1609年，天文学家伽利略制成了口径4.4cm的望远镜，并用它来观测月亮、太阳、恒星和银河系。这是世界上第一台有科研产出的天文望远镜，伽利略用它发现了木星的卫星，并测定了太阳黑子周期。
伽利略正在教别人怎么使用望远镜 （图源：Wikipedia）
工欲善其事，必先利其器。由于望远镜在天文学研究中起着举足轻重的作用，那如何加大清晰度，自然成为了科学家们需要攻克的难题。
想要看得更清楚？麻烦加大口径
随着对望远镜光学原理的了解，科学家们总结出了影响望远镜分辨率的主要因素：口径。望远镜的口径越大，收集光的能力越强，能够捕获的信息就越多。
以物理学家瑞利（Lord Rayleigh）命名的公式清楚地表达了光学系统孔径与分辨本领的关系
公式看不懂没关系，它想说的其实就是，望远镜的口径越大，望远镜的分辨力越高，能够观察到的细节也就越多。
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随着技术的进步，天文界制造地望远镜口径也越来越大。1789年，英籍德国人威廉-赫歇尔制成了口径为1.22米的反射式望远镜。1975年，苏联建造的六米口径反射式望远镜BTA-6正式亮相，它是当时世界上最大的望远镜。
但在实际操作中，BTA-6的观察结果和一米口径望远镜的观察结果相差无几。尽管BTA-6拥有巨大的口径，大气湍流仍然牢牢限制着它的观测能力。BTA-6一年只有不到一半的夜晚能够进行观测，而且分辨力远远达不到瑞利公式的计算结果。
干扰观测的大气湍流
夜晚眨眼睛的星星、炎热夏天道路远方扭曲的汽车、飞机发动机后方的景象、都是大气湍流造成的。在大气湍流的作用下，物体看上去似乎被扭曲了。大气湍流导致光线在穿过大气时发生扭曲，使得望远镜观察到的图像质量大打折扣。
大气湍流导致望远镜观察到的月球图像产生变形 （图源：Wikipedia）
起初，为了尽量减小大气湍流带来的影响，科学家们选择在大气条件比较好的地方建造望远镜。BAT-6在建造前，十六支探险队被派往苏联的各个地区，最终选址在海拔2070米的北高加索山脉。目前，世界上比较重要的天文台几乎都位于夏威夷、加那利群岛等大气条件比较好的地方。
尽管如此，大气湍流对观测带来困扰仍然是无法避免的。饱受折磨的科学家们心想：大气湍流不是把光线给弄扭曲了吗？那能不能把光再给“扭”回来呢？在这个思想的启发下，自适应光学利用技术应运而生。
扭曲镜面的自适应光学
早在1953年，科学家就提出了自适应光学的概念，但在概念提出后数十年才真正获得突破。自适应光学的核心是，可变形的镜面，以及探测光波扭曲情况的夏克-哈特曼波前传感器。利用可变形的镜面来矫正大气湍流导致的畸变，从而大大提高光学系统的性能。
（图源：作者自制）
可是镜子要如何变形？其中一种思路是，制造一块非常薄的镜面，在镜面背后施加压力，促使镜面变形。
