1893年芝加哥世界博览会上展出的耶基斯一米折射望远镜。 （图片来源：芝加哥自然历史博物馆图书馆/维基媒体共享资源）在过去的250年里，光学望远镜经历了革命性的发现和技术的发展，望远镜的发明者，17世纪的眼镜制造商汉斯·利珀斯海也许都不敢相信这一切的可能性。当我们回顾望远镜历史的年代时，我们发现一个重要的转折点恰好出现在美国独立宣言发布五年后。那是在1781年的英国。威廉·赫歇尔刚刚做出了可能是当时世界上最大的天文学发现：发现了一颗新行星——天王星。赫歇尔发现太阳系的第七颗行星本身就是具有革命意义的。自古以来，水星到土星的其他行星已经为人所知，在夜空中肉眼可见。而天王星则是需要光学辅助才能看到的，其发现展示了望远镜极大地拓宽了我们的视野。此外，赫歇尔是使用自己制作的6.2英寸（157毫米）反射望远镜发现的新行星。他是在位于萨默塞特城市巴斯的自家后花园里通过望远镜观察的。赫歇尔是一位多产的望远镜制造者，他对镜面进行抛光和塑形。相比于他的一些更大型的望远镜，6.2英寸的望远镜显得微不足道，包括那台著名的发现机器——焦距为20英尺（约6米），孔径为18英寸（457毫米）的望远镜，以及不太成功的40英尺（12米）望远镜。赫歇尔证明了望远镜可以进行严肃的科学研究。“作为一位自学成才的天文学家，威廉·赫歇尔将反射望远镜从通常被视为科学玩具的东西转变为一种严肃的科学工具，”来自阿尔伯塔大学的英国科学史学家罗伯特·史密斯告诉Space.com。“赫歇尔所有努力的根本在于他的望远镜制造，因为他必须自己制作这些大型望远镜。” 折射望远镜与反射望远镜 望远镜主要有两种形式：反射型和折射型。反射型使用镜子将光线反射到目镜所在的焦点；折射型则使用透镜来聚焦光线。在18和19世纪，赫歇尔的反射望远镜是主导望远镜类型，典型的还有利物浦的威廉·拉塞尔和爱尔兰的罗斯爵士威廉·帕森斯所制造的望远镜。然而，在横跨英吉利海峡的欧洲大陆，折射望远镜在当时光学质量更高，因而占据主导地位。“你必须区分英国的情况与其他地方的情况，”史密斯说。拉塞尔制造了孔径为24和48英寸（61和122厘米）的反射望远镜。而爱尔兰的“利维坦”则是罗斯爵士自己建造的巨型望远镜，今天仍然是联合国教科文组织世界遗产之一。虽然拉塞尔和罗斯爵士是富有的自学成才的“业余”科学家，但在欧洲，折射望远镜被大学的学者用于精确测量宇宙，从双星的轨道到利用视差测量星星的距离。 巨型胡克望远镜的穹顶。 （图片来源：克雷格·贝克/维基媒体共享资源，CC BY-SA 4.0）“在欧洲大陆，折射望远镜被专业天文学家使用，他们关注精准度，而拉塞尔和罗斯爵士则更多关注收集更多光线以观察更暗淡的天体，”史密斯说。美国的崛起 建造大型折射望远镜面临挑战，导致了一个被称为“望远镜竞赛”的时期，在这一时期，声望与科学同样成为了动力。1897年，位于芝加哥的耶基斯天文台的40英寸（一米）折射望远镜赢得了“竞赛”，当时的建造费用为50万美元（约合今天的2000万美元），它是由金融家查尔斯·耶基斯提供的，他通过发展芝加哥的公共交通系统致富，常常通过贿赂来赢得特许经营权。商业人士建造望远镜并不是新鲜事：威廉·拉塞尔从酿酒业中赚取巨额财富，但他也使用自己的望远镜。现在不同的是，那些过于富裕、超乎想象的人将天文台视为虚荣项目，而不是作为自身使用的科学工具。美国富豪们的大量资金的引入，彻底改变了望远镜的建造和天文学在美国的命运。“我曾认为，在1880年代，美国在天文学方面相对落后于欧洲，但到1920年代，美国在天文观察方面已成为领先国家，”史密斯说。不仅仅是耶基斯。在加利福尼亚，富有的土地所有者詹姆斯·利克在山顶建立了利克天文台。