相信现在随着科学技术的进步以及知识教育的普及,越来越多的人都知道地球是圆的。不过在古时候可不是这样的,古人没有精密的观察仪器,也没有现代物理学中对于地球引力的认知,因此,“天圆地方”的思维一直占据主导地位。
从前的天圆地方说
虽然放在整个太阳系中,地球不是最大的球体,但和生活在地球上的生物相比,地球就是一个巨大的圆球。地球的半径足足有6371公里,我们都知道站得高,看得远,离得远也同样能够看到更大的范围。
月球是地球的天然卫星,它对于地球有着许多重要的作用。比如月球能够影响地球的潮汐,还能够帮助地球挡住一些过境的流星。不过,我们还可以借助月球来观察地球的形状。
古希腊人亚里士多德一直对地球的形状非常感兴趣,他开展了很多观察实验。他注意到,在出现月食的时候,地球的影子就会投射到月亮上。而且通过多次观察,都可以看到地球投射的影子是统一的椭圆形阴影。因此地球的影子就依靠自身证明了地球是圆形的。这就是关于地球呈现球形形状的一个重要线索。
地球的影子
除了依靠天体之间的投影进行佐证。如果你不是一个天文学家,你也可以通过在地面的一些细心观察得出地球是圆形的这个结论。如果你居住在港口旁边,或者只是在海滩上漫步,当你望向大海的时候,你会发现从远处向你驶来的船似乎是从海水里面慢慢浮现出来的。
如果地球是一个平面的话,那么你看到的船只只会随着距离的接近由小变大,而不是先看到船只的一部分,再逐渐看到船只的整体。因为你望向的海天交接处,其实是地球边缘弧形向下弯曲的地方。当船只沿着弧形边缘向你驶来的时候,你才会感觉到它似乎是从水中冒出来的一样。
如果说海边离你太远,我们可以用现实生活中常见的蚂蚁和橘子来举个例子。想象一下,一只蚂蚁沿着橘子的表面行走,进入你的视野。如果你从"正面 "看向橘子,你会看到蚂蚁的身体从橘子的边缘慢慢出现,这正是由于橘子也像地球一样,不是平面的,而是具有一定弧度的。
如果你在做这个实验的时候,让蚂蚁沿着桌面向你走来,你会发现你能够一直看到蚂蚁由远及近,而不是像它在橘子表面爬行的时候会浮现出来。
当我们站在一望无际的草原上时,我们尽力望向远方的地平面,直到我们看不见为止,然后你再通过一个双筒望远镜向远处看,尽力看得更远。接下来,你可以爬上离你最近的一棵树,当然是越高越好,再通过双筒望远镜看向远方。此时,你会发现,你站得越高,就看得越远。
站得高就一定看得远吗?
当然,有些人会认为是因为地面上的障碍物阻碍了我们,比如说在地面上的房屋或其他树木阻挡了我们的视线,而往上攀爬我们就有了更为清晰的视野,但这并不是真正的原因。
即使你站在一个前方没有任何障碍物的草原上往前看时,你也会发现,当你站在一定的高度上,也会比站在地面上看得更远。这种现象同样也是由于地球是圆的而发生的。
地球是圆的
在过去60多年的太空探索中,人类已经向太空发射了许多卫星、探测器,并成功地载人登上太空。他们在远离地球的太空中拍摄了许多地球的照片,从这些照片中我们可以清晰地看出,地球是一个圆形的球体,这是地球是圆形的最好、最直接的证明。
什么时候才能够看见完整的地球?
前面有提到过,站得越高,看得越远。当我们站在地面的时候,我们最多只能看到几公里以外的地方。当我们站在一栋高层建筑中,那么我们可以看到几十公里以外的地方。因此,按照这样的推理方式来说,只要我们站得足够高,我们就能够看见更多的地球边缘,更接近于看见整个完整的地球。
这个高度究竟需要有多高呢?
平时我们乘坐飞机飞行时,我们能够看见脚下的山峰和大地,依然是四四方方的一个平整的地形。飞机的飞行高度大约为7000-12000米,在这样的高度,我们仍然无法看到地球清晰的圆弧形边缘。这还是因为地球实在太大了,对于一个半径有着6000多公里的球体而言,在它上空1万米的飞机就像贴在地球表面一样,无法体会“会当凌绝顶,一览众山小”的感觉。飞机几乎是和地球融为一体的,无法看清地球的全貌。
不同高度看到的地球
那么在太空中的航天员看见的地球又是什么样子呢?国际空间站到地球的距离400公里左右,航天员从舷窗中望出去,就能够看到较大的地球边缘的弧线。
我们以前认为地球是一块平整没有弧度的地块,归根结底是由于地球太大,而我们人类太过于渺小。而且,此前我们没有办法离开脚下的土地,就算登上最高的山峰,也无法看到地球边缘的弧线,才有此错觉。
这就像是在大象身体上爬行的蚂蚁,对它们而言,它们永远也无法得知大象的全貌,它能看到的仅仅是自己目光所及的那一小块地盘而已。随着科技的进步,我们不断地拓展自己的视野,打破认知的桎梏,相信在未来,深邃的太空还会有更多的惊喜等待着我们的发掘。