明察秋毫（6）

人的眼睛的能力是有限的，而需要观察、了解的世界的需求却是无穷的，借我借我一双慧眼吧，让我把这世界看得清清楚楚明明白白真真切切。

要想将这个世界看得清清楚楚明明白白真真切切，就需要解决两个问题：一是太小了，看不清；一是太远了看不见。这两个问题本质上是同一个问题，就是视角问题，人眼的分辨能力是由视网膜上感觉接收器的间距决定的，因此存在一个观察角度，大于这个角度下，眼睛恰好能分辨两个点。经测量，这个最小观察角度大约是1.5分。换算一下，明视距离两点间隔０.１毫米以上，人眼能分清，否则分不清。物体距离人越远，则两点间的距离就需越大，否则就只能当成一个点。那么，如何解决这两个问题呢？“散开点！”“靠近点！”

解决这两个问题用到了“放大镜”“显微镜”和“望远镜”，在读佛经时看到一句话“佛观一滴水，八万四千虫”，不知佛的眼睛是如何看到的，其中有没有什么科学道理。现在我们可以通过仪器观察一滴水中的八万四千虫，可见众生皆可成佛此言不虚。

为看清楚微小的物体或物体的细节，需要把物体移近眼睛，这样可以增大视角，使在视网膜上形成一个较大的实像。但当物体离眼的距离太近时，因为晶状体的曲率有限，无法在视网膜上形成清晰的像，所以反而无法看清楚。换句话说话，要明察秋毫，不但应使物体对眼有足够大的张角，而且还应取合适的距离。显然对眼睛来说，这两个要求是相互制约的，若在眼睛前面配置一个凸透镜便能解决这一问题。凸透镜是一个最简单的放大镜，是帮助眼睛观察微小物体或细节的简单的光学仪器。放大镜是这样工作的：当物体在凸透镜一倍焦距内时，物体便由于透镜折射而形成一个较大的虚像，仿佛集中在一起的点被散开了，具体原理如图所示：

放大镜原理图

从理论上讲，放大镜可以放大无数倍，但由于像差的存在，一般放大镜也就放大三倍左右。要想获得更高的倍数，那就得用复式放大镜了，所谓复式，就是用更多的镜片，一方面为消除像差【所谓像差，就是理想与现实之间存在的差距】另一方面也可以获得更高的倍率。

显微镜就是这样一种复式放大镜，这里介绍一下最为简单的光学显微镜的原理，它是由两个凸透镜构成，前凸透镜【物镜】焦距短而后凸透镜【目镜】焦距长，物体在物镜的一到两倍之间，这样通过物镜就成一个放大的实像，这个实像的在目镜的的一倍焦距内，成一个放大的虚像，通过两次放大，就可以看到一个放大倍数很高的虚像了。

显微镜原理图

如图所示，普通光学显微镜成的是一个倒像，但这并不影响观察，因为对于微小物体而言，正立倒是无所谓的，因为这些微小物体在我们的观念中并没有正立倒之分。但望远镜却不一样，用望远镜看远方的山川人物，给你一个倒立的像，总会觉得有些别扭，下面就介绍一下望远镜。

伽利略望远镜原理图

伽利略望远镜顾名思义就是由伟大的科学家伽利略发明的，通过前镜【物镜】将光线会聚，再通过后镜【目镜】将光线发散，在恰当的位置就可以将远方物体的视角扩大，从而看清远方的物体。据伽利略传中记载，伽利略用望远镜发现了木星周围还有卫星，他将其中一颗命名为“美第奇”星，狠狠地拍了美第奇家族的马屁，真是长袖善舞！伽利略望远镜结构简单，所成之像也是正立的，但视野比较小。

开普勒望远镜原理图

开普勒望远镜采用了两个凸透镜，前镜【物镜】为长焦距凸透镜，后镜【目镜】为短焦躁凸透镜，前成实像后虚像，故所在像为倒立的像，有点不太方便。现在所用的双筒望远镜都是这种开普勒望远镜，不过为了将倒立的像放正，在两镜之间加了个棱镜。

除了折射式望远镜，还有反射式望远镜，牛顿发明了反射式望远镜，他的原理是用凹面镜代替凸透镜，原理图如下：

牛顿反射式望远镜原理图

在商店里看到的天文望远镜的都是这种反射式望远镜，仔细观察会发现它的观察位置在长筒的一边，世界上一些最为著名的望远镜都是采用牛顿式的结构。