对瞄准镜宇文博可不陌生。

当年在浙大读书，跟光仪系杨国光教授学的大地测量学训练严谨，着实学得根基扎实, 而望远镜则是大地测量仪器如经纬仪等的核心光学系统。而归根结底，瞄准镜不过是开普勒折射式望远镜的一种形式而已。

光学是一门相当特殊的学科。在工科里光学也许是对应用物理要求最高的学科，而尤其在现代高科技行业，大部分高精度复杂计术都离不开光学，象半导体的光刻、计量检测和制程控制、以及生物医疗仪器设备业的生物晶片和高通量药物筛选等。但以规模论，在西方光学绝对是一个小学科，大部分大学都没有光学科系，基本上是电机电子科系的一部分。这里可就看出政府干预有时候也真有优越性。相比美欧，中国大陆的应用光学和光学工程的相对规模应该是相当可观的。

中国大陆光学界的“北乔峰，南慕容”是“北长春，南浙大”。上世纪四十年代末五十年代初，和那时回国的其他科学家类似，有中国光学之父之称的王大珩先生从英国回国，在长春创建了科学院仪器馆，以后发展成了长春光机所。坊间传言当年浙大光仪系第一届毕业生，状元留校、榜眼去长光所、探花留校、传胪去长光所 …… 。当然王大珩首批大弟子中也有来自其他高校的，比如象他创办的大连理工大学的学生。这批大弟子们后来也都开山立派建牙开府，中科院四大光机所除了成立在文革年间的安徽光机所 (安光所), 上海光机所 (上光所) 和西安光机所 (西光所) 都是长光所开花散叶。宇文博有幸得列王大珩门墙。后来在德国时曾回国，路过北京拜见老先生。那时王大珩已不在长春，到北京专任技术官僚。那时中科院还不叫院士，而是学部委员，老先生是技术科学学部副主任，而主任是邓小平的女婿张宏。当时老先生住在中关村黄庄中科院宿舍的一座普通的公寓楼里，和宇文博聊天时提到“张宏同志”语气平淡自然。老先生淡泊宁静的君子之风确实让宇文博折服。

和宇文博不同，杨师中的理论和动手能力均衡。作为斯坦福的声学博士，他其实不是光学科班出身。但对于弹性波，描述声波的工具是张量分析，比电磁波的矢量场理论上更为复杂。而他的动手能力更是已臻化境。要说起望远镜，杨师中似乎跟光学有夙缘。他上小学时，网络可能在科幻小说里都还不曾出现。小杨师中一向酷爱自己动手做实验，而那时不能象现在上网随手一搜，就是深锁嫏嬛饱蠹鱼的百宋千元都能随手拈来。但皇天不负有心人，往往他还能钻天挖月亮弄到些稀奇古怪的书做指导，比如文革时出版的《科学小实验》丛书，而其中特别让他兴趣盎然的是自制水滴显微镜。


图一 自制水滴显微镜。来源：奥数网文章《水滴显微镜》(http://www.aoshu.com/e/20090824/4b8bce63df543.shtml)。 

实验非常简单，将小圆铁皮钻一个小孔，没有铁皮的话马粪纸板也行。在小孔上滴一滴水珠，自制水滴显微镜就算成功了。严格说来, 这样的装置只能算是一个高倍放大镜。光学显微镜为了在增加放大倍数的同时保证图象质量，必须由物镜和目镜构成。用水珠土法上马的高倍放大镜看到的图象其实是严重变形的，但这仍然不能阻挡小杨师中通过小水珠看到苍蝇腿上的细毛时兴奋得手舞足蹈。小杨师中生不逢时，上小学时太祖已是龙驭上宾，但通过这套小书，倒也沾得些许太祖的雷霆雨露。

天朝的士大夫们有些稀奇古怪的优良传统，比如这雷霆雨露。 “浩气还太虚，丹心照千古，生前未了事，留与后人补”—— 慷慨豪迈如杨继盛，居然却也有“雷霆雨露，皆是君恩。”强汉盛唐向来是天朝骄傲，而那时的天朝确实有海纳百川的胸襟。但博大宽容如唐朝，也还有韩夫之的“臣罪当诛兮天王圣明”—— 按鲁迅老爷子说法，那是韩愈先生替周文王说的。有宋以降，宋明腐儒阉割禁锢在先，蒙古女真野蛮人惨绝人寰屠杀在后，“一支长戟六钧弓“、”天子呼来不上船“ 的雄浑豪放典雅飘逸早已被扫荡然得爪干毛净。本朝太祖天纵神武，盖世武功远迈列宗列祖。就算是秦皇汉武、唐宗宋祖，太祖的龙目都是俯视的。驾驭臣工，牧畜蚁民，九五之术更是前无古人，亘古无匹。东厂西厂、锦衣卫粘杆处、军统中统 …… 跟太祖的人民民主专政相比简直是小儿游戏。太祖南山有鸟北山张罗，鸟儿却以为是仙山琼阁自来投到，龙骧虎步如此，别人自然只剩下“不须放屁”了。

不光是宫闱传闻，本朝官方确认太祖床头必备《通鉴》。千古兴亡多少事: 陈胜吴广、绿林赤眉青犊铜马、苍天已死黄天当立、瓦岗十八路反王三十六路烟尘、长安满城尽带黄金甲、李自成掠京张献忠屠川 ……, 都是流民惹的祸。用句太祖自个的词，太祖也该是“略输文采”—— 治下数十年民生凋敝，百业破败，数千万中学毕业后的所谓“知识青年”面临毕业即失业的窘境。数目如此庞大的潜在流民，而且是受教育程度高于平均水准的流民，将会是统治集团的噩梦。太祖天纵神武英明，如此百代无解的难题，太祖只需一道“知识青年到农村去，接受贫下中农的再教育”圣旨。弹指一挥间数千万知识青年就被充军到“广阔天地“ 去 “大有作为”了。

太祖治国一言以蔽之曰“因陋就简”—— 从全民大炼钢铁到广阔天地大有作为，再到赤脚医生 …… 大抵如此。小杨师中淘来的那些文革期间的《科学小实验》秉承的自然也是圣意。还有中学不教物理了，以“工业基础知识”代之，简称为“公鸡”(工基)。生物自然也就变成农家土鸡，“农业基础知识”简称“农基”—— 同学们将之华丽转身成了“母鸡。” 宇文博杨师他们那一代人读初中高中时，大陆还没有完成向现代国家转型。教育体系中文革年间留下的那些割裂科学体系以实用主义断章取义的教材还没有完全退出历史舞台。宇文博后来上高中时还淘到一套西安交大为工农兵大学生编的《高等数学》。这些教材自然也是因陋就简，用马克思《数学手稿》为指导，用唯物辩证法解释牛顿和莱布尼兹创立微积分。将微积分最基本的概念无穷小量解释为“既是零，又不是零，”而导数则成了“零比零。”后来宇文博上了浙大，因为他自学了高等数学和普通物理，两门最重要的基础课都考试通过免修。但他对基础概念的错误理解却也因此没有得到及时纠正。而这种用所谓“以直代曲”的概念理解极限和导数的错误方法，貌似和人们的常识吻合，却和数学的基本精神背道而驰。矫枉必须过正，一直等到宇文博后来自己认识到基本概念理解有误，回过头来再系统从根基做起，才得以纠正过来。

也许和大部分人的感觉不一致，数学其实不是科学。科学是可以证伪的。而数学是建立在公理系统之上，是一个演绎系统，要求是自洽，是不能证伪的。最典型的例子就是欧几里德几何的第五公理，也就是所谓“平行公理”——  从该公理可以导出的一个命题，用浅显的语言表述，那就是通过一条直线以外的一点只可作出一条和该直线平行的另一条直线，或者说平行线是永远不相交的。这当然符合人们的日常生活经验。但从数学的公理系统的角度，用日常生活经验检验数学公理的合理性的价值为零。后来俄罗斯数学家罗巴切夫斯基 (Nikolay Ivanovitch Lobachevski) 替换了第五公理，一条直线外可以作至少两条平行线。或者换句话说，平行线是相交的 —— 非欧几何中的双曲几何诞生了。而德国数学家黎曼 (Bernhard Riemann) 则认为平行线不存在，于是诞生了非欧几何中的椭园几何。非欧几何自然和人们的日常经验背道而驰。但进一步研究发现，在广义相对论空间弯曲的框架里，数学和物理却吻合得天衣无缝。

不过杨师中是一个务实主义者，那些对宇文博来说至关重要的理论框架对杨师中根本就不成为困惑。生活中往往有许多阴差阳错。按理说宇文博才该上北大，而杨师中其实更应该上清华或者浙大。他的动手能力似乎与生俱来， —— 小杨师中似乎从小就是半个德克萨斯人：先开枪，再问话。那些科学小实验都是先上手了再说。那个年纪的小男孩调皮捣蛋起来连狗都嫌。小杨师中更是其中的佼佼者， 比江南众小儿捣蛋又有不同，捣蛋捣得出类拔萃，捣得超凡脱俗，捣得匠心独运，捣得创意无限。

和大部分那个年龄的男孩类似，有一阵子他突然对爆炸物产生了超乎寻常的兴趣。江南山多田少，草民向来以吃苦耐劳著称，向来出能工巧匠。据说当年天朝惩罚南蛮，浙江的修鞋匠把生意都做到了老山前线。浙江草民的另一项副业是开山炸石头。所用炸药的引信也就是所谓的“雷管”被民工们放到浙江随处可见的山塘水库里炸鱼改善生活。小杨师中对此艳羡不已，但民工们唾手可得的雷管对小屁孩可是难于上青天。小杨师中不甘心。从电影《地雷战》里的“一硝二磺三木炭”，到化肥硝酸铵，在把家里饭桌和学校里的课桌烧出若干个焦黑洞窟之后，终于找到了用竹管自制的土雷管。

望远镜当然也不例外。而几何光学的近轴成象理论数学上非常简单，无论牛顿公式或者高斯公式都只用到分数运算。小杨师中第一座开普勒望远镜于是就诞生了：一个一米长的圆纸筒，内外都用墨水涂黑，前端安上一块一百度的老花镜片作物镜，焦距是一米。后端是圆纸筒的套筒盖子，盖子上挖个圆孔，安上一块焦距一厘米的放大镜片作目镜，放大一百倍的开普勒天文望远镜就土法上马了。当小杨师中把他的本地特产开普勒天文望远镜对着月亮，看到了月球表面的坑坑洼洼，那就是著名的《十万个为什么》里的环形山吧 —— 其兴奋激动，比“洞房花烛夜，金榜挂名时”大概有过之而无不及。

不过当他把他的得意之作从仙山琼阁下凡到接地气的木房瓦舍时, 却兀然发现众生居然都是颠倒的! 于是回过头来复习高斯成象理论，发现开普勒望远镜成的是倒立的实象。用老花镜作物镜，近视镜作目镜的伽利略望远镜倒可以成正立的虚象，但视场比开普勒望远镜小得多，好象有点得不偿失。这时小杨师中才明白为什么双筒望远镜都中间有个曲折 —— 那是一对屋脊转象棱镜，把倒象给转成正象的。屋脊棱镜当然不是那个时候的小杨师中可以企及的了。但那时他不知道，其实还有一种通过中继透镜转象的望远镜，就象航海电影里海盗船长们使用的单筒望远镜，其实也是成正象的。

“你是学光仪的”—— 杨师中对宇文博接着说道，“瞄准镜其实就是带中继透镜的开普勒望远镜，这个用不着我多说。重要的是它的测量功能。

“在一个三维空间里，目标可以用三维坐标准确定义。表面上看，似乎上下左右对准了，就能命中目标，因此不需要三维，只要两维坐标就够了。但实际上因为地心引力，弹道轨迹是一条抛物线。因此只有准确地测定目标的距离，才能保证射中目标。所以狙击步枪必须配备瞄准镜。而且正规狙击手都是两人一组，配合射手的是观测手，专司测定距离等射击诸元。



图二 狙击枪瞄准精。来源：《狙击枪瞄准镜知识大全》(http://www.360doc.com/content/12/0217/10/115428_187279091.shtml)。

“目标经过物镜，在其后焦点所在焦平面形成实像。焦平面安装一块刻有测量十字线的分划板, 使得十字线的图像和目标的实像重叠，可以通过目视测量目标的射击诸元。通过中间的中继透镜，最后通过目镜观测到的是正立的实象。由于引入中继透镜，瞄准镜分成两种类型。如果分划板安装在中继透镜的前焦面上，即是前焦面瞄准镜。反之如果分划板安装在中继透镜的后焦面上，则是后焦面瞄准镜。两种瞄准镜各有优缺点。瞄准镜是可变焦的，以此改变放大倍率。当分划板位于前焦面, 倍率变化时分划线的尺度随着同步变倍, 所以能标密位点用于测距。后焦面的分划的十字线在变倍时不变, 但当倍率变化时, 原先的密位关系会随着变化, 所以是不能标划距离刻度。但是由于十字线尺度不变，高倍放大时不会遮挡目标。而且后焦面分划空间较大, 设计制造容易, 方便安装分划板照明装置。

“狙击步枪的瞄准镜用三个调节旋钮以实现倍率、横向的风偏修正、以及纵向的高低修正。这些修正的随机因素很多。风向和风速的随机起伏都会影响弹道，造成横向偏移。如果距离超过600米，还必须考虑修正地球自转引起的也就是所谓的科里奥利力引起的横向位移。而且随着距离增加，需要使用高倍瞄准镜，这是还必须考虑成象光学系统的象差，尤其是场曲的影响。而温度和湿度影响空气密度，温度降低或者湿度增大，空气密度高，子弹运动阻力加大，弹道高低必须随着调整修正。”

宇文博感动地点点头：“谢谢你，真把我的枪盲扫得够彻底的。咱们进场吧。“

数轮实弹下来，看着杨师中靶上漂亮地聚集在半径不到一英寸的同心圆内的弹着点，宇文博一脸沉思。少顷，还是老中的老习惯：

“杨老弟，你啥时候有空？咱俩一起吃个饭呗？“