通常认为望远镜是由两个玻璃透镜组成的。玻璃透镜有固定的焦距,要把它们固定并方便调节焦距,就必须用一个镜筒将镜片固定起来。因此,现代人对望远镜的基本认识是:望远镜必须有镜筒,没有镜筒我们很难想象它的样子。
然而,这种认识其实非常局限。如今的大型天文望远镜基本上都是没有传统意义上的镜筒的,它们多为固定的反射式望远镜。
反射望远镜的关键是反射镜,而反射镜通常由金属盘制成。人类最早使用的金属反射盘是铜——铜是古人最早获得的金属之一。铜不仅有天然铜,还有经过冶炼的铜,冶炼温度大约1100摄氏度。刚铸造出来的铜盘反光性极好,具有充当反射望远镜的良好基础,但随着时间推移表面会氧化,失去反射能力。古人掌握了一些改良方法,比如在铜盘中加入锡和铅,提高它的反光性能;必要时,还会加入摩擦剂,摩擦盘面以恢复其光滑反射的特性。
虽然铜对可见光的反射效率不高,但它在紫外波段的反射能力较强,帮助观测看到肉眼无法看到的紫外光,紫外光又能辅助形成更清晰的可见光影像。
这种铜镜盘并非专门为望远镜设计,更多是用于祭祀天神,或“承露”用的器具。秋季地面温差较大,露水在光滑的铜盘表面形成晶莹的露珠,古人认为露珠是天地灵气的象征,源自天上,于是制作了大型的“承露盘”。
承露盘呈盘状,面对天空,直径很大,具有极强的聚光能力,远超现代人对古代技术的认知。即使没有额外镜片,使用承露盘也能清晰观察到星云,甚至某些细节。
调整承露盘的角度,是很难实现的,所以它一般不能移动,但是,借助一面导光镜,可以把远处的光线引入镜盘,实现转换镜盘角度的目的,要是给它加上镜筒,是难以实现的。
为了看得更清楚,古人还会手持一个凹面镜辅助观测,再后来,他们又把凸面镜固定在凹面镜的上方,观看上镜盘,就可以看清楚目标,这样的组合无需镜筒就能观察星云。
再后来,为了更方便地观测星体,古人发明了透镜,并将透镜安置在凹面镜铜盘的合适位置,使影像更加清晰。这同样不需要传统的镜筒,只需调节焦点即可。
由此,镜筒这一概念在远古望远镜中并不存在,远古望远镜完全不同于我们现代对望远镜的认识。正是因为它的开放性,古人虽然看到了太空中的星云,绝大多数情况下,不知道星云来自于星空,而只是认为神灵出现了。
在某些情况下,也有带有镜筒的望远镜出现在某些特定的朝代,它跟现代的伸缩望远镜一样,但是带有严格的皇权意识,或者是带有使节的含义,表示皇帝亲临,或者是代表上帝的命令。
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