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作为传统光学的顶尖强国，德国不仅在十九世纪末缔造了实用GOU械瞄准镜的开端，首次将GOU械瞄准镜投入实战应用，而且横跨一百多年，他们至今仍然把持着最优秀瞄准镜的生产能力。然而德国在狙击领域的发展成就却始终没有能与其光学工业能力的地位相称，这其中既有技术发展的因素，也有其一、二战先后失败的大政治背景，不能不说是历史开的一个大玩笑。
一：望远镜与瞄准镜
人眼在理论上的分辨能力极限可以达到18-20角秒，即0.3-0.33角分。但受限制于感光细胞的分布和具体的生理结构缺陷，视力最佳的人在人眼敏感的光线波段，而且照明充足的条件下，分辨能力也只能达到1角分；如果光线条件只是一般，则下降到2角分——正常视力的人一般在3-5角分之间。更直观的说，通常情况下在90米处，绝大多数人都不能分辨长宽小于8到13厘米的物体——无论观察者怎样去集中注意力和调节眼睛。
人眼的生理结构
虽然在普通人看来这种能力已经足够了，但是一旦面临更为复杂和不利的条件，比如拂晓和黄昏等光线昏暗的时刻，以及对手刻意寻求隐蔽物进行隐藏的情况，即使是在100米以内，肉眼的观察能力和效率都会降低到令人难以接受，更不用提数百米、一千米以外。读者不妨先在谷歌地图上选定一个已知距离的标志性建筑，然后自己尝试不同条件下用肉眼观测建筑和行人的细节。正是因为这种原因，原本作为天文学家突破人类视力极限，用于观测天体工具的望远镜出现以后，很快就被运用于军事用途——而瞄准镜则是在望远镜基础上衍生的变种。
伽利略结构和开普勒结构
主流的望远式瞄准镜继承了开普勒式望远镜的基本光学原理。在最简化的模型中，开普勒光学结构由两块凸透镜组成，放大倍率由两者焦距的比值所决定。与一块凸透镜、一块凹透镜组成的伽利略式光学结构不同，开普勒光学结构在于两块透镜之间的成像是实像，所以通过在透镜间的焦点处设置分划板，便可以在视野中清晰见到分划被放大以后叠加在被观察的景物上。
开普勒本人在当时都没有意识到的是，这个特点赋予了开普勒结构非凡的工程、军事实用意义。尤其是在GOU炮一类身管武器从滑膛进入线膛时代以后，弹丸不再是在身管内不断碰撞、弹跳着向前运动，既浪费了燃气能量又难以准确的命中目标；通过弹带或者弹体变形嵌入膛线以后形成的高效气密和高速旋转，使弹丸得以获得更高的初速并稳定而准确的飞行。此时人类肉眼视力极限对于观察瞄准能力的限制，已经成为制约武器射击效能的最大短板。
当人们发现在观察远处被放大的景物时，视野上还可以叠加上一些清晰的标志，可以非常方便的进行定位、测量，那么承载这种功能的光学产品与武器相结合的需求也就顺理成章的被提上日程。可以说军事上对于瞄准镜的需求出现的早而且强烈，它的实用化进程比较晚，最大的原因还是受到光学原理和制造工艺进步的时代限制。
视野中的分划标志
二：瞄准镜的瞄准方式
普通机械瞄准具的GOU械，多数人都清楚其基本原理，即照门、准心、目标（更准确的说是预计的弹着点）三点成一线；有射击经验和理论基础的人，还知道如何调节照门高低，利用准心测距，将瞄准点置于目标范围何处等知识。但是对于瞄准镜如何瞄准，知道的人就很少了。对于射手来说，使用瞄准镜时，主观感受上是在能形成清晰视野的情况下，将分划对准目标即可，看起来是一个两点一线的瞄准过程；但实际原理和具体的使用细节要复杂的多。
由于基本的开普勒结构只能形成上下倒立、左右翻转的成像，所以在实际的瞄准镜中，物镜与目镜之间会设置一组正像透镜，使成像再次颠倒回来。一百多年以来，望远式瞄准镜的附加功能和性能指标发生过数次脱胎换骨的变化，但在基本原理上却没有超出这个范围。
基本的瞄准镜结构
最终瞄准镜的瞄准实际上通过四点一线完成：分别是目镜系统成像焦点、分划板上的分划（比如十字线）、物镜系统成像焦点、目标四者。由于成像焦点是不可见的，因此对于射手来说，瞄准过程就是将分划重合到目标范围内适当位置的过程。这个过程有些类似于一支普通的机械瞄准具步GOU被去掉了照门，射手直接用准心去瞄准目标的情况。机械瞄准具中通过照门实现的基本功能，在瞄准镜使用过程中则主要是由射手对视野阴影的把握和使用焦距调节系统实现的。
瞄准镜视野中的阴影
上图是随着眼睛和瞄准镜相对位置不断变化时，射手在视野中所看到的阴影示意图。瞄准镜与望远镜不同，它要求的出瞳距离（眼睛到瞄准镜目镜的距离）不仅要远得多（多数有70-100毫米，防止GOU械后坐时撞伤眼睛），而且对具体的出瞳位置要求比较苛刻，眼睛偏离瞄准镜光轴的幅度稍大就不能观察到正常的成像。所以在手持的条件下，缺乏足够使用经验的人，要用瞄准镜进行稳定观察是很困难的事情；而且隐蔽性、反应速度和观察能力都远不如微型望远镜。电影电视剧里的类似情节，基本上都属于导演生编臆造的结果。
视野阴影示意图中的情况1，是唯一正确的视野表现，均匀清晰的环形阴影，代表着眼睛已经将瞄准镜光轴纳入视野中央范围，处于理想的瞄准状态。而情况3、4、5、6则代表眼睛向上下左右偏离了正确的位置，眼睛没有对准瞄准镜光轴；相当于使用机械瞄准镜时，准心不在中央，而偏向了照门的一侧。图中的红点位置反映了了弹着点会向阴影较小一侧偏移的现象。
图中情况2的阴影消失，则说明眼睛已经过于靠近瞄准镜；此时有可能眼睛仍然正对着光轴，但是射手由于阴影这一参照物的消失，已经难以判断自己出瞳位置的准确性如何了。不过近年来也有采用广角设计的瞄准镜，在正常瞄准时的环形阴影就很稀薄甚至没有；虽然进一步扩大了视野，但是也对射手据GOU、贴腮，掌握GOU支平正关系的基本功提出了更高的要求。到此时为止，射手已经完成了大致准确的据GOU、贴腮过程，眼睛也已经基本对准了瞄准镜光轴。
然而涉及到更进一步的瞄准、调节过程时，瞄准镜的具体使用方式从近代到现代却早已截然不同。实际上一、二战时期狙击手的普遍射击距离偏近，最为重要原因就是受制于当时瞄准镜的观察、测距、瞄准能力所限，而这又和当时工业体系带来的水平限制息息相关。
三：瞄准镜发展的难题
GOU械瞄准镜与望远镜相比的最大不同，在于它有着严格的耐冲击和保持机械精度的要求。以56式半自动（SKS）步GOU为例，该GOU重3.75kg，在装配重量为0.6kg的瞄准镜以后；后座体（GOU械+瞄准镜）在发射时的最大后座加速度达到350g。这就意味着此时步GOU瞄准镜中的镜片及其支撑结构、分划标志、高低和风偏调节机构，在每次射击过程中都要在瞬间承受超过自身重量和正常情况下承受载荷350倍以上的冲击应力。56式半自动步GOU发射的仅仅是7.62中间威力GOU弹尚且如此，那么使用7.62x54R、7.62NATO这样全威力蛋Yao，乃至于12.7mm机GOU弹的GOU械在后座时的形成的冲击则更不难想象。
加装了瞄准镜的56式半自动步GOU
恶劣工况的残酷性决定了瞄准镜注定是一种耗材。对于与GOU械通过刚性连接固定的瞄准镜来说，射击过程中产生的冲击引起的零位走动、光学结构的失调，乃至于机械结构破坏这类现象都是不能完全避免的，至今为止和可见未来能遇见的技术进步都只能不断减轻、推迟它的发生。所以这个世界上有很多几十年以后仍然性能良好的望远镜，但从来没有经过长期高强度使用仍然能保持性能良好的瞄准镜。
在不断的射击过程带来的反复冲击下，瞄准镜的镜片支撑结构和调节机构会不可避免的发生变形，各零部件之间的间隙也越来越大。在变形的累积超过了一定程度以后，瞄准镜的光轴会产生严重的不稳定偏离，并且随着冲击带来的震动而随机改变；此时虽然还能看——也就是保留了观察、测距的能力，但事实上已经根本瞄不准了。在冲击测试台上进行极限测试（比如连续1000G冲击）的情况下，还会出现镜片伴随支撑结构和调节机构的断裂而脱落、甚至破碎的情况，此时从目镜中看过去，光路便是白花花的一片，什么景物都看不到。
要解决这些问题，无不牵涉到基础工业能力的方方面面：各类金属、光学玻璃的材料和工艺，加工和装配手段等等。如果不能使部件拥有足够高的强度，它的寿命就会很短，迅速来临的永久变形和断裂会使其功能丧失殆尽。而如果部件缺乏足够的刚度，加工和装配中就会产生明显的形变，首先就不可能做出很高的精度，更不可能在使用中保持。缺乏轻质高性能材料，例如特种铝、钛合金取代传统的特种钢材料，不仅支撑/调节机构的重量控制不下来，而且更重的部件会带来更大的冲击应力，直接引起寿命的缩短。
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成长值: 519200
