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一年前的10月20日募捐活动之后，大炮俱乐部的主席就把几笔金额拨给了剑桥天文台，用来建造一架巨大的光学仪器。这个仪器，无论是折射望远镜还是反射望远镜，它的功率应该大到能够看清楚月球表面九英尺大的物体。
折射望远镜和反射望远镜之间有着一个很重要的区别，有必要回顾一下这一区别。折射望远镜由一个镜筒组成，这个镜筒的上端有一个被称作物镜的凸透镜，下端有一个名为目镜的透镜，观测者的眼睛贴着目镜观看。发光体发出的光线穿过第一个凸透镜，然后在折射作用下，在焦点（即光线经过折射后会聚成的那个点）上形成了一个倒像。人们通过目镜来观看这个物像，目镜像放大镜一样把它准确地放大。因此，折射望远镜的镜筒的每一端分别由物镜和目镜封住。
相反，反射望远镜镜筒的上端是敞开的。被观测物体发出的光线畅通无阻地进入镜筒上端，然后照在一面金属凹面镜上，亦即会聚透镜。光线从那里反射到一面小镜子上，再由小镜子反射到把物象放大的目镜上。
在折射望远镜里，折射发挥了主要作用，而在反射望远镜里，则是反射。据此，前者才被称为“折射望远镜”，而后者则被称为“反射望远镜”。制造这两个光学仪器的惟一难题就在于造物镜，即凸透镜或金属凹面镜。
然而，在大炮俱乐部进行它伟大试验时期，这些仪器已经非常精密，并有很好的观测效果。伽利略用他那架可怜的最多能放大七倍的望远镜观测天体的时代，早已过去。自16世纪以来，光学仪器大幅度地不断加大、加长，使得人们可以测到恒星世界里未曾触及的深度。在当时使用的折射望远镜里，有俄罗斯的普勒科瓦天文台望远镜，它的物镜长十五英寸，宽约三十八厘米，它当时价值为八万卢布，合三十二万法郎；法国光学家勒尔布尔的望远镜也配备有和前者差不多大的物镜，最后还有剑桥天文台的望远镜，它装备有一个直径为十九英寸的物镜。
在反射望远镜里，我们知道的有两架功率强大、体型巨大的望远镜。第一架由赫显尔制造，长三十六英尺，并配有一个宽四英尺半的反射镜；它可以把物体放大到六千倍。第二架在爱尔兰比勒卡斯尔的帕森斯顿公园拔地而起，属于罗尔勋爵。它的镜筒长四十八英尺，反光镜宽六英尺（约一点九三米。我们经常听人说起还有更长的望远镜，其中有一架焦距达三百英尺，是巴黎天文台的多米尼克·卡西尼精心制造的；不过要知道这些望远镜都没有镜筒。它们的物镜是用吊杆悬挂在空中的，而观测者本人则手里拿着目镜，尽可能准确地站到物镜的焦点上。可想而知，这些仪器当时使用起来是多么的不方便，要对准在那种条件下放置的两个透镜的中心是多么的困难）；它可以把物体放大六千四百倍，要放置这架重达两万八千磅的望远镜的那些操作仪器，得砌造一间巨大的房子才行。
然而，有目共睹的是，虽然这些望远镜体型巨大，但它们的放大倍率也不超过六千倍；可一架能放大六千倍的望远镜只能把距月球的距离缩减到三十九英里，这样只能观测到直径为六十英尺的物体，除非物体本身非常长。
可现在，放到太空的却是一枚宽九英尺、长十五英尺的炮弹；这样至少得把距月球的距离缩短到五英里，要做到这一点，就得制造出放大率为四万八千倍的望远镜。
这就是剑桥天文台面临的难题。在财政上，天文台没有碰到任何问题，剩下的只是物质方面的困难。
首先，必须在反射望远镜和折射望远镜中选择一种。折射望远镜比反射望远镜更好些。同样的物镜，它的放大倍数就要大得多，因为光线穿过凸镜时会被吸收，穿过金属反光镜时会被反射，而前者导致的损失要比后者小。不过，凸透镜的厚度有限，因为假如过厚，光线就无法穿透。而且，要制造这样巨大的透镜是极为困难，并需要很长的一段时间，往往要好几年。
然而，虽然折射望远镜在观测月球这个反光体时具有着不可估量的优点，即物体图像在折射望远镜显得更亮些，人们还是决定使用反射望远镜，因为它的制造可以在较短时间内完成，而且它可以增加放大倍数。只是，在穿过大气层时，光线的强度会损失很大一部分，所以大炮俱乐部决定把仪器安装在美国最高的山上，这样可以减少空气层的厚度。
我们已经提及过，反射望远镜有一个目镜，亦即放在观测者眼睛下面的放大镜，是用来制造放大倍数的，还有一个物镜，支持倍数最多的物镜是那种直径最大、焦距最长的物镜。要放大四万八千倍，必须大大超越赫显耳和罗尔勋爵的物镜。这就是困难所在，因为铸造这些反光镜是一项非常精细的工程。
幸亏几年以前，法国科学院的一位科学家莱昂·富科发明了一种方法，他用镀银的反光镜代替金属反光镜，这使得物镜制造又快又简单。只要先浇铸所需尺寸大小的一块玻璃，然后再镀银。这种方法取得了显著的效果，于是它被应用于本次物镜的制造。
另外，人们根据赫显耳设想的方法来安置物镜，在天文学家斯劳的巨大望远镜的镜筒底部装了一个倾斜的反光镜，物体的图像先经过这个反光镜的反射，然后传给镜筒另一端的目镜。这样，观测者无须再站在镜筒下面，而是爬到镜筒顶端，在那里，他就可以用他的放大镜，把目光投入那个巨大的圆锥体镜筒里面。这种组合的好处在于可以撤掉那个用于把图像反射到目镜上的小反射镜。目镜看到的图像不再经过两次反射，而只经过了一次反射。因此，损失的光线就会少些，图像也会更清晰些。这样，最终，人们看到的物体会更明亮些，这对于天文观测来说，是一个不可多得的长处。
这些难题一一得到了解决之后，制造工作拉开了序幕。根据剑桥天文台的计算，新型反射镜的镜筒的长度应为两百八十英尺，反射镜直径应为十六英尺。这样一架仪器虽然很大，那也不能和天文学家霍克设想的望远镜相比，他于几年前提出制造一架一万英尺长的望远镜。不过，要造那样的一架望远镜，可谓困难重重。
至于望远镜放在哪儿，这个问题立即就有了答案。只要选一座高山，不过美国的高山却是寥寥无几。
这个广袤的国度其实只有两条不高的山脉，它们中间流淌着美丽的密西西比河，假如美国人允许有个什么王国的话，他们就会赋予它“河流之王”的美誉。
东边有一条阿巴拉契山脉，其中最高的山峰位于新罕布什尔州，高度还不到五千六百英尺，这点高度未免有点太寒酸了。
相反，西边的落基山脉却是一条连绵不断的山脉，它南自麦哲伦海峡，沿着南美西海岸延伸，在那里它被称作安第斯山脉或科迪勒拉山脉，然后穿过巴拿马地峡，经过北美一直延伸到北冰洋的海岸。
这些山脉都不很高，以至于阿尔卑斯山和喜马拉雅山无比轻蔑地从高处俯视着它们。确实，它们最高的山脉也就一万零七百零一英尺，而勃朗峰却高达一万四千四百三十九英尺，喜马拉雅山最高的顶峰珠穆朗玛峰的海拔为两万六千七百七十六英尺。
不过，既然大炮俱乐部坚持要把望远镜和哥伦比亚大炮建在合众国境内，因此就只能选落基山脉了，于是，一切必须材料都运到了密苏里州的朗峰上。
要想描述美国工程师面临的种种困难，他们在工作中体现的非同寻常的勇气和机智，恐怕非言语或笔墨所能表达。那可真是名副其实的壮举。他们越过荒芜的草原，穿过难以进入的深林，锳过可怕的急流，深入人类几乎无法生存的荒野地带，远离人烟，把一块块巨石、沉重的锻铁和角铁、巨大的镜筒零件以及重约三万磅的物镜搬到一万多英尺高的常年积雪的山顶。尽管如此，美国人的天才特性还是战胜了这数以千计的重重障碍。
开始制造望远镜还不到一年，在9月下旬，这架巨大望远镜的两百八十英尺高的镜筒就傲然耸立在半空中。它挂在一个高的铁架上；精密的机械装备使得操作起来很方便，它可以瞄准天空中任何方向，随着星体的方位移动而转动。
这架望远镜价值超过四十万美元。当它首次对准月球时，观测者的心情是既好奇又紧张。在这架可以把物体放大四万八千倍的望远镜视域内，他们会发现些什么呢？居民？一群群月球动物？许多城市？湖泊或海洋？什么都不是，除了科学界已经了解的东西，没有什么新发现，而且在月面上的每一处地方都正确无疑地证实了月球的火山性质。
不过，在给大炮俱乐部提供服务之前，落基山上的那架望远镜已为天文学出了不少力。由于它有很强的穿透力，太空中的最深处也被探测到了，众多星星的直径得到了精确测量，而且，剑桥天文台的克拉克先生还把巨蟹座<sup><a id="fhzs1" href="#zhushi1">①</a></sup>从金牛座里分离出来，这是罗尔勋爵的反射镜永远也不可能办到的事。
注 释
<a id="zhushi1" href="#fhzs1">①</a> 指呈现出巨蟹形状的星云。
