为世界各地的山顶设计的新一代的“超级望远镜”，将在1990年代使天文学进入一个黄金时代。

现在至少在计划建造七个巨大的光学望远镜，其中四个是在美国设计。它们每一个的采光能力都为今天最大的望远镜的两倍多。

用这些仪器，可望窥视到宇宙的充分深的地方，获得关于宇宙起源的新线索。因为来自太空的光到达地球需要时间，因此天文学家们探测得愈远，他们就能回视宇宙历史的更早的时期。

它们也将有助于解开宇宙学的很多难题：行星的诞生、类星体（能发射光和无线电波的像恒星一样的天体）之谜，以及初期星系的动力学。

怀俄明大学的物理学和天文学教授罗伯特 · D · 格尔茨（Robert D. Gehrz）对提出的这些计划评论说，“那将是一个真正的黄金时代，是天文学的一次复兴。”

促使奋力建造这些巨大的望远镜的，是几种全新的制造概念。自从1948年在加里福尼亚的帕洛玛山建成迄今为止仍为世界上最大的200吋的赫尔望远镜后，天文学家们认为在建造大型望远镜方面他们在技术和资金上已经达到极限。这是因为，决定望远镜的能力的反射镜愈大，它从太空天体采集的光就愈多。然而如果要造得比赫尔望远镜的反射镜更大的话，它就可能因自身的重量而不能保持其形状。

由于光探测器的进步，天文学家们曾在某种程度上抵消了这个问题。现在电子探测器记录光子的能力比20年前增加了60多倍。但是这种装置的发展也很快地达到了它们的极限，因此还是需要建造更大的望远镜。

—个脱颖而出的概念是像镶嵌地板一样用多片玻璃来镶嵌大型望远镜的反射镜，而不是浇注整体连续的凹面镜。这种方法是由加里福尼亚大学的天文物理学家纳尔逊（Jerry Nelson）及其同事们发明的。用这种方法制造的一台望远镜准备装于新的凯克（Keck）天文台。

由于最近由凯克（W. M. Keck，已故的石油大亨）基金会获得了七千万美元的赠款，这台390吋的望远镜可能在这些新的超大型望远镜中首先投用。假如能按计划于1卯2年完成，这台凯克望远镜将是世界上最大的——几乎是帕洛玛的两倍大，可能探测到月球上一支蜡烛那样大的东西。这台由加里福尼亚大学和加州理工学院制造的望远镜将安装在遍布相思树的夏威夷岛中北部的冒纳开亚死火山上。

这台望远镜的主镜由36块各宽6呎厚3吋的六角形镜片组成，一个计算机控制的定位装置可使它们协调地转动，每秒可进行100次精密到人的发丝直径的1/1000的调节。虽然尚未用大型装置试验，这种“破镜”方案同时还带来其他好处，因为各个镜片可放在较轻的支架上，这台10米的望远镜的重量可能还不到赫尔望远镜的1/3，且焦距也比较短，因此镜筒短粗。这就意味着一个较小的圆顶就能容纳得下它。（而建造圆顶可能占整个天文台费用的一半。）

但是，正如加州理工学院校长在今年1月宣布已得到资金时所指出的，这一装置仍然可能具有窥视到“120亿年前、即自宇宙诞生以来的时间的将近3/4”的能力。

同时还在为另一个页大的装置设计一种不同的光学望远镜，它被称为NNTT（是国立新技术望远镜National new technology telescope的缩写），可能由联帮政府投资建造，并可能装在同一个冒纳开亚死火山顶上。这是一种类似于在亚利桑那州图森市郊已成功地使用着的多反射镜望远镜，当然要大得多。其设计思想是像在军舰上装炮一样地安装反射镜，把4个295吋的反射镜装在同一个山头上。既可以单独使用它们，也可以把用它们观察到的图像用光学的办法结合起来，因而起一个巨眼的作用。

比这种排列更为不寻常的，也许是反射镜本身的设计。它们不是整块的玻璃片，而是一些由空心的蜂窝结构支撑的薄片。

这种反射镜制造法是亚利桑那大学的安吉尔（Roger Angel）发明的。他采用的工艺方法是将融化的派热克斯（硼硅酸耐热）玻璃倒入旋转的炉子中的瓷盘里，玻璃溶液爬向盘边，形成一个自然的抛物面，因此，制造反射镜需要的研磨和抛光量极少，而以往的方法研磨和抛光需要几年时间。

迄今这种方法仅在小型反射镜上做过试验。现在亚利桑那大学为了浇注大至8米直径的反射镜，正在它的足球场下建造一个大型旋转炉和专用的研磨机。假如国会通过给这项计划的投资，这套设备将用来制造NNTT的反射镜（是否通过还不一定）。

在天文学家们的设计板上，并非只有这两种巨型望远镜。得克萨斯大学正在为一个类似大小的望远镜寻求资金，它可能或是采用安吉尔的蜂窝结构的反射镜，或是采用它自己的一种类似于大型接触透镜的设计。日本的天文学家们也把冒纳开亚死火山看作它的一个295吋的望远镜的可能的地址。西欧几个国家正在拟定在智利建造由四个独立的望远镜组成的望远镜阵的计划。

同时，苏联也在继续考虑用比较老式的设计技术制造一台25米的巨型望远镜。

这些巨大的仪器设备究竟要多久能投入使用，则取决于资金和放大过程中产生的问题的解决。天文学家们预言，所有这些望远镜都是必要的，尽管太空望远镜及其他望远镜的计划可能更早实现。（注：太空望远镜计划于1986年用航天飞机发射；凯克望远镜可能于1990年完成，那时，太空望远镜当能在地球轨道上探测出很多新的神秘的天体，而这些神秘的天体将是这个新的10米的“大眼”的主要目标。虽然有阴郁的大气遮掩，这个“大眼”依然能清晰地看出较小的2.4米的太空望远镜模糊地看到的天体。届时，凯克望远镜将证明为天文学家们认识宇宙的本性和起源的最有力的工具。）天文学家们指出，不同的望远镜完成不同的任务，而宇宙间有很多谜需要研究。

显微镜   身穿方格衫和麻子脸的大卫 · 肯尼迪（David Kennedy）好像在观察舰船上的雷达屏，几处朦胧的区域闪发着绿光。它们是在一台新的显微镜上显示出来的比一粒糖晶的1/100还小的动物细胞的一部分的图像。非同寻常的倒不是它们的微小，而是观察这些细胞的方法：它们是活的，而且图像有立体感。

肯尼迪先生说，“能够这样观察，这还是破天荒的第一次。”他是麻省理工学院的研究生，而这台显微镜就是该校研制的。

新的显微镜技术是最近的几个重大进展之一，它们使人类的活动前缘回复到探测和研究微观宇宙上。这些新一代的放大镜可为很多科学领域带来重大发现，与从化学家到计算机芯片制造者的每一个人都密切相关。拥有世界上最强大的电子显微镜的加里福尼亚大学劳伦斯 · 伯克利实验室的老科学家格朗斯基（Ronald Gronsky）说，“在这些小突破中，每一个都意味着一些巨大的进展会接踵而来。”

自从雷汉虎克（Aston van Leeuwenhoek）1874年用小玻璃珠发现在水滴中游动的“微小动物”以来，显微镜已经有了很大的发展。用今天装配有小电子显微镜的强大的小望远镜可探测到小至原子级的物体。现在，科学家们在制造一些具有新功能的装置的同时，还更进一步地提高了放大率。

三维观察   三维观察显微物体并不是新生事物。但是麻省理工学院的惠特克卫生科技与管理学院（Whitaker College of Health Science、Technology and Management）似乎又把这一概念向前推进了一步。他们把强大的计算机与电子显微镜和一个特殊的观察系统相结合，初步结果表明，能以高于以前的装置的分辨率给出所观察的物体的更为精确的三维图像。

这种还在发展中的方法还可使我们第一次看到三维的活细胞。在普通的电子显微检查术中，经过观察前的制备工艺，活细胞一般是不可能存活的。微小的试样一般是用化学试剂固定，然后进行染色以提供对比度，最后升华干燥。根据所用的显微镜装置，这些试样或者被切成薄片，或者被涂在金属膜上，而所有这些对细胞来说都是致命的。

为了避免这一缺点，麻省理工学院的科学家们设计了一种特殊的容器，既能保存细胞，又能使电子射过。利用一台计算机和一个桌面大小的三维显示器，该装置能提供微小物质内部结构的少见的图像，而不是仅仅看到表面。

从事大脑和医学研究的生物学家们已经在利用这种“层析显微术”来探索细胞内部的奥妙，了解物质是怎么通过它们的。因为这种装置能帮助测定陶瓷的强度，材料科学家们也对它发生兴趣。将来，石油工程师们也可用它来研究岩石的结构，芯片制造者也可能用，它来检查电子电路的故障。

X射线显微术   另一种观察活细胞的方法是利用X射线显微镜而不是电子束显微镜。虽然不及电子显微镜那么强大，但X射线显微镜现已表明有着比普通的光学显微镜高得多的放大率、而且能看到活动中的细胞。它们还握有其他王牌：X射线能比电子更好地穿透物质，因此其试样就不必切得那么薄，其他所有累赘的制备工艺也不必要了。

IBM（国际商业机器公司）的科学家们最近提出一种新的“短焦距接触”式X射线法，据信能了解到还在生长着的细胞的结构的一些最复杂的细节。这种装置是利用了长波的软X射线。虽然这些射线也能杀死细胞，但是由于射线闪发得极短（一千万分之一秒），因此在它损伤细胞之前即已摄出“快照”。

这种装置已首先用来研究人的血液细胞的成分。这些细胞的内部结构的图像十分清晰而详细，足以使研究者们相信，这种方法在生物学和医学的许多领域里都可能有着不可估量的价值。它也可能适用于像检查计算机芯片那样的用途。

即使现在来看，这种显微技术依然十分新颖。科学家们甚至还不相信展现在他们面前的是什么。参加—个医学研究者小组的工作的国际商业机器公司的科学家费德（Palph Feder）说，“我感到我们现在的情况几乎像40年前”对待电子显微镜一样。

更强大的电子放大镜 在探索微观世界方面最大的进步可能在今年的晚些时候实现。那时，芝加哥大学的物理学家艾伯特 · 克鲁（Albert Crewe）将开始试验他的新电子显微镜。

这台机器可望是世界上最强大的放大镜，能够看出小至1/2埃（一时的十亿分之二）的细节。现在伯克利的电子显微镜能显示出1.6埃的细节。

这样的快照可能证明是对陶瓷、冶金学、电子学、化学催化剂和生物学研究的恩赐，而且可能开辟一些新的研究领域。这台150多万美元的机器已经着手制造两年了。克鲁说，现在“全面的理论估计表明它是能成功的。”假如是这样，则今天的新一代的格利弗*将会又多一个探索浩瀚的宇宙和看不见的小人国的工具。

[The Christian Science Monitor，1985年3月29日]

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* 格利弗是英国讽刺作家斯威夫特的小说“格利弗游记”中的主人公。