乍一看这都是很大的提升，但仔细一想并没有那么简单。首先，我们距离理论的成像极限还很远。地基望远镜受到大气层的影响。大气层中的湍流会严重影响成像质量，也是我们为什么看见星星眨眼睛的原因。为此，天文学家发明了自适应光学技术，通过快速改变望远镜镜面的形状，抵消湍流带来的影响。但是自适应光学是有局限性的。

由上图可以看到，观测不同角度的天体，光线所经过的大气是不完全一样的，这就限制了自适应光学不能做到很大的视场。想要做大视场，就要多加改正镜。目前最先进的大视场自适应光学可以做到4角分，距离15角分还有很大距离。

场曲小对后端仪器设计带来的改进也很有限。对仪器设计没概念的同学可以看下图：

这是位于凯克望远镜耐焦上的一个多目标红外光谱仪。在光线最终到达相机之前，要经过多层透镜的调整和准直。这也是4镜设计的优势。它可以通过添加一面镜子给仪器设计带来方便。然而是否值得存疑。因为即使场曲好也没有好到可以不添加准直镜的程度。增加一个镜面所带来的光损失能否在后端仪器补回来，在仪器设计好之前很难下定论。

我们现在可以根据科学目标来看一看4镜的优劣了：

1）早期宇宙：早期宇宙天体非常暗弱，对于望远镜+仪器的通光要求很高。由于主动光学系统会带来严重的额外光损失，做相关观测的开主动光学得不偿失。因此像质一般只能达到0.5-1角秒，0.1角秒的像质提升并没有明显效果。而额外加一个镜面、以及M4 开孔都会带来额外光损失。

2）高能天体 + 3）瞬变源：需要望远镜的快速反应能力。将光路复杂化恐怕只会添加更多技术难点。

4）系外行星：系外行星需要观测精度。直接成像法关注的是一颗恒星周围1角秒左右的视场，15角分的视场并没有意义。而且为了进行如下图所示的观测需要扣除中心恒星，M4 开口会对星点成像的形状造成影响，给扣除带来困难。视向速度法则需要后端仪器具有很好的稳定性，与前端关系不大，甚至与口径关系也很小。目前对于恒星速度测量的极限在1米／秒左右。在建的最先进仪器正在向0.1米／秒努力。原因在于，实现0.1米／秒的测量精度，要将仪器本身的变化（如热胀冷缩）控制在毫米甚至纳米级。这对材料的要求很高。

（用直接成像法观测系外行星）

因此对于已有的科学目标，很难说4镜有什么优势。我唯一能想到的4镜优势在于对银河系内星团，和临近明亮星系的观测。这些天体直径大，又需要高分辨率。然而奇怪的是，这些内容即使在4镜的材料中也没有明显涉及。

除了以上内容外，以下列出我还观察到的一些争议：

1）关于要不要搞大视场巡天的争议：首先先要强调，目前已公开的材料都没有强调大视场巡天，而是要首先保证望远镜的通用性。其次，大视场巡天一般将仪器放在主焦点。一旦使用主焦点就需要把 M2 移除，这跟用3镜还是用4镜几乎没有任何关系。

2）多加一个镜子带来的光损失问题：4镜方案声称可以使用镜面镀银技术，取代现有的镀铝技术，提高每一级镜面的反射率。因此，使用镀银后的4镜并不会比使用镀铝的3镜差。然而镀银镜面意味着要牺牲近紫外波段的观测。此外，银膜不如铝膜耐久，需要在表面覆盖保护层。覆盖后反射率还能提高多少存疑。而且，如果镀银技术成熟的话，在3镜上镀银岂不是更好吗？

3）3镜和4镜的争议是科学主导还是技术主导的争议：我不认为在天文学界，科学主导和技术主导如此泾渭分明。而且目前的争议和通常情况下整个反了过来……国际常见的现象是：科学界提出大胆的想法，而技术界研究相关想法后则会从现实考虑，更加保守。

4）台址问题：这一问题与望远镜本身结构关系不大。争议主要在暂时选定的西藏阿里是否是最好的台址。遗憾的是，我国西藏选址的数据积累的过少。即使是现在已有的数据也不能支持阿里能够达到类似于美国 Mauna Kea 天文台的世界级水平。

综上所述，个人认为，4镜相较于3镜并没有明显优势，甚至某些方面劣势明显。即使4镜是一个好的设计，在新技术面前是否应该先建一个小规模的原型机？举例来说，已故被誉为“凯克望远镜之父”的 Jerry Nelson 在首先设计出拼接镜面（如下图）的时候遭遇了大量质疑。人们认为以当时技术过于冒险。于是 Nelson 建造了一个规模较小的原型望远镜。原型机后来取得了成功，并平息了争论。

（凯克望远镜的拼接镜面）

考虑到 1）我国是从2.4米直接跳到12米，已经具有风险，再在技术上增加风险不值得；2）既然时间紧，没有时间造原型机用事实说话的话，就应该选择经过世界上大量事实验证的3镜结构。因此我是完全支持3镜设计的。