1609 伽利略望远镜

1608年，荷兰制镜师汉斯·利柏希（Hans Lipperhey，1570～1619）偶然发现，通过凸透镜和凹透镜的组合可以看清远方的物体，便将它们安在一个金属管的两端，还为此申请了专利。利柏希期待他的“遥望管”帮助荷兰海军侦察西班牙敌船，但当生活在意大利帕多瓦的数学教授伽利略·伽利雷（Galileo Galilei，1564～1642）听闻这项发明，立刻想到要把它对准天空。

在“遥望管”的基础上，伽利略制作了长约1.2米、口径约4厘米的折射望远镜，能将物体放大20倍到30倍左右。在今天看来，这个倍率简直小得可怜，但从伽利略开始用望远镜进行系统观测，天文学便不再受制于人类肉眼观察的极限。依靠自制设备，伽利略对月面环形山、金星位相变化、木星的四颗卫星和太阳黑子等现象进行了详细的记述，为哥白尼“日心说”找到了事实依据，但也因此被教廷判为异端分子。

1611 开普勒式长镜筒望远镜

与伽利略生活在同时代的科学家约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler，1571～1630）对折射望远镜进行了关键改良。开普勒发现，伽利略望远镜的目镜总被置于物镜焦点的前面，导致人眼看到的是放大的虚像，还因为存在球差而成像模糊。1611年，开普勒将作为物镜的凸透镜尽量磨得更平，把目镜也换成凸透镜，得到了更清晰的实像，只不过像的上下左右是倒置的。长度动辄三四十米、状如电线杆的开普勒式望远镜风靡了几十年时间，帮助惠更斯、卡西尼等天文学家做出有关土星的重大发现。

1668 牛顿式反射望远镜

除了球差，利用凸透镜汇聚光线的折射式望远镜还存在色差的问题——在观测到的星星周围会有一圈七彩光晕。1666年，英国科学家艾萨克·牛顿（Sir Isaac Newton，1643～1727）通过著名的棱镜实验发现了这一问题背后的原理——光谱中每种颜色的光具有不同的折射率。两年后，牛顿制成了第一架反射望远镜。虽然以凹面反射镜做成的物镜直径只有2.54厘米，镜筒仅15厘米长，但其观测效果与两米长的折射镜相当。凭借无色差、镜筒短、易制造的优点，反射望远镜逐渐成为光学望远镜的主流。

1789 赫歇尔的“大炮”

英籍德国人威廉·赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel，1738～1822）曾是一名业余沉迷观星的职业乐师。1781年，他用一架自制的15厘米口径望远镜发现天王星后，名声大噪，被封为英国皇家天文学家。1789年，在国王乔治三世的资助下，赫歇尔造出一台巨型反射望远镜，其主镜片直径达1.2米，焦长12米，依靠15米高的木质结构支撑，需要四个助手操作轮子、绳索和滑轮才能移动。与牛顿式不同的是，这台被戏称为“大炮”的望远镜省去了反射副镜，主反射镜倾斜放置，需要观测者站在高高的镜筒口俯视。赫歇尔一生亲手磨制了400多个镜面，记录下117600颗恒星的数据，并尝试描述出了银河系的结构。可以说，是他对制镜技术的执着将人类带入了恒星天文学的年代。

1845 罗斯伯爵的“利维坦”

赫歇尔的“大炮”在半个多世纪里都是世界上最大的望远镜，直到19世纪中叶，爱尔兰第三位罗斯伯爵威廉·帕森思（William Parsons，3rd Earl of Rossel，1800～1868）建成“帕森斯敦的利维坦”（Leviathan of Parsonstown）。“利维坦”完全遵循牛顿式反射镜的设计，主镜直径达1.8米，重3.5吨，18米长的镜筒放置于两堵20米高的石墙之间。受制于当时的铸造技术，主镜片到第五次才制成。

“利维坦”花去了罗斯伯爵1.2万英镑（大概相当于现在的172.4万英镑），但也让他如愿观测到前所未见的星空细节，比如，发现M51星系的漩涡结构。罗斯伯爵借助“利维坦”手绘的星图相当精确，与后世天文摄影所得高度相似。

1897 叶凯什望远镜

1893年，一架口径1.02米的折射望远镜在芝加哥世博会上亮相，4年后被安装在芝加哥大学叶凯什天文台（Yerkes Observatory）的主圆顶内。这架望远镜所用透镜出自美国麻省的克拉克父子——阿尔万·克拉克（Alvan Clark，1804～1887）和阿尔万·格雷厄姆·克拉克（Alvan Graham Clark，1832～1897）之手。在19世纪后期，克拉克父子的光学工厂标志着望远镜制造的前沿从欧洲来到美国，同时也见证了折射望远镜发展至顶峰。

在19世纪后半叶，由于反射镜的金属镜面反射性差、易变色的问题，折射望远镜的建设一度更为繁荣。然而，自叶凯什望远镜以后，折射望远镜的发展似乎已到达极限，因为透镜越大、越重，就越容易从中央凹陷变形，久而久之会影响观测质量。

1918胡克望远镜

这台口径2.54米的巨型反射望远镜位于美国南加州的威尔逊山，由美国太阳天文学家乔治·埃勒里·海尔（George Ellery Hale，1868～1938）设计，以赞助人、洛杉矶富商约翰·胡克（John D. Hooker，1838～1911）的名字命名。为提供平稳的运行，胡克望远镜的液压系统使用了液态水银。利用镜内的焦点平面感光底层，望远镜可以数小时计收集星光，使较暗天体的细节和结构也得以显现。1919年，年轻的天文学家埃德温·哈勃（Edwin P. Hubble，1889～1953）开始用胡克望远镜持续观测仙女座大星云，他证实银河系外有星系存在，并得出宇宙在膨胀的结论。

1948 海尔望远镜

尽管胡克望远镜已是当时口径最大的望远镜，但天文学家乔治·埃勒里·海尔的梦想是再建一台两倍于它的望远镜。他从洛克菲勒基金会得到600万美元的赞助，将远离洛杉矶光污染的帕洛马山（Palomar Mountain）选为新台址。新望远镜的口径为5.08米，主镜材料使用纽约康宁玻璃公司1915年研制出的派勒克斯（Pyrex）玻璃，镜坯不再是整块玻璃，而是在背后采取肋材交错的设计。海尔望远镜成为科学家研究自适应光学、类星体、超大质量黑洞等课题的重要平台。

1974 英澳望远镜

英澳望远镜（Anglo-Australian Telescope，AAT）口径3.9米，位于澳大利亚山区的赛丁泉天文台（Siding Spring Observatory）内，由英国和澳大利亚政府共同出资建造，目前完全由澳大利亚掌管。上世纪70年代，当世界上的主要望远镜都位于北半球时，英澳望远镜对南半球的天空进行了高质量的观测。它是最后一架采用赤道仪架台的大望远镜，在它之后新建的大望远镜都采用更稳定的经纬仪架台。但英澳望远镜也是最早的完全由计算机进行精确控制的光学望远镜之一。

1987 威廉·赫歇尔望远镜

威廉·赫歇尔望远镜（William Herschel Telescope，WHT）坐落于西班牙加纳利群岛中的穆查丘斯罗克天文台（Roque de los Muchachos Observatory，ORM），属于艾萨克·牛顿望远镜组（Isaac Newton Group of Telescopes，ING）的三台望远镜之一，由英国、荷兰和西班牙的研究组织出资建设。威廉·赫歇尔望远镜是世界第三大单镜面望远镜，仅次于苏联的6米口径大望远镜和海尔望远镜。上世纪60年代，规划中的赫歇尔望远镜被定位成与英澳望远镜威力相当的北半球望远镜。1979年，由于预算攀升，项目一度处于被废弃的边缘。和英澳望远镜不同，赫歇尔望远镜采用经纬仪架台，大大缩减了设备的重量和制造成本。天文学家用它发现了银河系中心存在超大质量黑洞的第一个证据以及伽马射线暴的第一个光学证据。但从90年代中期起，8～10米口径的新一代望远镜给赫歇尔望远镜造成了更多的竞争压力。

1990 哈勃空间望远镜

1990年4月24日，哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，HST）随“发现号”航天飞机升空，随后进入距地600公里的轨道环绕。这是美国宇航局从1962年开始酝酿、前后耗资超过20亿美元的计划。哈勃望远镜全长12.8米，重11吨，包含两个大功率太阳能电池帆板。望远镜的光学部分采用卡塞格林式反射系统，由两个双曲面反射镜组成，主镜口径2.4米，副镜口径0.4米。光线从主镜反射到副镜，再射向主镜的中心孔达到主镜焦面上成像，经精密仪器处理后，数据通过中继卫星发回地面。由于没有了大气层的干扰，哈勃可观测到的距离是地面最强的海尔望远镜的7倍，可探测的宇宙空间是其350倍，图像清晰度也可以达到地上观测的10倍。哈勃望远镜向地球发回超深空视场的影像，帮助解决了长期困扰天文学家的许多基本问题，包括推算出哈勃常数，将宇宙年龄确定为137亿年。

在环绕地球的第32年，哈勃望远镜仍在为科学家输送新信息。事实上，根据美国宇航局今年的判断，哈勃望远镜的太阳能电池组状态良好，到21世纪30年代中期都可维持在足够高的轨道中运行。最大的不确定性或许在于，在观测时起定向作用的陀螺仪何时完全失灵——最初搭载的6个已经坏了3个，没有备用的了。

1996凯克“双胞胎”望远镜

莫纳亚克天文台（Mauna Kea Observatory）坐落在夏威夷大岛海拔4200米高的休眠火山上。上世纪90年代，加州理工大学在这里建造了一对一模一样的巨型望远镜——凯克I号（Keck 1）和凯克Ⅱ号（Keck 2）。这对“双胞胎”望远镜的主镜口径约10米，采取分节镜面技术，各由36块口径1.8米的六角形小镜子拼合而成。最早的分节镜面望远镜是由意大利天文学家吉多·霍恩·达图罗（Guido Horn d'Arturo，1879～1967）提出的，但凯克“双胞胎”不再使用光束聚合器将所有镜面的成像聚合到公共焦平面上，而是采取了更先进的“自适应光学系统”，过滤掉大部分大气扰动造成的模糊效应。凯克望远镜的主要观测目标包括，搜索太阳系外的行星系统、寻找黑洞、测量星系和类星体的光谱和红移等。

（参考资料：《观天巨眼》，温学诗、吴鑫基著，商务印书馆；《天文望远镜400年探索之旅》，霍弗特·席林、拉尔斯·林伯格·克里斯滕森著，上海科学技术文献出版社）