全世界最大的天文望遠鏡在中國嗎？
一口幕天席地的鍋，涮著星群的波
聽說，上星期，各大媒體蜂擁到了貴州的一個山坳里，人人都在傳：
「大鍋！」
「直徑500米！」
「面積足有30個足球場！」
美食節目？當然不是。這口架在平塘縣天然喀斯特坑谷里，大得漫山遍野的金屬鍋，涮的並非酸筍餌塊，而是電磁波。它就是近期最耀眼的天文工程明星，國家重大科技基礎設施——500米口徑球面射電望遠鏡。雖然英文簡稱「FAST（快）」，整個項目可是慢工出細活：
1.1994年選址，2011年開工——搞定鍋台：
2. 去年底圈樑合龍，今年二月索網編攏——支起鍋架：
3. 今年八月初到現在，反射面單元一塊塊吊裝成功——正拼鍋殼：
等明年九月竣工，相信，比起那些給山加個蓋兒給島套個圈兒的環境雕塑，FAST也不遑多讓，堪稱又酷又深情的大地藝術（land art）吧？
難道，還有比FAST更大的？——天文望遠鏡快速分類法
世界最大的球面射電望遠鏡，FAST當之無愧。然而，去掉前綴，它是不是世界最大的望遠鏡呢？
如果你上網搜索一下，可能會發現，這個百科說：最大的在西班牙，直徑10米。那個媒體說，最大的在智利，正在建，直徑39米。還有的說，最大的在俄羅斯，直徑576米。更多的說，落伍了吧，最大的在南非和澳大利亞，也在建，據說信號收集面積1平方公里，分布範圍超過3000公里！
有準兒沒有？
其實，這些說法都沒有錯，但並不嚴格，這就得淺顯講講天文望遠鏡的分類。
分類法很多，最系統的，是按照望遠鏡探測的電磁波類型來區分：探測無線電的，叫射電望遠鏡；探測可見光的，叫光學望遠鏡；類推之，還有紅外線、X射線、伽瑪射線望遠鏡等。
每一類可以按照不同的標準再細分下去。
例如射電望遠鏡可以按照形態分為，球面射電望遠鏡、拋面射電望遠鏡、帶形射電望遠鏡，還有一種，是把好多單個射電鏡連起來，組成一個望遠鏡陣，再把單個採集的數據綜合起來，這個陣，就相當於一個虛擬的超大望遠鏡了。
再例如，光學望遠鏡可以按照原理分為，折射望遠鏡、反射望遠鏡、折反射結合望遠鏡，也有多個望遠鏡組成的陣。
而只有同一類，才能比大小。
不過，科學之美，既形而上，也形而下，又豈止於大？
就像音樂愛好者衍生了音響發燒友，天文愛好者也會衍生出天文工程式控制和天文台旅行團。一句話：我們愛星星，但我們更愛望遠鏡！滿世界名山大川、「宮堡基廳」，全是熱門旅行團在合影，再踏上說走就走的窮游路時，我們何不獨闢蹊徑，去看看奇形怪狀的望遠鏡？
好了，快速分類法在手，現在我們可以拿起世界地圖，訂好機票，挑想看的看了。
射電望遠鏡之美，美得波瀾壯闊，地陷天旋。先看它們。
拋面射電望遠鏡
大多數射電鏡，都是拋面的。如果看過安慰劑（Placebo）樂隊名曲《The Bitter End》的MV，也許還記得，主唱Molko帥氣得刷著吉他，鏡頭一拉，人小如蟻，竟是站在英國柴郡的洛弗爾（Lovell）望遠鏡上，拋面碟盤直徑76米，轉得白雲千載空悠悠：
如果在拋面射電鏡里排尺寸，這個叱吒流行文化的天文工程明星只排第三，德國波恩直徑100米的埃菲爾斯伯格（Effelsberg）望遠鏡排第二，而第一名，也是這顆星球陸上最大的可移動物體，在美國西弗吉尼亞，直徑110米，高過自由女神像，叫「綠岸」（Green Bank）——沒錯，《三體》的「紅岸」即典出於此：
感受到它的美了嗎？綠岸淋漓盡致地體現了射電鏡的純白，高冷，奇崛，未來派。
順嘴一提，綠岸直徑90米的前身，三十年前因為角撐板故障，用著用著，居然塌了，可你瞧，塌都塌得這麼帥：
而最能滿足民族虛榮心的，叫「天馬」，直徑65米，亞洲最大，自一二年起屹立上海松江，在黃昏蒼穹下緩緩巡天時，目擊者普遍表示已經看哭：
如果過幾年，等新疆奇台直徑110米的建好，這座次還得重排。
到時候，中國搖滾樂隊有福了，農業重金屬和胡同小清新們，終於不必死守著冷卻塔或綠皮火車自拍個沒完了。
球面射電望遠鏡
拋面和球面的區別在於：電磁波平行入射進來，前者能把它們聚焦在一個點上，後者卻只能聚焦在一條線上。只有聚焦處，才能用饋源採集數據。
這就要說到FAST的最新進展了：大鍋四周，六座百米多高的支撐塔，用鋼索吊起了饋源艙——就是那個紅頂小白盤：
可能有些看不真切，太遺憾了。因為通過它，可以引出FAST最大的創新點，叫「主動反射面」。而這，還得從另一口大鍋講起。
如果看過暴露年齡的《007之黃金眼》或《超時空接觸》，也許對那一口嵌在朗朗青山中的大鍋還有印象。那正是FAST的前輩，波多黎各的阿雷西博（Arecibo）望遠鏡，直徑305米：
如今，這個獨大五十年，叱吒流行文化的天文工程明星，行將在球面射電鏡里屈居老二了，它不僅輸在尺寸，也在技術：採集數據太費勁。
記得007和006懸空搏鬥的那根大白棍嗎？是阿雷西博早先的饋源，直接沿著焦線，不太好用，被換掉了：
記得吊在科學女和宗教男身後的那個大穹頂嗎？是阿雷西博後來的饋源艙，間接把焦線聚成焦點，好使，可有好幾百噸重：
接下來，就要說到「主動反射面」了：FAST的反射面能局部變形成拋面。
這樣，採集數據可輕鬆多了，大白棍和大穹頂都不需要，紅頂小白盤就夠，才30噸重。
江山代有「大鍋」出，風騷輪到FAST領。
這次，本土科幻導演有福了，再向海外輸出文化產品時，不愁沒有狂拽炫酷的實景。
帶形射電望遠鏡
如果不限於球面，確實還有比FAST更大的射電鏡。
它來自擅長氣吞山河的前蘇聯：近九百塊反射單元圍成一個圈，加上複雜的饋源，構成了世界最大的單個兒射電望遠鏡。這就是前面說直徑576米，在俄羅斯北高加索的RATAN-600：
射電望遠鏡陣
還有比FAST和RATAN-600更大的嗎？不好說。
如果你看過《終結者2018（Terminator Salvation）》，也許會對下面這個剿殺人類的天網基地眼熟。
最炫出場，還是《超時空接觸》，科學女收到外星人信號，縱身飈車時，背景上二十七架直徑25米的拋面鏡組成一個Y型陣，搖頭晃腦，不時踩著21公里長的軌道雍容變陣，簡直像十層樓高的機械百合花在集體散步:
這就是叱吒流行文化的最大牌天文工程明星，美國新墨西哥的甚大陣（Very Large Array）:
這種陣，小到兩畝三分地，大到縱橫大洲，跨越大洋，浩浩湯湯，好看極了，前面說的幾位拋面、球面大佬，還有南非和澳大利亞那個在建的平方公里陣（Square Kilometer Array），都是未來寰球望遠鏡網的一部分。
但這畢竟是陣，和單個兒的比尺寸，沒有意義，在解析度和靈敏度上，各有優勢。
光學反射望遠鏡
射電鏡更像天線，像耳朵，光學鏡則更像鏡子，像眼睛。
前面說直徑10米的，是西班牙加那利群島上的大加那利望遠鏡（Gran Telescopio Canarias）（見下圖），而直徑39米的，是智利阿塔卡馬沙漠上的歐洲極大望遠鏡（European Extremely Large Telescope），都是反射鏡，也分別是現有和在建的最大的光學望遠鏡。
它們的鏡面是由許多六邊形的小鏡拼起來的。
有整塊的嗎？有！
如果你看過國家地理頻道的《極限維修大挑戰》，可能還記得那塊直徑8.2米，厚才18厘米的大鏡面，被小心翼翼地拆掉，運下山清洗，主持人說，一定要蒙好帆布再運啊，的確，不然陽光被這麼大的凹面一聚焦，激光炮似的，天堂都要被燒化吧。
這就是也在阿塔卡馬的甚大鏡（Very Large Telescope），一共四個反射鏡，主要單個兒使，偶爾也組成陣：
注意別搞混：甚大「陣」在美國，是射電鏡；甚大「鏡」在智利，是光學鏡。
光學折射望遠鏡
那折射光學鏡呢？這可說來話長。折射鏡資歷太老，是所有望遠鏡的祖宗，現在提得少了，可當年照樣叱吒過：
1673年，偉大的赫維留造了一架20厘米細，46米長的折射鏡，跑道似的吊在27米高的桅杆上，吹口氣兒就打晃兒（見左下圖）。
1686年，偉大的惠更斯兄弟造了一架22厘米細、64米長的折射鏡，沒有鏡筒，物鏡高懸樹梢，目鏡攥在手裡，中間連著一根綳直的長繩，以助校正，看上去更像兒童錫罐電話，用於跟瞠目結舌的雲彩聊天（見右下圖）。
夠驚世駭俗吧？沒有這些神經病似的狂想，哪兒來的現代科學啊。雖不能觀，心嚮往之。
天文望遠鏡旅行地圖
其它奇形怪狀的望遠鏡還有的是：美國新澤西的號角天線（Horn Antenna）像個大耳朵，發現了宇宙微波背景輻射，也算射電鏡：
另有飛在平流層的索菲亞天文台（SOFIA）帶了紅外線鏡（見左上圖），趴在月亮上的嫦娥三號端著近紫外/光學反射鏡（見右上圖），飄在外太空的哈勃（Hubble）是光學反射鏡（見左下圖），埋在南極冰下分布一立方公里的冰立方（IceCube）是中微子望遠鏡（見右下圖）……都太遠了，高山仰止吧。
游不在遠，有心則靈。哪怕就在北京，在霧靈山腳啃著罐燜肘子，抹抹油嘴，望望山巔靜若白鴿的郭守敬望遠鏡（LAMOST），也會剎那間盡褪紅塵，一洗凡心吧？
最後奉上的，是最迷人的：在一座小山頂，3噸水銀被傾入一隻巨盤，款款旋轉，一個完美的液態拋面翩然出現，一個直徑6米的金屬池塘，終於映出了天頂的群星。
這是加拿大不列顛哥倫比亞的液態望遠鏡：
最後，總結本文所及大部分望遠鏡的地理位置：
鄭重提醒：
天文望遠鏡觀光，宜遠觀，不可褻玩，切忌干擾！
看光學鏡，關掉電筒！
看射電鏡，關掉手機！
（出品：科普中國；製作：銀河路16號團隊；監製：中國科學院計算機網路信息中心；「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。轉載請註明「來源：科普中國」。）
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