制作简单，焦距长，对镜筒弯曲不敏感，使用方便。徐光启就用这种望远镜观察过日月五星。《新法算书》卷三十六载有“大抵古测稍粗，又以目所见为准，则更粗。今测较古其精十倍，又用远镜为准，其精百倍”，可说明采用这种单圆筒折射式望远镜，可较为精准地观测天象。

    其二为18世纪英国伦敦制造的铜镀金反射望远镜。它属于格雷果里望远镜。该望远镜部件组成、调焦钮与寻星镜的位置均与前述折射式天文望远镜相似。其中，镜筒长约74厘米，直径约为11厘米；物镜直径约10厘米，外露的观测孔直径约为0.3厘米；铜镀金三角形支架总高约为45厘米。需要说明的是，英国天文学家詹姆斯·格雷果里于1663年发明的反射望远镜，主要特点是通过两个曲面镜作为物镜，经过两次反射使得光线通过主镜的中心小孔进入目镜，并产生放大作用。这种望远镜由法国天主教传教士蒋友仁引入我国，并作为礼品献给乾隆皇帝。

    格雷果里反射望远镜与伽利略折射望远镜外观的最大区别在于，前者无需很长的镜筒。清代科学家郑复光所撰《镜镜詅痴》卷五通过图文并茂的方式，对这种反射望远镜的原理进行了较为详细的说明。这种望远镜的镜筒内有4个镜片，按距离眼睛由近至远，可依次编号为A、B、C、D。其中，镜片A、B位于目镜中，形状及尺寸相同，且均为玻璃质平凸透镜，凸面远离眼睛一侧；镜片C、D位于物镜中，镜片C为曲面大铜镜，凸面朝向眼睛一侧，且镜面中心有小孔；D为曲面小铜镜，凸面远离眼睛一侧。观测时，天体光线由镜片D与镜筒之间的空隙射入，照到镜片C上；镜片C对光线进行反射，使之射到镜片D上；镜片D再次反射光线，使之穿过镜片C中心的小孔，照射到镜片B上；镜片B使得光线形成的影像亮度均匀，并把影像投射至镜片A；镜片A对影像进行放大，并使之传入观察者眼帘范围。

    明清时期，宫中均制造过天文望远镜。据《新法算书》卷三记载，崇祯七年（1634年）五月至崇祯八年（1635年）八月间，历法家李天经奉旨制造了3架伽利略式望远镜，可达到“不但可以仰窥天象，且能映数里外物如在目前”的效果。清代内务造办处下设眼镜作，除了制作眼镜外，还制作望远镜。据中国第一历史档案馆、香港中文大学文物馆合编的《清宫内务府造办处档案总汇》第5册记载，雍正十年（1732年）三月二十三日，总管内务府大臣海望奉命制作了20件玻璃千里眼、2件水晶千里眼、1件茶晶千里眼。（作者系故宫博物院研究馆员）