乍一看這都是很大的提升，但仔細(xì)一想并沒有那么簡單。首先，我們距離理論的成像極限還很遠(yuǎn)。地基望遠(yuǎn)鏡受到大氣層的影響。大氣層中的湍流會嚴(yán)重影響成像質(zhì)量，也是我們?yōu)槭裁纯匆娦切钦Ｑ劬Φ脑颉榇?，天文學(xué)家發(fā)明了自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，通過快速改變望遠(yuǎn)鏡鏡面的形狀，抵消湍流帶來的影響。但是自適應(yīng)光學(xué)是有局限性的。

由上圖可以看到，觀測不同角度的天體，光線所經(jīng)過的大氣是不完全一樣的，這就限制了自適應(yīng)光學(xué)不能做到很大的視場。想要做大視場，就要多加改正鏡。目前最先進的大視場自適應(yīng)光學(xué)可以做到4角分，距離15角分還有很大距離。

場曲小對后端儀器設(shè)計帶來的改進也很有限。對儀器設(shè)計沒概念的同學(xué)可以看下圖：

這是位于凱克望遠(yuǎn)鏡耐焦上的一個多目標(biāo)紅外光譜儀。在光線最終到達(dá)相機之前，要經(jīng)過多層透鏡的調(diào)整和準(zhǔn)直。這也是4鏡設(shè)計的優(yōu)勢。它可以通過添加一面鏡子給儀器設(shè)計帶來方便。然而是否值得存疑。因為即使場曲好也沒有好到可以不添加準(zhǔn)直鏡的程度。增加一個鏡面所帶來的光損失能否在后端儀器補回來，在儀器設(shè)計好之前很難下定論。

我們現(xiàn)在可以根據(jù)科學(xué)目標(biāo)來看一看4鏡的優(yōu)劣了：

1）早期宇宙：早期宇宙天體非常暗弱，對于望遠(yuǎn)鏡+儀器的通光要求很高。由于主動光學(xué)系統(tǒng)會帶來嚴(yán)重的額外光損失，做相關(guān)觀測的開主動光學(xué)得不償失。因此像質(zhì)一般只能達(dá)到0.5-1角秒，0.1角秒的像質(zhì)提升并沒有明顯效果。而額外加一個鏡面、以及M4 開孔都會帶來額外光損失。

2）高能天體 + 3）瞬變源：需要望遠(yuǎn)鏡的快速反應(yīng)能力。將光路復(fù)雜化恐怕只會添加更多技術(shù)難點。

4）系外行星：系外行星需要觀測精度。直接成像法關(guān)注的是一顆恒星周圍1角秒左右的視場，15角分的視場并沒有意義。而且為了進行如下圖所示的觀測需要扣除中心恒星，M4 開口會對星點成像的形狀造成影響，給扣除帶來困難。視向速度法則需要后端儀器具有很好的穩(wěn)定性，與前端關(guān)系不大，甚至與口徑關(guān)系也很小。目前對于恒星速度測量的極限在1米／秒左右。在建的最先進儀器正在向0.1米／秒努力。原因在于，實現(xiàn)0.1米／秒的測量精度，要將儀器本身的變化（如熱脹冷縮）控制在毫米甚至納米級。這對材料的要求很高。

（用直接成像法觀測系外行星）

因此對于已有的科學(xué)目標(biāo)，很難說4鏡有什么優(yōu)勢。我唯一能想到的4鏡優(yōu)勢在于對銀河系內(nèi)星團，和臨近明亮星系的觀測。這些天體直徑大，又需要高分辨率。然而奇怪的是，這些內(nèi)容即使在4鏡的材料中也沒有明顯涉及。

除了以上內(nèi)容外，以下列出我還觀察到的一些爭議：

1）關(guān)于要不要搞大視場巡天的爭議：首先先要強調(diào)，目前已公開的材料都沒有強調(diào)大視場巡天，而是要首先保證望遠(yuǎn)鏡的通用性。其次，大視場巡天一般將儀器放在主焦點。一旦使用主焦點就需要把 M2 移除，這跟用3鏡還是用4鏡幾乎沒有任何關(guān)系。

2）多加一個鏡子帶來的光損失問題：4鏡方案聲稱可以使用鏡面鍍銀技術(shù)，取代現(xiàn)有的鍍鋁技術(shù)，提高每一級鏡面的反射率。因此，使用鍍銀后的4鏡并不會比使用鍍鋁的3鏡差。然而鍍銀鏡面意味著要犧牲近紫外波段的觀測。此外，銀膜不如鋁膜耐久，需要在表面覆蓋保護層。覆蓋后反射率還能提高多少存疑。而且，如果鍍銀技術(shù)成熟的話，在3鏡上鍍銀豈不是更好嗎？

3）3鏡和4鏡的爭議是科學(xué)主導(dǎo)還是技術(shù)主導(dǎo)的爭議：我不認(rèn)為在天文學(xué)界，科學(xué)主導(dǎo)和技術(shù)主導(dǎo)如此涇渭分明。而且目前的爭議和通常情況下整個反了過來……國際常見的現(xiàn)象是：科學(xué)界提出大膽的想法，而技術(shù)界研究相關(guān)想法后則會從現(xiàn)實考慮，更加保守。

4）臺址問題：這一問題與望遠(yuǎn)鏡本身結(jié)構(gòu)關(guān)系不大。爭議主要在暫時選定的西藏阿里是否是最好的臺址。遺憾的是，我國西藏選址的數(shù)據(jù)積累的過少。即使是現(xiàn)在已有的數(shù)據(jù)也不能支持阿里能夠達(dá)到類似于美國 Mauna Kea 天文臺的世界級水平。

綜上所述，個人認(rèn)為，4鏡相較于3鏡并沒有明顯優(yōu)勢，甚至某些方面劣勢明顯。即使4鏡是一個好的設(shè)計，在新技術(shù)面前是否應(yīng)該先建一個小規(guī)模的原型機？舉例來說，已故被譽為“凱克望遠(yuǎn)鏡之父”的 Jerry Nelson 在首先設(shè)計出拼接鏡面（如下圖）的時候遭遇了大量質(zhì)疑。人們認(rèn)為以當(dāng)時技術(shù)過于冒險。于是 Nelson 建造了一個規(guī)模較小的原型望遠(yuǎn)鏡。原型機后來取得了成功，并平息了爭論。

（凱克望遠(yuǎn)鏡的拼接鏡面）

考慮到 1）我國是從2.4米直接跳到12米，已經(jīng)具有風(fēng)險，再在技術(shù)上增加風(fēng)險不值得；2）既然時間緊，沒有時間造原型機用事實說話的話，就應(yīng)該選擇經(jīng)過世界上大量事實驗證的3鏡結(jié)構(gòu)。因此我是完全支持3鏡設(shè)計的。