2018年10月30日，NASA宣佈開普勒太空望遠鏡因能源耗盡而停止工作，它作爲NASA的第一顆“行星獵手”，是目前發現系外行星最多的望遠鏡。在開普勒望遠鏡工作的9年間中它一共發現了2662顆系外行星，其中包括可能適宜人類居住的“超級地球”。

人類最早的太空望遠鏡哈勃空間望遠鏡，也在2018年10月因爲迴轉儀故障暫停運轉，至此它已經兢兢業業的工作了28年。它是人類宇宙觀測距離記錄的創造者，曾捕捉到了距離地球達134億光年的GN-z11星系發出的。

望遠鏡的發明極大地促進了天文學的發展,使人類對宇宙的認識有了突飛猛進的進步。

上圖爲開普勒太空望遠鏡發現的“超級地球-開普勒186f遐想圖”

哈勃空間望遠鏡和開普勒太空望遠鏡的命名，是爲了紀念愛德溫·哈勃和約翰內斯·開普勒這兩位對望遠鏡的革新做出卓越貢獻的天文學家。我們觀察遙遠光年外的宇宙星光所使用的天文望遠鏡，凝聚的是地球上幾百年來衆多頂尖科學家的心血。

人類試圖在對宇宙的觀測中追尋三個終極問題，誰？我從哪裏來？要到哪裏去？望遠鏡裏穿越億萬光年而來的圖景，爲我們搭起探索謎底的橋樑。那麼望遠鏡又是從哪裏來？如何爲我們探索宇宙深空的呢？

從無到有--雙鏡望遠鏡

世界上第一架望遠鏡是由“近代科學之父”伽利略（1564年2月15日~1642年1月8日）發明的雙鏡望遠鏡，這種雙鏡望遠鏡由一個凹透鏡和一個凸透鏡構成。就是這架在今天看起來像地攤上的玩具一樣的望遠鏡，伽利略靠它觀測到了月球隕石坑、太陽黑子、木星衛星和土星環，成爲了支持哥白尼非日心說的有力證據。

伽利略觀測月球隕石坑的雙鏡望遠鏡

光學革命者--折射望遠鏡

望遠鏡發展史上的第二位重要人物，正是開普勒太空望遠鏡所紀念的科學家--約翰內斯·開普勒（1571年12月27日~1630年11月15日）。這位被稱爲“天空立法者”的傑出科學家，是現代實驗光學的奠基人。開普勒基於不同於伽利略望遠鏡的另一種光學成像原理--光的折射，設計了一種全新的望遠鏡，因此得名爲折射望遠鏡。

這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成，使視野更加寬闊。至今爲止，所有的折射式天文望遠鏡利用的都是開普勒式光學系統。折射式望遠鏡一經發明，在19世紀初迅速成爲天文學界的主力“觀察員”，肩負了當時的許多研究熱點，比如天體測量、鄰近恆星的位置測定等。

上圖爲1884年普爾科沃天文臺的大折射鏡（14米焦距，76釐米光圈）

站在巨人的肩膀上—反射望遠鏡

但折射望遠鏡設計方面有一個無法避免的缺陷，透鏡的焦距被縮短了，因此需要大大增加鏡片的厚度，於是便出現了色散與相差的問題。這個問題的解決者就是望遠鏡發展史上第三個里程碑式人物，他用自己被蘋果砸過的腦瓜，爲整個物理界鋪設了一塊基石--經典力學，這個人就是艾薩克·牛頓（1643年1月4日~1727年3月31日）。

牛頓曾說過：“如果說我比別人看得遠些的話，是因爲我站在巨人的肩膀上。”開普勒無疑是他所指的巨人之一。牛頓發明的反射式望遠鏡，一舉解決了色差的問題。反射望遠鏡的原理是使用一面凹透鏡將光線聚集並反射到焦點上，因此反射鏡的鏡面越大，收集到的光越多，放大的倍率越大。這種望遠鏡的放大倍率甚至可以達到數百萬倍，遠遠地將折射望遠鏡甩在後面。

牛頓設計的反射式望遠鏡

隨着科技的發展，天文學家已經開始探索到銀河系以外的星系，研究的重點轉向了整個宇宙，因此擁有更高放大倍率的反射望遠鏡便取代折射式望遠鏡的地位，成爲了天文學家的不二選擇。

出現在天文望遠鏡舞臺上的人，是用反射望遠鏡建立起來的天文學的傑出成就。胡克是17世紀英國最傑出的科學家之一，他用自己製造的反射式望遠鏡觀測了火星的運動。***埃德溫·哈勃正是藉助這臺望遠鏡發現了銀河系以外的星系，並發現了宇宙膨脹的證據。

1990年，世界上第一臺空間望遠鏡升空，爲紀念哈勃而命名爲哈勃空間望遠鏡。這臺大名鼎鼎的空間望遠鏡在宇宙年齡、恆星形成與死亡、黑洞與暗物質等多個領域都留下了巨大的成果。這些望遠鏡見證了一代代天文學家薪火相傳、前赴後繼地在天文領域不懈探索的精神。

哈勃空間望遠鏡

欲窮千里目—折反射望遠鏡

1930年，德國人施密特將折射望遠鏡和反射望遠鏡的優點結合起來，製成了第一臺折反射望遠鏡，施密特用一塊別具一格的接近於平行板的非球面薄透鏡作爲改正鏡，與球面反射鏡配合，製成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠鏡。

這種望遠鏡光力強、視場大、象差小，適合於拍攝大面積的天區照片，尤其是對許多深遠闇弱星雲的拍照效果非常突出，甚至可以追尋到數億光年之遙的宇宙深處。由於其既具有反射式望遠鏡的高清晰度，又保留了折射式望遠鏡的大視場，20世紀成爲了反射式望遠鏡與施密特望遠鏡的時代。

在銀河下守望的施密特望遠鏡LAMOST

國人的驕傲—FAST射電望遠鏡

除了常規的光學望遠鏡，到了21世紀，迎來了射電望遠鏡的時代。自麥克斯韋於1865年創立電磁波理論之後，在1930年，卡爾·央斯基首次記錄了來自銀河系的無線電波，標誌着射電天文學的誕生。到2015年，天文學家已開始計劃向宇宙發射來自地球的信息，希望與太陽系其他生命取得聯繫。

我國目前使用中的射電望遠鏡FAST，利用貴州獨特的喀斯特地貌而建設，其設計口徑達到了500米，這臺世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡，綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。截止2018年9月12日，這臺500米口徑的球面射電望遠鏡已發現59顆優質的脈衝星候選體，其中有44顆已被確認爲新發現的脈衝星。FAST將在未來20-30年保持世界一流設備的地位。

我國貴州的世界最大單口徑射電望遠鏡FA

離開地球表面—空間望遠鏡

地面上的望遠鏡口徑越建越大、越來越先進，但是又出現了新的問題。地球的大氣層使大部分短波長的紫外線和X射線都無法觀測，大氣抖動也會影響望遠鏡的分辨率，同時因爲重力的作用，望遠鏡的自重也成爲了限制其性能的因素之一。

爲了突破大氣層對於望遠鏡的束縛和干擾，利用航天技術將望遠鏡送到外太空的空間望遠鏡應運而生。高靈敏和高空間分辨率的空間紅外、紫外、X射線和γ射線望遠鏡陸續研發昇天，例如斯必澤紅外空間望遠鏡、康普頓伽瑪射電空間天文臺、錢德拉X射線空間天文臺等空間望遠鏡，它們在大氣層之外多波段的宇宙空間內，爲我們更深入、清晰地繪製着太空的模樣。

望遠鏡400年的發展歷程，伴隨着光學知識不斷交替循環的拓展與應用。望遠鏡裏的觀測對象從一開始月球這樣的小小衛星，慢慢走出太陽系，發展到探索宇宙初始混濁、暗物質與暗能量、星系的演化。

望遠鏡的不斷改造也見證了人類不斷的自我認識，而恆久不變的是那顆仰望星空的初心，就像霍金在時間簡史的序裏寫的：我也不知道研究宇宙的意義是什麼，只是當我望向那個深色的天空就感覺它真的好美。