第二十四章    落基山的望遠(yuǎn)鏡

　　去年十月二十日募捐結(jié)束之后，大炮俱樂(lè)部的主席曾經(jīng)撥給劍僑天文臺(tái)一筆款子，造一架巨大的光學(xué)儀器，這架儀器，無(wú)論是折射望遠(yuǎn)鏡，還是反射望遠(yuǎn)鏡，必須威力極大，才能看清月球表面上一個(gè)直徑最多不過(guò)九英尺的物體。

　　在這兩種望遠(yuǎn)鏡之間，有一個(gè)極其重要的區(qū)別這兒應(yīng)該說(shuō)明一下。折射望遠(yuǎn)鏡有一根長(zhǎng)管子，上端有一面凸透鏡，叫做物鏡，下端也有一面透鏡，叫做目鏡，觀測(cè)者：眼睛就是從這面透鏡里觀察物體的。從發(fā)光體發(fā)出來(lái)的光線，穿過(guò)第一面透鏡，經(jīng)過(guò)折射作用，在焦點(diǎn)上形成一個(gè)物像。

　　觀察者從目鏡里望著這個(gè)被這面透鏡放大了的物像，正象用放大鏡觀察物體一一樣。所以說(shuō)，拆射望遠(yuǎn)鏡的管子是一端被物鏡堵住，另外一端被目鏡堵住的。

　　相反的，反射望遠(yuǎn)鏡的營(yíng)子上端是敞開(kāi)的。被觀測(cè)的物體的光線自由地穿入管口，射在一面金屬凹面鏡、也就是說(shuō)聚光鏡上。光線從那兒反射到一面小鏡子上，然后再通過(guò)目鏡記物像放大。

　　因此：折射望遠(yuǎn)鏡主要的是利用忻射作用，而反射望遠(yuǎn)鏡則利用反創(chuàng)作用，所以前者叫做折射鏡，后者叫做反射鏡，制造這些光學(xué)儀器的全部困難都集中在物鏡，也就是說(shuō)，集中在凸透鏡或者金屬反光鏡上。

　　但是，在大炮俱樂(lè)部進(jìn)行它那偉大實(shí)驗(yàn)的時(shí)代，這些儀器已經(jīng)非常精密，獲得了良好的成績(jī)，伽利略用他那只只能放大七涪的拆射望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體的時(shí)代，已經(jīng)成為遙遠(yuǎn)的過(guò)去。從十六世紀(jì)起，光學(xué)儀器日漸加粗，加長(zhǎng)，加大，使我們有可能測(cè)量恒量空間前所未見(jiàn)的深處，當(dāng)時(shí)正在工作著的折射望遠(yuǎn)鏡，有俄國(guó)布科娃天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡，它的物鏡十五英寸；有法國(guó)光學(xué)家賴(lài)爾布的望遠(yuǎn)鏡，它的物鏡和前者一樣大：最后還有劍橋天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡，它的物鏡的直徑是十九英寸。

　　在反射望遠(yuǎn)鏡中間；我們知道的有兩架威力強(qiáng)大的巨型望遠(yuǎn)鏡。第一架是赫歇耳制造的，三十六英尺長(zhǎng)，占有一面四英尺半寬的反光鏡，能夠放大六千倍。第二架聳立在愛(ài)爾蘭比爾卡斯?fàn)柕呐缮D公園里，屬于洛斯爵士。管長(zhǎng)四十八英尺，反光鏡寬六英尺，放大六千四百倍，重二萬(wàn)八千磅，必需造一個(gè)很大的建筑物，來(lái)安放操縱儀器的機(jī)器。

　　“我們看得出來(lái)，這些儀器雖然體積龐大，可是只能放大六千倍左右；然而，放大六千倍，月球的距離只縮短到三十九英里，只能看見(jiàn)直徑六十英尺的物體，除非這些物體特別長(zhǎng)。

　　可是現(xiàn)在，炮彈只有九英尺寬、十五英尺長(zhǎng)！因此必須把月球的距離至少縮短到五英里，要做到這一點(diǎn)，望遠(yuǎn)鏡必須放大四萬(wàn)八千倍。

　　這就是劍橋天文臺(tái)遇到的間題。他們沒(méi)有財(cái)政上的困難，剩下的只是物質(zhì)上的困難了。

　　首先要在折射望遠(yuǎn)鏡和反射望遠(yuǎn)鏡中間選擇一種。折射望遠(yuǎn)鏡比反射望遠(yuǎn)鏡好。同樣尺寸的物鏡，它能放大更多的倍數(shù)，因?yàn)楣饩€穿過(guò)凸透鏡比通過(guò)金屬反射鏡的損失小。但是凸透鏡的厚度是有限度的，因?yàn)樘窳耍饩€就射不進(jìn)來(lái)了。而另一方面，要造這種巨大的透鏡非常困難，并且需要很長(zhǎng)的時(shí)間，往往要花上好幾年的工夫。

　　所以，物像在折射望遠(yuǎn)鏡里顯得更加明亮，這是一個(gè)無(wú)法估計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在要觀測(cè)的是月球，而月球不過(guò)是一個(gè)反光體，盡管如此，人們還是決定采用反射望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)橹圃爝@種儀器不需要多少時(shí)間，同時(shí)還能增加放大的倍數(shù)。但是，在穿過(guò)大氣層時(shí)，光線的強(qiáng)度要損失很大一部分，大炮俱樂(lè)部決定把儀器設(shè)在合眾國(guó)最高的高山上，用以減少空氣層的厚度。

　　我們上面已經(jīng)談到，反射望遠(yuǎn)鏡的目鏡，也就是說(shuō)放在觀測(cè)者眼睛底下的透鏡，產(chǎn)生放大作用，而物鏡的直徑越大，焦點(diǎn)距越長(zhǎng)，放大的物像也越大。要放大四萬(wàn)八千倍。

　　物鏡必須比赫歇耳和洛斯爵士的大好幾倍才成。這就困難了，因?yàn)殍T造這種反光鏡是一項(xiàng)非常細(xì)致的工作。

　　幸虧幾年以前，法國(guó)學(xué)院的一位科學(xué)家雷翁·佛考發(fā)明了一個(gè)新的方法，用鍍銀的鏡子代替金屬的鏡子，這樣一來(lái)，制造物鏡就又快又方便了。只消造一面你所需要的尺寸的玻璃鏡，然后鍍上銀就成了。劍橋天文臺(tái)就采用這個(gè)效果良好的方法制造物鏡。

　　此外，他們還采用了斯勞的天文學(xué)家赫歇耳設(shè)計(jì)的安裝法。物體從他那架巨大的儀器管底一面傾斜的反射鏡里直接映入另外一端的目鏡。因此觀測(cè)者的目光不是從管底，而是從管頂?shù)哪跨R里投入這個(gè)巨大圓筒里。這種聯(lián)合裝置的好處是廢除了把物像反射到目鏡里的那面小鏡子）

　　當(dāng)中只經(jīng)過(guò)一道，而不是兩道反射手續(xù)。因而損失的光線比較少，物像也不十分模糊。總之，光線就比較充足了，這對(duì)于目前進(jìn)行的觀測(cè)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)值得重視的好處。

　　采取了這幾項(xiàng)決定以后，工作就開(kāi)始進(jìn)行了。根據(jù)劍橋天文臺(tái)辦公室的計(jì)算，這架新望遠(yuǎn)鏡的長(zhǎng)度應(yīng)為二百八十英尺，反射鏡的直徑應(yīng)為十六英尺。這架儀器雖然很大，也不能跟幾年以前天文學(xué)家胡克設(shè)計(jì)的那架長(zhǎng)達(dá)十英里的反射望遠(yuǎn)鏡相比。盡管如此，制造這樣一架儀器仍舊是很困難的。

　　地基問(wèn)題很訣地解決了。必須選定座高山，而臺(tái)眾國(guó)的高山卻寥寥無(wú)幾。

　　的確，這個(gè)大國(guó)只有兩條不很高的山脈，美麗的密西西比河在它們中間奔流，假如美國(guó)人允許什么王國(guó)存在的話(huà)，他們會(huì)把它叫做“江河之王”。

　　東西向的一條是阿帕拉契亞山脈，它的最高的山峰聳立在新罕布什爾境內(nèi)，還不到五千六百英尺的高度，是一座極普通的山。

　　相反的，西面的落基山脈卻是一條連綿不斷的山脈，它從麥哲倫海峽，沿著南美洲西海岸上行，叫做安第斯山脈或者科迪那拉山脈，穿過(guò)巴拿馬地峽，．漫過(guò)北美洲，一直向北極海的海岸奔去。”

　　這些山都不很高，阿爾串斯山脈或者喜馬拉雅山脈恐伯要從高處非常輕蔑地瞧著它們呢。說(shuō)實(shí)在的，它們最高的山峰只有一萬(wàn)零七百零一英尺，而勃朗峰的高度是一萬(wàn)四千四百三十九英尺，干城章加峰拔海二萬(wàn)六千七百七十六英尺。

　　但是，象在哥倫比亞炮問(wèn)題上一樣，大炮俱樂(lè)部一定要把這架望遠(yuǎn)鏡建在合眾國(guó)境內(nèi)，那就只好滿(mǎn)足于落基山脈了。因此一切必需的物資都運(yùn)到密蘇里州的瑯?lè)迳先チ恕?/p>

　　要描寫(xiě)美國(guó)工程師怎樣克服種種困難，完成需要精湛的技術(shù)和勇氣的奇跡，筆和語(yǔ)言都無(wú)能為力了。這是一場(chǎng)真正的決力比賽。他們必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)地離開(kāi)有人煙的地區(qū)，走入人類(lèi)幾乎無(wú)法生存的荒野地帶，穿過(guò)荒無(wú)人跡的草原、無(wú)法通過(guò)的森林，跨越可怕的急流，爬上終年積雪的山區(qū)，把大石頭、笨重的鍛鐵、沉重的鐵棱角、巨大的鏡筒零件以及重達(dá)三萬(wàn)磅的物鏡運(yùn)到高達(dá)一萬(wàn)多英尺的山上去。但是，美國(guó)人的天才終于戰(zhàn)勝了成百上千的障礙。從開(kāi)始工作時(shí)起還不到一年的工夫，在九月下旬，這架巨大的反射望遠(yuǎn)鏡的長(zhǎng)達(dá)二百八十英尺的管子就伸到天空里去了。它是被懸在一個(gè)高大的鐵架上的，一套精巧的機(jī)器設(shè)備可以輕便地操縱，使它對(duì)誰(shuí)天空的任何一點(diǎn)，并使它從一邊的地平線上追隨在空中運(yùn)行的天體，一直追到另外一邊的地平線。

　　這架望遠(yuǎn)鏡的價(jià)值在四十萬(wàn)美元以上。它第一次瞄準(zhǔn)月球的時(shí)候，觀測(cè)人員都很激動(dòng)，又好奇，又惴惴不安。他們?cè)谶@架四萬(wàn)八千倍的望遠(yuǎn)鏡的視域里，將會(huì)發(fā)現(xiàn)什么東西呢？會(huì)發(fā)現(xiàn)月球的居民、一群群的動(dòng)物、城市、湖泊、海洋嗎？不，他們看到的都是科學(xué)界早已知道的東西，月輪每一個(gè)地方都可以絕對(duì)正確地證明月球山是屬于火山性質(zhì)的。

　　但是，落基山上的這架望’遠(yuǎn)鏡，在大炮俱樂(lè)部使用它之前，已經(jīng)替天文學(xué)出了不少力。由于它那強(qiáng)大的洞察力，天空最深的地方都被探測(cè)到了，許多恒星的視直徑都被測(cè)量過(guò)了，劍橋天文臺(tái)辦公室的克拉克先生測(cè)定了金牛座的巨蟹星云，這一點(diǎn)是洛斯爵士的反射望遠(yuǎn)鏡辦不到的。