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在自然科学中，天文学是一门十分独特的学科，它的研究对象一般距离我们生活的地球十分遥远。和地球最临近的天体是月亮，它和地球的距离是地球直径的60倍。地球直径6371千米，月地距离是384400千米。地球所环绕的恒星是太阳。太阳距地球1.4×10 8 千米。地球和最近的恒星——半人马座α星C的距离是4.22光年，合4×10 13 千米。太阳是银河系中的一员，银河系本身有10 11 颗恒星。从太阳到银河系的中心的距离是2.5×10 17 千米。银河系是本地星系团中的一员，地球与最临近的另一个星系团——室女星系团的距离是5×10 20 千米。整个宇宙有无数星系团和超星系团，它们分布在一个超大尺寸的空间内。对这样巨大辽阔的空间尺度，我们如何来认识了解它们呢？很显然，实地考察是不现实的。所以天文学的所有知识和发展几乎全部是通过天文观察获得的。
天文观察开始于人类的远古时代，当时是借助于眼睛实现的。最近400多年，人类发明了各种各样的天文望远镜，天文学家主要借助于天文望远镜来观察和研究我们所身处的广阔而深邃的宇宙。
本书前六章讨论光学天文望远镜，其中前五章介绍地面光学天文望远镜，第六章介绍空间光学天文望远镜。在第一章中，我们回顾光学天文望远镜的历史，讨论天文学对光学天文望远镜的三大要求，即分辨率、聚光本领和视场的范围。本章还总结了地球大气对地面天文观察的影响，介绍了望远镜的光学系统、像差，主要改正镜的设计，光线追迹和评价函数的原理。在后一部分，则介绍了现代光学理论、光学传递函数、空间频率、斯特尔比等重要概念。这些概念同样也适用于其他类型的电磁波天文望远镜。