近日，NASA（美國國家航空航天局）公布了一組由韋伯空間望遠鏡拍攝的全彩深空圖像及光譜。這是迄今為止，人類所能觀測到的宇宙最深、最清晰的紅外圖像。

人類仰望星空的曆史十分悠久，但使用天文望遠鏡的曆史并不長。那麼，你知道中國第一台望遠鏡從何而來？曆史上，我國的天文觀測工具又經曆了怎樣的變化？

星漢燦爛，雙眼可探

中國人對宇宙的觀測和記錄可追溯到幾千年前。傳說中，羲和是古代掌管天文曆法的官員，在《史記·曆書》中有：“黃帝使羲和占日，常儀占月。”

早在夏朝時，中國就有了專門觀測天象的場所，叫作清台，後也被稱為神台、靈台或觀台。

我國古代的天文台，既是天文觀測基地，也是奉神占星的場所，曆代均有不同的稱呼方式。在《詩經·大雅·靈台》中有：“天子有靈台者，所以觀祲象察氣之妖祥也。”

西漢時期，在長安城城郊築有“候景之台”，高15仞，台上放着觀測天象所要使用的儀器，其中包括渾儀、相風烏和銅表等。宋朝十分重視天文觀測，在當時的北宋都城汴京設有4個觀星台。元代時，著名天文學家郭守敬在河南登封城東南處設觀星台，這是中國現存最古老的天文觀測建築。

河南登封的元代觀星台

早期，人類的天文觀測以肉眼為主，輔之天文測景器，如圭表、日晷等。

春秋以前，“圭表”被普遍用來測量日影長度。表為立竿，圭為卧尺，測日影長度，定冬至和夏至的日期以及回歸年的長度。依靠豎立的長竿，唐代最早實測了子午線的長度。日晷則主要用于天文計時。

發現于河南的周公測景台，高3.91米，由石圭和石表兩部分組成，俗稱“無影台”，是中國古代立八尺圭測量日影、驗證時令、計年的儀器，相傳為東周所建。這比公元前3世紀至公元前2世紀的亞曆山大天文台和羅德斯觀星台都要早。

另外，文學作品中常出現的“璇玑玉衡”或許也是一種天文觀測工具。在《尚書·舜典》中有：“在璇玑玉衡，以齊七政。”李約瑟曾為此注解：“舜檢查璇玑儀器和玉衡，以便使七種标準的不同周期相一緻。”

據推測，璇玑玉衡很可能是一種窺管，古人能借此直接觀測天象的儀器。《周髀算經》中有用窺管測量太陽直徑的記載，宋代沈括也記載了使用窺管觀測到真天極及附近恒星的圓周運動。

渾儀的“進化史”

在天文望遠鏡被發明之前，渾儀是我國古代天文觀測最主要的儀器。相比于西方的黃道坐标系統，我國的渾儀用的是赤道坐标系統，更有利于測定恒星位置。

渾儀也叫渾天儀，它的出現與“渾天說”密不可分。公元前4世紀左右，民間天文學家落下闳提出了渾天說，東漢天文學家張衡對其作出了系統性闡述，他在《渾天儀圖注》中這樣描述：“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞中黃，孤居于内，天大而地小。”

到張衡的時代，古代渾儀的基本結構已經形成，一般為支架上固定着兩個互相垂直的圈，分别代表地平線和子午圈；在其内還有若幹個能轉動的圓圈，其上附有可繞中心旋轉的窺管，用以觀測天體。

複制的渾天儀

唐代時，随着生産力和科技水平的顯著提升，貞觀七年（633年），天文學家李淳風制造出了更加精密的渾天黃道儀，這台渾儀主要增加了三辰儀和白道環，使得天文觀測變得更為簡便。此時，渾儀在結構上的精妙程度到達了高峰。

北宋時期，渾儀變得更加簡便，精度也更高。人們還把渾儀、渾象和報時裝置結合起來，形成了大型天文儀器——水運儀象台。《中國天文學史》作者陳遵妫認為，它已經具備了近代赤道儀的雛形，可以被看作早期的天文台。

公元1092年，宋代天文學家蘇頌制造出了“水運儀象台”。這是一座大型天文鐘台，台分三層：上層是渾儀，用來觀測日月星辰的位置；中層是渾象，旋轉并顯示天象；下層設木閣，木閣又分五層，每層有門，每到一定時刻，門中有木人出來報時。木閣後有漏壺和機械系統，驅動整個儀器。

可惜的是，靖康之亂後，宋朝所有的儀象都被金人所奪。宋高宗南渡之後，曾想複建，卻已沒有專家。後來，蘇頌的兒子将記錄了其父之法的書籍獻上，也無人能了解其中的方法進而仿制。

到了元代，郭守敬徹底改造了渾儀，去掉了一些不必要的規環，把地平環放到下座，制成了簡儀。在這之後，望遠鏡登上了曆史舞台，渾儀和簡儀在結構上的變化就不多了。

從望遠鏡到“深空之眼”

望遠鏡與中國的淵源，可追溯到約400年前。

明朝天啟二年（1622年），望遠鏡由德國傳教士自廣東攜入中國。時任廣州十三行總商的潘有度有詩雲：“萬頃琉璃玉宇寬，鏡澄千裡幻中看。”

在《明史》中也有對望遠鏡的記載：“若夫望遠鏡，亦名窺筒，其制虛管層疊相套，使可伸縮，兩端俱用玻璃，随所視物之遠近以為長短。不但可以窺天象，且能攝數裡外物如在目前，可以望敵施砲，有大用焉。”可見，當時的人們已經想到可将其運用在軍事領域。

崇祯二年（1629年），徐光啟上書建議朝廷自制望遠鏡，但囿于技術原因，直到崇祯末年，中國才終于能夠制作望遠鏡。在這之後，機械制造家薄珏還将“千裡鏡”應用到銅炮上，提高了武器的射擊精度。

民間較早獨立制造望遠鏡的人叫孫雲球，他還寫成了《鏡史》，記載并制作了多種光學設備。據康熙《吳縣志》載，登上虎丘用孫雲球的“千裡鏡”試看，“遠見城中樓台、塔院，若接幾席，天平、靈岩、穹窿諸峰，崚嶒蒼翠，萬象畢見”。

可惜的是，盡管中國人較早地掌握了望遠鏡的制作技術，但它沒有被應用于天文觀測。

在北京建國門古觀象台上，有六座保存完好的大型皇家天文儀器，這是1637年傳教士南懷仁奉康熙之命建造的，然而它們全都未曾裝置望遠鏡。直到1932年，南京紫金山天文台創立，其台上裝備的望遠鏡也還是從國外進口的。

紫金山天文台早期的天文望遠鏡

經過了近百年的發展，中國的天文觀測有了長足的進步。中國“天眼”即FAST射電望遠鏡建成，作為世界上最大的單口徑射電望遠鏡，實現了我國射電望遠鏡從追趕世界到領先世界的跨越。而中國的巡天空間望遠鏡預計将在2024年前後科學運行，我們将擁有屬于自己的“深空之眼”。

這樣看來，中國人對宇宙的新探索，或許才剛剛開始。

欄目主編：龔丹韻 題圖來源：圖蟲 圖片編輯：曹立媛

來源：作者：肖雅文

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