關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的記載，最早出現(xiàn)在1608年荷蘭眼鏡制造商向政府提交的專利報(bào)告中。

1609年，在聽到有關(guān)望遠(yuǎn)鏡這個(gè)新發(fā)明的消息后，天文學(xué)家伽利略馬上將望遠(yuǎn)鏡應(yīng)用到了天文觀測(cè)上。

當(dāng)伽利略透過望遠(yuǎn)鏡瞄向天空中的星體時(shí)，他看到了前所未見的景象：月球上存在環(huán)形山，木星周圍有4顆衛(wèi)星……

自此，天文學(xué)觀測(cè)進(jìn)入一個(gè)新階段，天文學(xué)家不再只依靠肉眼來洞察宇宙的奧秘了。

人眼瞳孔的直徑只有6毫米，能通過瞳孔進(jìn)入人眼的光有限。望遠(yuǎn)鏡鏡片的口徑大于人的瞳孔，能將更大面積的光線收集起來，從而讓天文學(xué)家看清更暗弱的天體和天體上更豐富的細(xì)節(jié)。

天文望遠(yuǎn)鏡的性能取決于諸多指標(biāo)，觀測(cè)效果也和觀測(cè)環(huán)境有很大關(guān)系。但望遠(yuǎn)鏡的口徑，始終是一項(xiàng)重要指標(biāo)。這也是天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)展過程中，人們一直致力于提高的一項(xiàng)指標(biāo)。伽利略使用的天文望遠(yuǎn)鏡口徑只有4.2厘米。目前已投入使用的單臺(tái)口徑最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，是西班牙的加那利大型望遠(yuǎn)鏡，口徑已達(dá)10.4米。

伽利略使用的望遠(yuǎn)鏡和我們常見的望遠(yuǎn)鏡構(gòu)造類似：光線在透過鏡筒一端的主鏡片后，通過鏡筒另一端的目鏡進(jìn)入人眼。這種望遠(yuǎn)鏡被稱為折射式望遠(yuǎn)鏡，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便。

隨著望遠(yuǎn)鏡口徑的不斷增大，折射式望遠(yuǎn)鏡的缺點(diǎn)也顯現(xiàn)出來：鏡片中心會(huì)在重力或溫度變化的作用下變形，影響成像質(zhì)量。不同顏色的光線在穿過鏡片后會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象，難以準(zhǔn)確聚焦于一點(diǎn)，使觀測(cè)到的圖像出現(xiàn)色差。光在透過鏡片時(shí)，紫外波段的信號(hào)會(huì)被嚴(yán)重吸收，無法準(zhǔn)確觀察到。

因此，在19世紀(jì)末，人們停止了增大折射式天文望遠(yuǎn)鏡口徑的嘗試。1897年，美國(guó)葉凱士天文臺(tái)建成口徑為1.02米的折射式望遠(yuǎn)鏡，直到今天依然是折射式望遠(yuǎn)鏡家族中口徑最大的一個(gè)。

1666年，物理學(xué)先驅(qū)牛頓通過色散現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)我們?nèi)粘Ｋ姷陌坠猓瑢?shí)際是由不同波長(zhǎng)和顏色的光組成的。牛頓隨即意識(shí)到，折射式望遠(yuǎn)鏡會(huì)不可避免地出現(xiàn)色差，并通過實(shí)驗(yàn)證明了自己的想法。

為了克服這一問題，牛頓設(shè)計(jì)了一種全新的望遠(yuǎn)鏡：它將一片呈球面狀的鏡片置于鏡筒底部，可反射光線。進(jìn)入鏡筒的光經(jīng)過球面鏡反射后，聚焦在鏡筒前部的一點(diǎn)。牛頓通過另一塊平面反射鏡，將光線導(dǎo)入鏡筒一側(cè)，供觀測(cè)者觀看。擁有這一原理的望遠(yuǎn)鏡被稱為反射式望遠(yuǎn)鏡，有效解決了折射式望遠(yuǎn)鏡的色散問題。

之后，天文學(xué)家又在反射式望遠(yuǎn)鏡基礎(chǔ)上，對(duì)其鏡片形狀與光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展了卡塞格林系統(tǒng)、R-C系統(tǒng)、折軸系統(tǒng)等反射式望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了反射式望遠(yuǎn)鏡的性能，使用者可根據(jù)不同觀測(cè)需要進(jìn)行選擇。反射式望遠(yuǎn)鏡鏡片能較好地被望遠(yuǎn)鏡機(jī)械結(jié)構(gòu)支撐，在一定程度上解決了鏡片變形問題。

當(dāng)然，本文所指的望遠(yuǎn)鏡均為光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，也是應(yīng)用最廣泛和人們最熟悉的望遠(yuǎn)鏡。對(duì)于其他天文望遠(yuǎn)鏡，我們會(huì)在今后的內(nèi)容中加以介紹。