帕洛马山的“大眼”

大萧条的那些年，很多美国人都知道，乔治·海尔先生，那个三次打破世界最大望远镜纪录的人，要再一次打破他的纪录了。

第四次冲击

此时最大望远镜位于天使之城洛杉矶附近的威尔逊山。1917年架设在山顶的2.5米胡克望远镜正是海尔的杰作。作为加州理工大学的联合创始人，他1897年在威斯康星州叶凯士天文台建造的1米折射望远镜、1908 年在威尔逊山建造的1.5米反射望远镜，都曾获得世界最大望远镜的殊荣。

海尔望远镜以美国著名天文学家乔治·海尔命名，海尔最先发现太阳黑子磁场，首次组织了世界性的太阳观测网，对几架世界顶尖望远镜建造起到了关键作用。

而这一次的动机，源于天文学家埃德温·哈勃。哈勃太空望远镜就是以他的名字命名，他被后人尊称为“星系天文学之父”。不满足于胡克望远镜并发现宇宙正在膨胀的哈勃向海尔抱怨：它的镜片是由平板玻璃分层打造而成，每当威尔逊山的温度发生变化，主镜的精度就会受到很大影响。

于是，海尔决定，再一次，也是第四次出手。1928年，他从洛克菲勒基金会“化缘”到600万美元，再造一架破纪录的巨型望远镜的行动随即展开，口径将达到200英寸（5.08米）。

望远镜的建设地点，定在了海拔1700多米的加利福尼亚州圣迭戈的帕洛马山，这是海尔心仪已久的。洛杉矶的灯光使威尔逊山不再是凝视黑暗天空的理想之处，而帕洛玛山却足够黑暗。

“大眼”的诞生

制造一架望远镜，一块完美的镜片最为重要。海尔为此找了一家叫“康宁”的玻璃制造公司，现在这家公司为我们所熟知的一个产品——康宁大猩猩玻璃，几乎被用在每一台手机的屏幕上。

雄心勃勃的康宁公司特制了一批设备，1934年3月正式开工，排场不小，围观者众，但高温之下，炉底固定耐火砖的钢螺栓熔化，接下来耐火砖像块木头一样在玻璃溶液中浮了上来，彻底报废的这一大坨玻璃——足足有20吨重，只能被送进博物馆。这一年年底，康宁再次低调开工，接下来需10个月的缓慢冷却，以避免镜片内部产生气泡。但过程一点也不平静，其间一场大暴雨导致断电，还没完成的玻璃毛坯差点被一次性淬火。最后出炉的毛坯也有一些瑕疵，好在不影响后期的磨制。1936年，这块被称为“大眼”的空前巨大的镜片在康宁公司诞生了。

1934年3月25日，工人们举着大大的长柄勺，第一次试验镜片玻璃的浇铸，但不幸失败。20吨重的报废玻璃后被展示于纽约的康宁玻璃博物馆中。

负责筒体和支架结构制造的是与美国海军合作的美国西屋电气公司。到1937 年，包括望远镜圆顶在内的基础建设已经完成，万事俱备，只差镜片了。但这并不容易：它需要极其干净的环境，工人们穿着一尘不染的白色制服，地板每天都要清洗，有时，墙壁会涂上雪松油，使其具有足够的黏性以捕捉散落的砂粒，抛光工具下的一粒灰尘都可能会造成划痕。海尔希望，镜子的打磨、抛光和造型能在六七年内完成——或许这是一种预感，他有些等不及了。

海尔的初光

初光，是一架望远镜的荣耀时刻，是指打开新望远镜的遮光罩，让星光第一次落在反射镜和传感器上。遗憾的是，海尔没有等到这一天。

1941 年夏天，望远镜接近完工。年底，日本偷袭珍珠港，太平洋战争爆发，越来越多的工人被调去了军工厂，项目被搁置。直到二战结束，加州理工学院才重新启动抛光机。1947 年圣诞节，主镜镜片终于被安装在望远镜上。磨制完成的主镜是一个直径5.08米的凹面圆盘，重13吨。中心厚度接近半米，较厚的外缘约60厘米，主镜面积约20平方米。

1945年，磨制中的海尔望远镜镜片。

1949年1月26日，在帕洛马天文台，乔治·海尔期待已久的时刻终于到来，此时离他去世已经过去了11年。就在前一年，加州理工学院决定，将这架空前巨大的望远镜以海尔的名字命名。接替海尔接受这架大型望远镜的初光荣耀的，是提议建造这架望远镜的哈勃。他亲手拍下了“大眼”的第一张照片：一个编号为NGC 2661的星云，一颗质量超过太阳10倍的年轻亮星藏在星云深处，似乎预示着这架望远镜将解开一个又一个宇宙的未解之谜。

海尔望远镜代表了天文学家的极致浪漫，但他们的观测环境却一点不让人羡慕。在最主要的观测室——离地约24米高的“主焦点笼”中，虽然有凝视星空的狂喜，但也有“刺骨的寒冷、漫长的夜晚和膀胱的痛苦”。他们一度把飞行员使用的电加热服当作标配，用装碎干冰的保温瓶当作尿壶，把去厕所的时间省下来去观测。在这里观测的天文学家还需要把自己固定在小铁凳子上，因为观测时，望远镜会随着观测源方位的不同而改变倾角，主焦面上的观测者也会随之姿态百出，不把自己绑起来，一不小心就掉下去了……

凝视深空

这架巨大的望远镜让天文学家比以往任何时候都看得更远。它让人类发现，宇宙比想象中更大更古老，加深了我们对已知宇宙大小和年龄的了解；它还让人们意识到，宇宙在加速膨胀，而且速度比我们想象的快得多；更让人类意识到，“宇宙在各个方向上本质都是相似的”——这一论断如今已经成为现代宇宙学的基础之一。

1947年，“大眼”被运送上帕洛马山。

1948年，帕洛马天文台揭幕。
1948年6月3日，加州理工学院院长李·杜布里奇宣布将这台200英寸望远镜命名为海尔望远镜。

这里还演绎了一段关于“类星体”的传奇：20世纪60年代初，加州理工学院天文学家施密特发现了一个怪家伙，这是一个在大型望远镜中极其明亮的光源，看上去就像一颗银河系中的恒星，实际上却远在几十亿光年之外且高速离我们远去，后来我们知道，这耀眼的光芒，是一个位于星系中心，正在大量吞噬物质的黑洞所产生的。

1949年，海尔望远镜迎来初光荣耀时刻。
在“主焦点笼”中的埃德温·哈勃。他亲手拍下了“大眼”的第一张照片：一个编号为NGC 2661的星云，一颗质量超过太阳10倍的年轻亮星藏在星云深处。

虽然5米有余的口径足以傲视群雄，但这只大眼睛，也得到了身边一些小望远镜的帮助。海尔望远镜投入使用后，天文学家开发了望远镜的新用法：发挥小型望远镜视场大的优势，来巡视天空，再用大型望远镜锁定其中值得注意的目标进行详细的观测，就像我们用眼睛扫视远方发现目标，再拿起望远镜仔细观察一样。

从1949年起，“大眼”一直是全世界最大的望远镜，直到1976年，苏联架设在北高加索2100米高山上一架口径6米的望远镜投入使用，但由于制造工艺以及天文台选址等问题，它的性能并没有超越“大眼”，直到1993年，“大眼”才被夏威夷岛莫纳克亚山上的10米凯克望远镜正式超越。

一直在路上

这些年来，“大眼”并没有停下自己的脚步，配备了高速计算机、伺服反馈系统、位置传感器和电子探测器的它，大大提高了仪器的效率和灵敏度。

随着光学技术的发展，海尔望远镜加装了电子相机。这是天文学家詹姆斯·冈恩的贡献，他用一架叫“四管猎枪”（Four-Shooter）的设备，让海尔望远镜告别了照相底片。我们所熟知的哈勃太空望远镜所使用的相机，原型就是这把“四管猎枪”。

天文学家们也可以在舒适的家中进行远程观测了——这被他们形象地叫“睡衣观测”，或者在加州理工学院的会议室中进行观测，同时与现场的望远镜操作员进行交流。

在20世纪80年代和90年代初期，海尔望远镜的电气基础设施和控制系统得到更新，内部的核心设备也在不断更新换代。2018—2023年曾任帕洛马天文台台长的兹穆伊齐纳斯说，在新设备的帮助下，“一小时内能完成的工作，现在只需15—20分钟”。

在观测之外，这台5米望远镜还是NASA深空光通信实验的接收端，2023年底，海尔接收了从3100万公里处（约地月距离的80倍）传回地球的一段超高清视频，这或许便是人类远征太空时远程通信的答案。

今天的“大眼”

从“大眼”睁开望苍穹算起，已经过去了75年，虽然经过了技术上的更新迭代，但在“大眼”身上，也可以找到一些怀旧范儿，比如对焦靠手动，而不是大型望远镜上常见的电子对焦。这里更没有忘记海尔，天文台主入口对面的墙上，是海尔的半身铜像，下面的文字是：“200英寸望远镜是以海尔命名的，他的远见卓识和领导才能使它成为现实。”

海尔望远镜如今是一个著名的景点，距圣迭戈仅2小时车程，每年会接待来自世界各地的数万名游客。人们还可以足不出户，通过天文台主页上的虚拟游览功能来“近距离”接触望远镜。

“大眼”也与中国有着千丝万缕的缘分：除了留学生会来到这里参观和学习，天文台的留言簿上有中国天文学家的签名，每年还会留给中国的天文学家观测的时间。

但随着城市的发展，“大眼”所在的夜空已经不再如海尔登上帕洛马山时那样极致澄澈。就像它的前辈，叶凯士天文台和威尔逊天文台那样，城市的灯火，开始一点点闯入它的“眼帘”。不过，这里与星空的浪漫羁绊依然还在，如果你有机会在深夜拜访天文台，来到“大眼”的顶端，你会发现观测笼边缘，主焦点高度的位置，点点星光仿佛飘在空中。

那是人类、星星与望远镜之间的约定。

（责编：刘婕）