「」谁架起了我们与星空的桥梁？( 二 )
说到这里 ， 艾萨克·牛顿才在这个故事里出现 。1668年左右 ， 牛顿用自己设计的铜锡砷合金制成的镜子 ， 成功地制造出了一台能正常工作的反射望远镜 。他做了一点“小手脚” ， 制造了一个球面镜 ， 虽然这个球面镜无法产生完全精确的图像 ， 但它比抛物面镜更容易磨削和抛光 。然而 ， 不要低估牛顿作为一个工匠的能力 。他的望远镜足以观察到木星的四颗大卫星 。它和当时的许多折射望远镜一样强大 ， 而且更加小巧 。
就在牛顿公开展示他的望远镜的前几年 ， 苏格兰数学家和物理学家詹姆斯·格雷戈里在《光学进展》（Optica promota ， 1663）中发表了一个略有不同的反射望远镜设计 ， 使用的是抛物面主镜和椭球面副镜 。不像梅森 ， 他试图建造出这个设备 ， 他的设计也和祖奇的有所不同 ， 那是一个完整的双镜反射望远镜 。尽管格雷戈里聘请了伦敦最好的镜片制造师理查德·里夫（Richard Reeve）来制作镜子 ， 但他还是无法达到产生可用图像所需的质量 。
据说 ， 牛顿的竞争对手罗伯特·胡克（Robert Hooke）在1674年成功地制造出了一个功能正常的格雷戈里望远镜 ， 但它只是个“孤品” ， 而且没有被保存下来 。两年前 ， 是胡克把格雷戈里对牛顿的指控转告给了牛顿 。同样是在1672年 ， 医生让-巴蒂斯特·丹尼斯（Jean-Baptiste Denys）在法国一家杂志上发表了一封信 ， 声称他的同胞朗洛·卡塞格林在反射望远镜上享有“优先权” ， 卡塞格林也曾设计过一个反射望远镜 。卡塞格林的情况鲜为人知 ， 包括他或其他人是否在17世纪试图制造出他所设计的望远镜 。他的设计使用了抛物面主镜和双曲面副镜 ， 在磨削上特别复杂 。
格雷戈里和卡塞格林的设计并没有立即带来可用的仪器 。而牛顿的设计同样没有 。尽管与折射式望远镜相比 ， 反射式望远镜有诸多优点 ， 但牛顿的球面镜无法有效地放大 ， 这使它成为了一个在科学上需要进一步探究的问题 。
【「」谁架起了我们与星空的桥梁？】早期的折射望远镜存在两个主要的光学问题 ， 即球差和色差 。首先 ， 一个简单的透镜 ， 它的曲面是一个球的一部分 ， 这是17世纪技术可以达到的唯一可能类型 ， 这种曲面不会把光线聚焦在一个点上 ， 所以它一定会产生畸变图像 。这种球差可以通过使用焦距非常长的透镜来减小 ， 但这种解决方案导致望远镜变得越来越长 ， 越来越笨重 。第二个问题是色差 ， 这是最初促使牛顿发展反射望远镜的原因 。每种颜色的光在通过透镜时都会以略微不同的角度弯曲 。这种现象在彩虹里很美 。但在折射望远镜中 ， 红光的图像与蓝光的图像之间就会出现一点距离 ， 以此类推 ， 导致模糊的彩色条纹出现 。
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○ 牛顿望远镜的光路径示意图 。| 图片来源：Wikipedia
没有透镜的反射望远镜比简单的折射望远镜能产生更清晰的图像 。然而 ， 直到1721年 ， 也就是在牛顿制造出第一台望远镜的50多年后 ， 英国发明家约翰·哈德利（John Hadley）才成功地制造出了一台大型牛顿反射望远镜（并且没有采用牛顿设计的球面镜） 。英国皇家学会的成员用克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens）的120英尺长的折射望远镜对它进行了测试 ， 并宣布这台牛顿反射望远镜性能优异 。哈德利接着又制造了一台能正常工作的格雷戈里望远镜 。更重要的是 ， 他能够向当时领先的仪器制造师传授一种可重复的方法 ， 来磨削和抛光金属反射镜 ， 从而能够批量生产高质量的望远镜 。
今天 ， 包括哈勃太空望远镜在内的许多主要天文台都使用反射望远镜 。我们应该把这份功劳记在谁的头上？是希罗的构想 ， 是祖奇在建造上的尝试 ， 还是牛顿的成功的原型？又或者 ， 是哈德利让反射望远镜成为了现实？所有这些人的贡献都必不可少 ， 但这不是任何人可以单独完成的工作 。
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