如何把人类的视力提高一亿倍？(6)

夫琅和费为此专门制造了新的研磨机来解决这个难题。如此一环套一环，几年下来，夫琅和费领导的巴伐利亚光学研究所成了世界第一。连老牌的科学大国英国都造不出那么好的光学仪器。
可夫琅和费却一直是个“民科”，没学历。用他自己的话说，“我没时间玩那些花招子，我的研究就是为了改进望远镜这么个实际目的”。直到1822年，巴伐利亚的埃朗根-纽伦堡大学（FAU， Univ. Erlangen-Nuremberg）才倒贴给了他一个名誉博士的学位。
夫琅和费确实没有多少时间。他和当时很多玻璃匠一样，由于没有职业防护的知识， 39岁（1826年）就死于与重金属中毒相关的肺病。
望远镜为什么需要大口径
夫琅和费发财是因为大口径镜片。那么天文望远镜为啥要用大口径镜片呢？这是因为镜片越大，进光越多，也就能看见更暗的天体。另外，光学仪器的分辨率也是由镜片的口径大小决定的。啥叫 “分辨率” 呢？就是能看清楚两个点的能力。人眼睛的光学分辨率是视角 “一分” ， 意思就是从地平线到天顶算视角九十度，把其中的一度再分成六十份就是视角一分（图7）。同时，人眼瞳孔的口径只有两毫米左右，由此决定了人眼睛的集光能力和分辨率。因此，天上的星星虽然都能看得见，但是除了太阳月亮，大多数天体的视角都小于人眼分辨率，所以即便是一个巨大的星系，在人类的眼睛里就只是一个光点。人眼在天空中能看到的大于一个点的星系只有110个，这些星系叫做梅西耶天体（Messier objects）。想想看，我们的肉眼只能勉强看到宇宙中一千亿个星系中的110 个，就知道人类肉眼凡胎的 “无能” 与望远镜的重要性了。

图7 人眼分辨率
分辩率指能分辨两个点的能力，不是能否看得见。右边图中上面的两个点可以分辨，下边的两点融合不可分辨。但两种情况下光点都能看见。夜空中看到的大多数星体都是一个点，而不可以分辨其形状。
巨型折射望远镜时代
夫琅和费的望远镜远超伽利略时代，他的大师级作品是9英寸（24厘米）折射式望远镜（图8），比人眼的分辨率强了数百倍。夫琅和费开启了 “巨型折射望远镜时代” （the great refractor era）。各天文台竞相定制夫琅和费的望远镜，就象今天大医院抢购最强的医学成像机一样。可是巨型折射式望远镜时代只延续了70年，口径从1826年的24厘米增加到了1900年的125厘米, 然后就像恐龙一样退出了历史舞台。这是因为，透镜口径越大镜片越重，由于折射望远镜的镜片中间通光，镜片只能靠其边缘来支持其自身重量。我们在中学时就学过，玻璃是液体而不是固体，自重造成的玻璃变形足以破坏大镜片的成像精度。