2018年10月30日，NASA宣布开普勒太空望远镜因能源耗尽而停止工作，它作为NASA的第一颗“行星猎手”，是目前发现系外行星最多的望远镜。在开普勒望远镜工作的9年间中它一共发现了2662颗系外行星，其中包括可能适宜人类居住的“超级地球”。

人类最早的太空望远镜哈勃空间望远镜，也在2018年10月因为回转仪故障暂停运转，至此它已经兢兢业业的工作了28年。它是人类宇宙观测距离记录的创造者，曾捕捉到了距离地球达134亿光年的GN-z11星系发出的。

望远镜的发明极大地促进了天文学的发展,使人类对宇宙的认识有了突飞猛进的进步。

上图为开普勒太空望远镜发现的“超级地球-开普勒186f遐想图”

哈勃空间望远镜和开普勒太空望远镜的命名，是为了纪念爱德温·哈勃和约翰内斯·开普勒这两位对望远镜的革新做出卓越贡献的天文学家。我们观察遥远光年外的宇宙星光所使用的天文望远镜，凝聚的是地球上几百年来众多顶尖科学家的心血。

人类试图在对宇宙的观测中追寻三个终极问题，谁？我从哪里来？要到哪里去？望远镜里穿越亿万光年而来的图景，为我们搭起探索谜底的桥梁。那么望远镜又是从哪里来？如何为我们探索宇宙深空的呢？

从无到有--双镜望远镜

世界上第一架望远镜是由“近代科学之父”伽利略（1564年2月15日~1642年1月8日）发明的双镜望远镜，这种双镜望远镜由一个凹透镜和一个凸透镜构成。就是这架在今天看起来像地摊上的玩具一样的望远镜，伽利略靠它观测到了月球陨石坑、太阳黑子、木星卫星和土星环，成为了支持哥白尼非日心说的有力证据。

伽利略观测月球陨石坑的双镜望远镜

光学革命者--折射望远镜

望远镜发展史上的第二位重要人物，正是开普勒太空望远镜所纪念的科学家--约翰内斯·开普勒（1571年12月27日~1630年11月15日）。这位被称为“天空立法者”的杰出科学家，是现代实验光学的奠基人。开普勒基于不同于伽利略望远镜的另一种光学成像原理--光的折射，设计了一种全新的望远镜，因此得名为折射望远镜。

这种望远镜由两个凸透镜组成，使视野更加宽阔。至今为止，所有的折射式天文望远镜利用的都是开普勒式光学系统。折射式望远镜一经发明，在19世纪初迅速成为天文学界的主力“观察员”，肩负了当时的许多研究热点，比如天体测量、邻近恒星的位置测定等。

上图为1884年普尔科沃天文台的大折射镜（14米焦距，76厘米光圈）

站在巨人的肩膀上—反射望远镜

但折射望远镜设计方面有一个无法避免的缺陷，透镜的焦距被缩短了，因此需要大大增加镜片的厚度，于是便出现了色散与相差的问题。这个问题的解决者就是望远镜发展史上第三个里程碑式人物，他用自己被苹果砸过的脑瓜，为整个物理界铺设了一块基石--经典力学，这个人就是艾萨克·牛顿（1643年1月4日~1727年3月31日）。

牛顿曾说过：“如果说我比别人看得远些的话，是因为我站在巨人的肩膀上。”开普勒无疑是他所指的巨人之一。牛顿发明的反射式望远镜，一举解决了色差的问题。反射望远镜的原理是使用一面凹透镜将光线聚集并反射到焦点上，因此反射镜的镜面越大，收集到的光越多，放大的倍率越大。这种望远镜的放大倍率甚至可以达到数百万倍，远远地将折射望远镜甩在后面。

牛顿设计的反射式望远镜

随着科技的发展，天文学家已经开始探索到银河系以外的星系，研究的重点转向了整个宇宙，因此拥有更高放大倍率的反射望远镜便取代折射式望远镜的地位，成为了天文学家的不二选择。

出现在天文望远镜舞台上的人，是用反射望远镜建立起来的天文学的杰出成就。胡克是17世纪英国最杰出的科学家之一，他用自己制造的反射式望远镜观测了火星的运动。***埃德温·哈勃正是借助这台望远镜发现了银河系以外的星系，并发现了宇宙膨胀的证据。

1990年，世界上第一台空间望远镜升空，为纪念哈勃而命名为哈勃空间望远镜。这台大名鼎鼎的空间望远镜在宇宙年龄、恒星形成与死亡、黑洞与暗物质等多个领域都留下了巨大的成果。这些望远镜见证了一代代天文学家薪火相传、前赴后继地在天文领域不懈探索的精神。

哈勃空间望远镜

欲穷千里目—折反射望远镜

1930年，德国人施密特将折射望远镜和反射望远镜的优点结合起来，制成了第一台折反射望远镜，施密特用一块别具一格的接近于平行板的非球面薄透镜作为改正镜，与球面反射镜配合，制成了可以消除球差和轴外象差的施密特式折反射望远镜。

这种望远镜光力强、视场大、象差小，适合于拍摄大面积的天区照片，尤其是对许多深远暗弱星云的拍照效果非常突出，甚至可以追寻到数亿光年之遥的宇宙深处。由于其既具有反射式望远镜的高清晰度，又保留了折射式望远镜的大视场，20世纪成为了反射式望远镜与施密特望远镜的时代。

在银河下守望的施密特望远镜LAMOST

国人的骄傲—FAST射电望远镜

除了常规的光学望远镜，到了21世纪，迎来了射电望远镜的时代。自麦克斯韦于1865年创立电磁波理论之后，在1930年，卡尔·央斯基首次记录了来自银河系的无线电波，标志着射电天文学的诞生。到2015年，天文学家已开始计划向宇宙发射来自地球的信息，希望与太阳系其他生命取得联系。

我国目前使用中的射电望远镜FAST，利用贵州独特的喀斯特地貌而建设，其设计口径达到了500米，这台世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜，综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。截止2018年9月12日，这台500米口径的球面射电望远镜已发现59颗优质的脉冲星候选体，其中有44颗已被确认为新发现的脉冲星。FAST将在未来20-30年保持世界一流设备的地位。

我国贵州的世界最大单口径射电望远镜FA

离开地球表面—空间望远镜

地面上的望远镜口径越建越大、越来越先进，但是又出现了新的问题。地球的大气层使大部分短波长的紫外线和X射线都无法观测，大气抖动也会影响望远镜的分辨率，同时因为重力的作用，望远镜的自重也成为了限制其性能的因素之一。

为了突破大气层对于望远镜的束缚和干扰，利用航天技术将望远镜送到外太空的空间望远镜应运而生。高灵敏和高空间分辨率的空间红外、紫外、X射线和γ射线望远镜陆续研发升天，例如斯必泽红外空间望远镜、康普顿伽玛射电空间天文台、钱德拉X射线空间天文台等空间望远镜，它们在大气层之外多波段的宇宙空间内，为我们更深入、清晰地绘制着太空的模样。

望远镜400年的发展历程，伴随着光学知识不断交替循环的拓展与应用。望远镜里的观测对象从一开始月球这样的小小卫星，慢慢走出太阳系，发展到探索宇宙初始混浊、暗物质与暗能量、星系的演化。

望远镜的不断改造也见证了人类不断的自我认识，而恒久不变的是那颗仰望星空的初心，就像霍金在时间简史的序里写的：我也不知道研究宇宙的意义是什么，只是当我望向那个深色的天空就感觉它真的好美。