伽利略手制的望远镜

古诗云：“星汉灿烂，日出其中，日月之行，日出其里。”从古至今，面对茫茫宇宙，人们对它由表及里、由浅入深、由片面到更多方面的认识，经历了漫长的历程。从意大利科学家伽利略用光学望远镜观测星空算起，大体经历了四个阶段。

第一步，伽利略的天文发现向人类展现了一个前所未有的广阔宇宙。虽然他自制的折射望远镜非常简陋，放大倍率也只有30来倍，但他先后发现月球表面地形是那样凹凸不平，太阳有自转，日面有黑子，木星至少有4颗卫星绕着转，水星和金星有盈亏现象，银河原来是由密密麻麻的恒星组成。随着光学望远镜口径的增大、仪器威力的增强，以及观测方法的增多和观测质量的提高，改变了人类对宇宙的认识。

第二步，天体光谱学的诞生和天体物理的飞速发展使人们得到了天体的本质信息。1859年德国科学家、物理学家基尔霍夫和化学家本生发现处于炽热状态物体的能量辐射和吸收之间的关系，进而正确解释了天体连续光谱背景上暗线的真相。从此，科学家不仅可以从光谱分析中得出一个天体的化学组成，还可以推出该天体的距离、大小、运动特征、元素丰度、大气成分以及密度、温度、压力、磁场等物理特征。

北京天文台60厘米反射式望远镜

第三步，射电天文学的建立在探测宇宙方面做出了杰出贡献。二十世纪六十年代天文学四大发现（星际有机分子、类星体、3K微波背景辐射和脉冲星）无不与它相关。不仅如此，利用高能物理、核物理、原子物理学的探测技术，科学家很快探测到天体的各种辐射，也促使紫外天文学、X射线天文学、γ射线天文学、红外天文学迅速发展起来。科学家们正越来越深刻认识天体的红外、紫外、X射线和γ射线图像和相应的宇宙图景。

第四步， 探测宇宙的最新阶段是 从人造卫星发射上天开始的。广阔无边的宇宙空间实验室中为科学家提供了地面实验室难以想象的物理条件，如超高密、超真空、超高压、超强磁场、超高速等等，从此天文学名副其实地成为实验科学。著名地哈勃太空望远镜1990年升空后，已使我们认识的宇宙扩大了五倍。