我们能够看到一个物体，从本质上来说就是这个物体反射或者发射的光进入了人的眼睛，并被感光细胞转换成神经信号传入大脑。但肉眼可以感受到的光线是有下限，只有一定数量的光子进入人的眼球才能被人看到。
望远镜的作用就是用来汇集光线（电磁波）的。它的物镜口径越大，收集到的光线就越多，我们就能够看得越远、越清晰。需要注意的是，所谓的望远镜放大倍数对清晰度是没有什么用的，这就象放大图片并不能提高图片的清晰度一样。买天文望远镜时不要被标称的放大倍数误导了，物镜口径太小，放大了反而更不清晰了。
我们要看月球上的人必须用到光学望远镜。它主要用来观测可见光。光学望远镜的原理和眼睛差不多。见下图。
图：光学望远镜原理图
地球上现在最大的望远镜是口径11米的南非大望远镜、霍比-埃伯利望远镜，以及口径10.4米的加那利大型望远镜。但这个分辨率远远不能满足观测月球上人体大小物体的需要，要达到这个效果，至少要口径2700米的望远镜。
具体计算过程可以看下面，没兴趣的可以跳过了。
图：南非大望远镜
图：
霍比-埃伯利望远镜
图：著名望远镜口径比较
光学望远镜的清晰度一般用“角分辨率”来度量，它是由物镜的口径来提供的。放大倍数对这个值没有任何影响。计算角分辨率可以用下面这个公式：
α＝1.22λ/D ；
λ是光的波长， D是望远镜的口径。对于可见光的波长，λ取5.5×10∧-7米。
我们可以通过下面这个公式计算，能够看见月亮上的人需要多大口径的光学望远镜：
D＝1.22λS/L ；
S是目标距离，地月距离取4×10∧8米，L是目标大小，要分辨出来是一个人，至少得取0.1米。λ取5.5×10∧-7米：
D＝1.22×5.5×10∧-7×4×10∧8/0.1＝2684米
需要注意的是，这只是一个理论值，由于大气的干扰，实际口径还要再大一些。