序章 望遠鏡是道具還是玩具？
一、望遠鏡是統治階層的禮物
從望遠鏡發明開始，即成為獻給統治階層的禮物，後來的發展大致可以歸納成：凡是對它感到興趣者，必有鑽研之心，注入科技發展的動力，英、法、美、日崛起背後，莫不充滿這種故事；反之，先盛後衰的清朝，視為「奇計淫巧」，頂多當作把玩的藝品，從未正視它的科學功能。
西方早自十三世紀末葉，就有人試著利用鏡片製作望遠鏡，遲至十七世紀初的一六○八年，荷蘭人漢斯．理伯海（Hans Lipperhey）向最高總督（States-General）申請專利，而留下了正式紀錄。
這項專利申請並沒有獲得許可，原因是隨後立即有兩位提出類似的申請，因而最高總督判定：既然這項產品很容易模仿，就不應該給予專利保護。但是很有鼓勵意義的是，他撥了一筆小錢以示贊助。後來這位發明者，也接受官方的訂單，成為荷蘭獨立戰爭中，與原宗主國西班牙纏鬥的利器。
一六○九年，義大利的伽利略（一五六四～一六四二）風聞荷蘭人的這項發明後，研究其原理，將放大倍率從三倍提高到八倍、三十倍。開發出折射式望遠鏡。並於同年八月獻給威尼斯共和國總督。這時，義大利尚未出現統一國家，境內有拿坡里王國、托斯卡尼大公國、教皇領等等。
威尼斯從六九七年建立共和國起，一直是海運重鎮，也是競爭者虎視眈眈的港都，如有望遠鏡，可以遠望前來的船隻，提前預警敵人來襲。伽利略靠著如此的一獻，打響了名號。
一六一一年四月，羅馬的一場宴會上，這項新儀器獲得名稱：Telescope（望遠鏡，tele的字根有「遠程」之意）。
伽利略發明望遠鏡是在四十五歲，四年前的一六○五年，他曾擔任托斯卡尼大公之子、麥迪奇家族的科西莫二世（Cosimo II de' Medici，一五九○～一六二一）的家教。麥迪奇是佛羅倫斯最興旺的家族，自開基祖科西莫（Cosimo de' Medici，一三八九～一四六四）以來，便熱心推動文藝復興，一四三九年設立著名的柏拉圖學園，善盡「保護人」（Patron）的角色，成為家戶喻曉的事蹟。此後，家業一直由嫡系傳承到亞歷山德羅（Alessandro de' Medici，一五一○～一五三七）一代，才交由科西莫的弟弟羅倫佐（Lorenzo de' Medici，一三九五～一四四○）這一房第四代的科西莫一世（Cosimo I de' Medici，一五一九～一五七四），於一五三七年建立獨立共和國，一五六九年始稱托斯卡尼大公（Grand Dukes of Tuscany，托斯卡尼是省份，佛羅倫斯是其中的大城）。
科西莫二世是科西莫一世的孫子，在其父斐迪南一世（Ferdinando I de' Medici，一五四九～一六○九）過世後，承襲大公之位。同年伽利略成功製造望遠鏡，除了觀測月球外，也發現木星有四科衛星，於是翌年以「麥迪奇星（Sidera Medicae）」命名，獻給科西莫二世。從此，麥迪奇家族之名，與星星同受世人仰望。
伽利略靠著望遠鏡，為哥白尼的日心說找到實證，成就非凡。一六一一年，他獲選為羅馬炯眼人士學士院（Lincei Academy）第六位會員。該學士院創立於一六○三年，創會會員只有五位。至於伽利略之後的第七位會員，則是後來前往中國傳教的鄧玉函（Johann Schreck，一五七六～一六三○）。他是瑞士人，對伽利略崇拜有加。唯入會半年後，他加入耶穌會，因此喪失學士院會員資格。
麥迪奇家族繼科西莫二世之後，由斐迪南二世（Ferdinando II de' Medici，一六一○～一六七○）接任。他也常要求伽利略將最新研發出來的望遠鏡送來，對伽利略的文稿，也善盡保護者的角色。其弟雷奧托波（Leopoldo de' Medici，一六一七～一六七五）在伽利略身後，於一六五七年設立「實驗學園（Accademia del Cimento）」，由伽利略的高徒托利傑利（Evangelista Torricelli）主持，托利傑利在主持學園之餘，也發明氣壓計，成為義大利偉大的物理學家。
除了義大利外，當時的英、法皇家也努力推行「帝王學」。法王法蘭索瓦一世（François I de France，一四九四～一五四七）景仰義大利文藝復興的成就——達文西（一四五二～一五一九）晚年在法渡過，傳說便是死在他的懷裡——因此，他安排麥迪奇家族的凱薩林（Catherine de Médicis）為媳婦，所生的女兒瑪格麗特（Marguerite de Valois）後來嫁給納瓦拉的亨利，即後來的亨利四世（Henry IV，一五五三～一六一○）。
亨利四世在一五九八年發布有名的《南特詔書》（Édit de Nantes），揭示宗教自由。他娶的續弦也是來自麥迪奇家族的瑪莉（Marie de Médici），兩人所生的兒子就是後來的路易十三（Louis XIII，一六○一～一六四三）。路易十三治世內的一六三五年，在紅衣主教、宰相黎胥留（Armand Jean du Plessis de Richelieu，一五八五～一六四二）的主導下，設置法蘭西學院（l'Académie française）。
在對岸的英國，查理一世（Charles I，一六○○～一六四九）在清教徒革命時遭到處死，兒子查理二世（Charles II，一六三○～一六八五）流亡歐陸，一六六○年始得復辟登基，兩年後英國皇家學會成立。四年後，法國成立科學院，影響後世深遠。
可是，在同時期的中國，又是另一番景象了。
鄧玉函加入耶穌會最大的動機，就是想前往中國傳教，並在一六一八年成行。他在華重要的事蹟是一六二九年五月發生日食，事前朝中負責天文的欽天監曾加以推算，但不準確。曾隨利瑪竇學習西洋學問的徐光啟有感修曆的必要性，於是同年「開局理事」，「局」是指「曆局」，鄧玉函即是在該局內會同「翻譯著述」的成員之一。翌年，湯若望也到局共事。
徐光啟開曆局的同時，曾奏請明廷裝配望遠鏡，用來觀測。一六三三年，徐光啟辭世後，望遠鏡由湯若望監製，次年完成，明朝末代皇帝崇禎親臨驗收，成為最早使用望遠鏡的中國皇帝。一六三六年，伽利略的譯名「加利類曰」首次出現在傳教士的中文著述中，介紹其日心說。一六四○年，湯若望撰《曆法西傳》，第一次出現對伽利略歷史地位的評價，而《明史．和蘭傳》也記載和（荷）蘭此一「照海鏡，大徑數尺，能照數百里」。
可見，明代對望遠鏡的引進，並未落後太多。
清代康熙帝於一六八八年接見法王路易十四派遣來的傳教士白晉（Joachim Bouvet，一六五六～一七三○）等一行，收到的禮物之一即是望遠鏡。雍正帝曾回憶其父：「率同諸兄弟在乾清宮，用千里鏡驗測，四周以紙蔽日，然後看日。」由此可見，康熙帝的「帝王學」並不是以一國之君的制高點教化臣民，推廣天文，而只是對自家子弟施教而已。
最有趣的記載是雍正五（一七二七）年，太監李英傳旨：將造辦處收藏的千里鏡設在萬字房、蓮花館……等面對瀑布處……或流盃亭處……以便觀賞用。
對照西方望遠鏡是天文台必備裝備，清廷卻流於宮內賞玩道具，真是相差不可以道理計。
康熙、雍正、乾隆通常被史家形容為清初盛世，可是從三帝對望遠鏡態度，一點也不見「進化」的軌跡。尤以一七七一年法國有了新發明的望遠鏡，兩年後從巴黎送到北京，有鑑於過去傳教士的貢禮許多都被打入冷宮，於是傳教士特別安排望遠鏡的「御前表演」，先由宮內官員驗收，發現遠處宮殿的磚瓦都一目瞭然，令人大為驚奇，隨即向皇上奏明。乾隆帝也認定其性能，從此每當他外出，都交待兩名宦官隨身攜帶，長相左右。
乾隆帝樂於賞玩西洋器物，且偏愛在文物上留詩題字，成為故宮流傳的珍藏。對望遠鏡曾有〈千里鏡〉一首，詠其「能以遙為近，曾無濁混清。」
所謂「上有好者，下必有甚焉！」既然皇帝如此喜愛賞玩望遠鏡，當然帶動風潮。乾隆帝以在位六十年後自動退位，成為歷史上著名的一幕。剛好就在乾隆六十（一七九五）年，廣州對外貿易往來的洋行當中，規模排名第三的而益洋行因積欠一百二十四萬兩外債而破產。乾隆帝獲知此事後，大為震怒，下令嗣後商欠金額不得超過十萬兩。洋行之所以債台高築，有一個很重要的因素在於，單單是為官府購買西洋鐘錶、望遠鏡等，就花了二十二萬兩。可見西洋器物是當時官府的熱門採購品，但也透露著官府文化的墮落，導致商家呆帳連連，可見清初盛世，實已埋下衰落的因子。
總計從康熙元年到乾隆六十年，在清初盛世期間，欽天監成為西洋傳教士掌握的局面，從湯若望、南懷仁……一脈相承，形成清廷很特殊的官場文化：他們隨侍在皇帝身邊，忙得不可開交，卻苦於沒有傳教的餘地。
也由於望遠鏡是皇家賞玩的器物，因而未能向下延伸普及。使得後代人批評：「中國並未養成以它進行觀察的習慣，天文學在有清一代始終停留在『前望遠鏡時代』。」一六七四年南懷仁在北京主持成立的觀象台，雖然裝置渾天儀、赤道經緯儀等六項儀器，但是仍屬「前望遠鏡時代」的產物，停留在第谷（Tycho Brahe，一五四六～一六○一）的時代，不敢接受日心說的思想體系。南懷仁主導欽天監的時代（一六七○～一六八七年），歐洲早已進入望遠鏡時代六十餘年。盛世尚有這種落差，往後就更加不堪了。
二、日本對望遠鏡的開眼
在台灣開發史上，一六二四～一六六二年間，荷蘭東印度公司以今天印尼的雅加達為亞洲總部，派遣總督駐在今台南安平。在稍前的一六○九年，該公司則在日本平戶開設商館，日、荷通商從此展開。
英國則於一六一三年至平戶開館，首任館長沙里士（John Saris）為了對日本統治當局示好，於是呈上了望遠鏡給德川家康。
到了第三代將軍德川家光（家康之孫），則是從荷蘭商館處得到望遠鏡。當時荷蘭人據有安平後，就地對往來的日本商船課稅，招致日商不滿，演變成一六二八年的「濱田事件」。經過五年的折衝，荷方送了這項珍貴的禮物，衝突始告圓滿解決。這位事件的主角濱田彌兵衛，據說也曾自製望遠鏡，唯詳情不得而知。
現在日本著名的觀光景點東照宮（德川家康墓園），是家光於一六三四年開始，花了一年半時間改建而來。家光一生景仰祖父成為其言行特色，每當他到東照宮參拜，望遠鏡成為隨身的配件，也形成特殊的景觀。
半個世紀後，以日本俳句表達笑話的始祖井原西鶴（一六四二～一六九三），於一六八二年發表《好色一代男》，奠定笑匠始祖的地位。該書中有一幅插圖，即主人翁以望遠鏡窺視女傭的畫面。
對照來看，望遠鏡流傳到日本後，從將軍的禮物，演進到民間偷窺的道具，可見接收外來文明的快速。
日本首製望遠鏡，是在第八代將軍德川吉宗時代。他熱愛天文學，且親自觀察天象，尤其在一七三二～一七三八年間，進行長期間的太陽觀測，並留下紀錄。他曾交待幕府的御用眼鏡師森仁左衛門，進行研發天文觀測用的望遠鏡，且依吉宗本人的指示，對試作品的凸鏡劃上十字線，以利焦點的確定。由此顯露吉宗對應用器械的原理、光學知識等，已達專業水準，現在，神戶市立博物館、神戶商船大學附屬博物館等，都分別藏有森仁左衛門的作品，尤其鏡筒部分（以和紙捲成筒狀，再上漆），以日本傳統牡丹圖樣，再鑲上金箔，甚為豪華燦爛，唯性能仍比西洋製品拙劣。
望遠鏡是天文學發展的利器，在國家大事上，就是統治者用來「觀象授時」頒訂曆書。到了第十一代將軍德川家齊，治世從一七八七年起至一八三七年止，長達五十年，前半期啟用宗吉的孫子松平定信擔任「老中」首座——也就是幕府的最高行政首長——展開「寬政改革」。改革項目之一即天文方（從一六八四年創設即由澀川家世襲官位）改由擁有專業的高橋至時出任，從此日本曆書呈現大幅進化。
改曆作業的基本前提是精密的天文觀測，而觀測有賴精密的儀器設備，望遠鏡是基本裝備。在一七九五年高橋至時主掌天文方之前的一七九三年，岩橋善兵衛剛好完成新製品，性能比前述森仁左衛門的更好（最高放大倍率達二十六倍），且在京都組成「天體觀望會」，邀集天文同好進行觀測，甚為先進。
再說岩橋開發的國產品，比荷蘭製品便宜，於是製品大行其道，也凸顯「國產化」的重要性，對照前述清廷大肆採購洋貨，造成商行負債的情形，剛好成一對比。岩橋善兵衛身後，子孫克紹箕裘，一直到明治時代，猶從事望遠鏡事業。
高橋氏進行改曆作業時，由於茲事體大，成為當時備受注目的大事。連當時年逾半百、隱居江戶研究算術和天文學的伊能忠敬（一七四五～一八一八），也前來拜高橋為師，學習西洋天文學。
以當時的知識，江戶與蝦夷地（今北海道）緯度相差一度，如果能測出兩地間的距離，就可以推算出地球的大小。原本幕府高層對此理解有限，經過高橋的推薦後，伊能於一八○○年展開日本沿海的測量作業。當時，伊能帶著望遠鏡走遍全日本，前後長達十七年，始告完成。該實測圖《日本沿海輿地全圖》為日本首見，出版已是伊能身後事。一八二一年新圖呈獻給幕府，受到將軍家齊及幕臣的好評。
望遠鏡先有折射型（Refractor，伽利略），後有反射型（Reflector，牛頓），前者以透明玻璃聚光、折射；後者以面鏡（如化妝台鏡）聚光，大型天文望遠鏡多為反射型。
日本剛出現望遠鏡時，都屬前者。直到一八三二年，國友一貫齋（一七七八～一八四○）始見識到反射型望遠鏡。他向來以發明家聞名，曾成功開發空氣槍，此後精於反射鏡的鑄造（以高錫青銅為材料）與研磨，兩年後的一八三四年，完成一號機。再過兩年，日本發生飢荒，他義賣自製望遠鏡，投入救災。
如今日本各地的博物館、國友舊家分別收藏一八三四、一八三六、一八四二年製作的一～三號機，另有一機製作年份不詳。
從製作的年份來看，洽與一八三九～一八四二年的鴉片戰爭重疊。中國一向被日本奉為「老師」，如今居然被「蠻夷之邦」打敗，震撼非常大。當時幕府有有關鴉片戰爭的情報，掌握在重臣小野忠邦手中，後來也陸續為知識階層所知，推動改革的先知如高島秋帆、佐久間象山等，都由此警覺而呼籲日本採應變措施。可見，日本靠著荷蘭輸入先進的文明思想、器物，有了望遠鏡，更加強化危機意識，不像清廷大臣昧外又瞞上，演出荒腔走調。
回顧起來，國友一貫齋在開發望遠鏡史上，留下創世紀的一頁，加上他賴此利器，在天體觀察上，也留有成果。為此，一九九八年日本滋賀縣的民間天文台，將新發現的小行星第六一○○號，定名為「Kunitomoikkansai」，即「國友一貫齋」的拼音。
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