当你从相机观景窗望过去时，发现影像似乎有些模糊，即使购买最贵的镜头，问题仍然存在；通常是中心影像很清楚，角落有点模糊，或许这不是镜头制造商的错，而是光学设计问题。早在 2 千多年前，希腊数学家狄奥克勒斯（Diocles）在其著作《Burning Mirrors》就提出这个问题。
这问题称为像差（Aberration），球面像差是由于镜片表面以球面磨制，镜片各区域因折射角度的差异，使透镜除了中心区，光线不会在相同焦点聚焦。惠更斯在 1690 年出版的《光论》（Treatise on light）也指出此问题，牛顿与莱布尼兹也都试图解决，但全部失败（值得一提的是，牛顿发明反射式望远镜解决色差，但球面像差却没能解决）。
1949 年，物理学家 Wasserman 和 Wolf 提出如何设计没有球面像差的镜头，这问题又称为 Wasserman-Wolf 问题。他们建议使用非球面镜片校正球面和彗形像差，但因为镜面曲率是数值分析计算得到的近似值而非精确值，且非球面镜片极难制造，因此效果有限又造价昂贵，就是目前精密光学的现况。
2018 年墨西哥国立自治大学（UNAM）两位博士生解决了长达 2 千年的问题，并发表在《Applied Optics》期刊。他们提出镜片的曲率公式，之后以电脑模拟 500 条光学路径，得到满意的数值结果。公式中他们给了根据透镜第一个表面，所对应的第二个非球面表面的形状以及距离，第二表面变化的曲率能校正像差。如何？这个研究结果是不是能让你期待未来拥有更便宜、更好的镜头？
- Goodbye Aberration: Physicist Solves 2,000-Year-Old Optical Problem
（本文由 台北天文馆 授权转载；首图来源：Unsplash）
