铜镀金反射望远镜故宫博物院影像资料库供图单圆筒折射式天文望远镜故宫博物院影像资料库供图博览荟近日，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。现以其中两个天文望远镜为例进行解读。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。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。
铜镀金反射望远镜故宫博物院影像资料库供图
单圆筒折射式天文望远镜故宫博物院影像资料库供图
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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）
来源：科技日报
