引子
(資料圖片僅供參考)
大家都知道,地球是圓的!
然而細(xì)想一下,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)“常識(shí)”,好像是老師家長(zhǎng)教給我們的……
如果多問(wèn)一句:你說(shuō)地球是圓的,證據(jù)呢?
相信很多朋友肯定得琢磨半天才能說(shuō)出一兩個(gè)。
其實(shí),哪怕到了現(xiàn)在,我們還是常常不自覺(jué)地把大地當(dāng)成一個(gè)平面,不能十分自如地使用“大地是個(gè)球體”這一常識(shí)。
比如,在面對(duì)中美直飛航線時(shí),往往還是會(huì)聽(tīng)到“為什么不直穿太平洋,非要跑阿拉斯加繞一圈?”的疑問(wèn)。
取道阿拉斯加的中美直飛航線
那么,今天我們就來(lái)了解一下,人類在自我學(xué)習(xí)不斷進(jìn)步的過(guò)程中,是怎樣顛覆地平的直覺(jué)、了解地球的本質(zhì)、并把這個(gè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為常識(shí)的吧!
被順利接受的地圓說(shuō)
也許大家會(huì)覺(jué)得,“地球”這個(gè)概念在歷史上出現(xiàn)得比較晚,起碼要在那些偉大的航海家繞地球航行一周之后。不過(guò)實(shí)際上,球形大地的見(jiàn)解在兩千多年前就已經(jīng)有了,并且廣為流傳。只是最近三百多年,人們才正確地理解這個(gè)球體的成因。
早在公元前 6 世紀(jì)到前 4 世紀(jì),畢達(dá)哥拉斯和柏拉圖就陸續(xù)指出,大地是個(gè)球形,柏拉圖的弟子亞里士多德更是明確地給出了 3 個(gè)觀測(cè)證據(jù):
證據(jù)一:在埃及看得到的南方天空某些星星,在希臘看不到。
如果大地是個(gè)平面,那么平面上方的天體就應(yīng)該整個(gè)平面都能瞧見(jiàn)。
證據(jù)二:從海上駛來(lái)的帆船,總是先露出桅桿頂部,最后才露出船身。
如果大地是個(gè)平面,桅桿和船身就應(yīng)該總在平面上方,而不會(huì)消失在地平線下。
證據(jù)三:月食時(shí),投在月面上的地影總是圓形。
我們知道月食可以發(fā)生在各個(gè)時(shí)段,甚至帶食而出或者帶食而沒(méi)。不同時(shí)間發(fā)生的月食,太陽(yáng)照射大地的角度不同。
假如大地是個(gè)平面,那就只會(huì)在某個(gè)照射角度才呈現(xiàn)圓形地影,而在其他角度,地影理應(yīng)是極扁橢圓甚至幾乎一條線。
當(dāng)然,前兩條證據(jù)是有抬杠空間的。如果大地不是個(gè)完全的平面,而是中間球形凸起一塊,那么也會(huì)出現(xiàn)亞里士多德看到的現(xiàn)象。
但這個(gè)模型就不好解釋局部彎曲的大地為何不讓人感到傾斜不適,不像亞里士多德在下文中給出的設(shè)定那么在理。
另外,如果全世界普遍連續(xù)地觀察到這種球形凸起一塊,那么這個(gè)世界豈不還是卷成了一個(gè)球?所以這個(gè)杠杠著杠著就把自己杠沒(méi)了。
相比前兩個(gè),第三號(hào)證據(jù)則相當(dāng)堅(jiān)實(shí)有力。公元前 3 世紀(jì),另一位哲人阿利斯塔克甚至通過(guò)測(cè)量月食時(shí)地影遮蓋月球的時(shí)長(zhǎng),估算出地球直徑約莫是月球的 3 倍(實(shí)際值 3.6 倍)。
定量的測(cè)算還有:公元前 3 世紀(jì),厄拉多塞通過(guò)測(cè)量亞歷山大港和賽伊尼(現(xiàn)在的阿斯旺)的太陽(yáng)仰角差異(7°),認(rèn)定兩地南北距離是地球周長(zhǎng)的 7/360。由此,他得到地球周長(zhǎng)為 39060~40320 千米,和實(shí)際值(40075 千米)相比,達(dá)到了令人驚嘆的精度。
哲人們說(shuō)得有理有據(jù),再加上他們的社會(huì)影響力夠大(亞里士多德又是亞歷山大大帝的老師),使希臘乃至歐洲很久以前就自然地接受了球形大地的觀念。
不過(guò),古人的問(wèn)題又來(lái)了——既然地球是球形,那地球另一邊的海水不會(huì)流向天空嗎?另一邊的人倒著走路不難受嗎?
對(duì)于這些,大家并未十分質(zhì)疑,因?yàn)閬喞锸慷嗟吕蠋煂?duì)世界有一條重要設(shè)定:地球位于宇宙中心,而組成世界的土元素和水元素,天然具有向宇宙中心聚集的趨勢(shì)。
這個(gè)似是而非的引力理論雖然(我們現(xiàn)在知道)不對(duì),但是當(dāng)時(shí)講得通啊。
只是這樣一來(lái),地圓說(shuō)和地心說(shuō)就捆綁起來(lái)了。公元 2 世紀(jì),托勒密整理出地心說(shuō)的宇宙模型,描述日月行星乃至所有恒星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)。
在中世紀(jì),這一模型因?yàn)楹突浇躺駥W(xué)中大地的特殊地位不謀而合,而被羅馬教廷奉為正統(tǒng)。和地心說(shuō)相互扶持的地圓說(shuō),在西方世界得到廣泛推行。
對(duì)地圓說(shuō)的實(shí)證
好的,那我們就相信地球是圓的這件事吧,但能不能親自環(huán)球旅行體驗(yàn)一下呢?
1522 年 9 月 6 日,一艘名叫維多利亞號(hào)的克拉克帆船回到西班牙桑盧卡爾。
三年前它從這里出發(fā)時(shí),屬于一支遠(yuǎn)洋艦隊(duì),艦隊(duì)共有五艘船,旗艦船長(zhǎng)名叫費(fèi)爾南多·麥哲倫。
麥哲倫艦隊(duì)從西班牙出發(fā),穿過(guò)大西洋,在南美洲東南岸摸索一年,終于從麥哲倫海峽進(jìn)入太平洋(兩個(gè)名字,一個(gè)是紀(jì)念麥哲倫的,一個(gè)是麥哲倫本人取的),向西橫跨太平洋到達(dá)關(guān)島。
幾經(jīng)輾轉(zhuǎn),從帝汶啟程穿越印度洋,又繞過(guò)好望角回到大西洋,最終回到起點(diǎn)西班牙。
此時(shí)的艦隊(duì)只剩下維多利亞號(hào)和 18 名船員,麥哲倫也在途中的菲律賓宿務(wù)被殺。
跑個(gè)題,大家可能會(huì)為麥哲倫未能親自完成環(huán)球航行感到惋惜,其實(shí)他年輕時(shí)走舊航線去過(guò)東南亞,所以,當(dāng)他從太平洋方向過(guò)來(lái)故地重游時(shí),就他本人的一生來(lái)說(shuō),已經(jīng)環(huán)抱了一次地球。
地圓說(shuō)的好伙伴忽然掛了
麥哲倫船隊(duì)環(huán)球航行的壯舉毫無(wú)疑問(wèn)地實(shí)證了大地是個(gè)球形,然而這時(shí),一向和地圓說(shuō)捆綁的地心說(shuō)卻出了問(wèn)題:
1543 年,哥白尼的《天體運(yùn)行論》出版。
1610 年,伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星,挑戰(zhàn)了“一切天體都圍繞地球運(yùn)行”的地心說(shuō)體系。
1618 年,開(kāi)普勒發(fā)表了他的第三條也是最后一條行星運(yùn)動(dòng)定律,徹底摧毀了托勒密的地心宇宙模型。
我們回望這段歷史,就會(huì)說(shuō):嗯,亞里士多德老師說(shuō)“土元素往宇宙中心聚集”,而地球不是宇宙中心,那就需要有個(gè)新理論來(lái)重新解釋地球形狀了。
好在新理論出現(xiàn)得很快。
1687 年,牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,提出了萬(wàn)有引力定律。它不但能解釋地球的形狀,更能定量地解釋太陽(yáng)系所有天體的運(yùn)行。
地球形狀終于得到比“土元素向宇宙中心聚集”更好懂、更令人放心的解釋。
現(xiàn)代地平說(shuō)
盡管地球形狀已經(jīng)真的成為一個(gè)常識(shí),但所謂一樣米養(yǎng)百樣人,還是有些人,非得相信大地是個(gè)平面或者近似平面。
不過(guò)我們要謹(jǐn)慎區(qū)分這種現(xiàn)代地平說(shuō)和古代地平說(shuō),因?yàn)楹笳呤且驗(yàn)橹R(shí)基礎(chǔ)與交通工具的缺乏,不得不依賴直覺(jué)。而前者,據(jù)我們有限的觀察,似乎是因?yàn)椤疤斆鳌薄?/p>
現(xiàn)代地平論者常常自比《楚門(mén)的世界》,認(rèn)為球形大地的圖文、工具、知識(shí),都是政府、科學(xué)界、包括身邊的大眾商量好了一起來(lái)蒙騙他們的大陰謀。
因?yàn)榛舅悸泛褪褂眯g(shù)語(yǔ)的巨大隔閡,與現(xiàn)代地平說(shuō)對(duì)話幾乎是不可能的,但我們從觀察中感覺(jué)到,他們不是不讀書(shū),而是讀得很靈活,會(huì)從非常有限的知識(shí)集里“提煉”、“轉(zhuǎn)化”可以用來(lái)支持地平說(shuō)的只言片語(yǔ)。
試舉一例:
比如我們說(shuō),假如大地是平的,那么引力在世界邊緣就會(huì)指向圓心,那兒的平地實(shí)際上是懸崖,人們不得不側(cè)身貼地才能行走。
但現(xiàn)代地平說(shuō)有兩種方法可以破解我們的詰難。
方法一:大地圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)起來(lái),就把指向中心的引力化解了。
至于這個(gè)“大地盤(pán)子”各處引力是否相等,靠邊的地方轉(zhuǎn)起來(lái)會(huì)不會(huì)把人“甩飛”,那就得裝聾作啞交給別的奇談怪論去處理了。
方法二:萬(wàn)有引力并不存在,實(shí)際上整個(gè)大地圓盤(pán)一直在向上勻加速運(yùn)動(dòng),給人一種引力的錯(cuò)覺(jué)。
注意這一種解釋多少還有點(diǎn)“上檔次”,它基本上就是愛(ài)因斯坦推導(dǎo)廣義相對(duì)論的思想實(shí)驗(yàn)!
在這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)里,愛(ài)因斯坦假設(shè)有一架正在加速向上運(yùn)行的電梯,電梯是全封閉的,這時(shí)里面的人將無(wú)法區(qū)分引力場(chǎng)和加速度。
不過(guò),思想實(shí)驗(yàn)就是思想實(shí)驗(yàn),當(dāng)你要問(wèn)他們大地是被什么拽著產(chǎn)生加速度的時(shí)候,那又得聽(tīng)到一堆胡扯了。
此外,現(xiàn)代的地平論者還會(huì)列舉一大堆照片以及所謂的“實(shí)驗(yàn)”來(lái)告訴你,地球是平的,NASA 是騙人的,人造地球衛(wèi)星是假的,這里不再贅述。
感興趣又有時(shí)間的朋友們可以搜索了看一看,再對(duì)照相應(yīng)的科學(xué)解釋,你就會(huì)發(fā)現(xiàn),那些照片證據(jù),往往是攝影及光學(xué)加上肉眼誤差造成的誤解,而那些所謂的實(shí)驗(yàn),則往往精度或者實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身多有瑕疵。
對(duì)地球形狀的誤讀
在批判地平說(shuō)的同時(shí),我們也要警惕對(duì)地球形狀的誤讀,因?yàn)楸绕鹈黠@的謬論來(lái),似是而非的“知識(shí)”更容易污染認(rèn)知。
很普遍的一個(gè)誤讀,可能來(lái)自于我們自己的小學(xué)地理老師:地球是個(gè)形狀不規(guī)則的橢圓。大家都聽(tīng)過(guò)這句話吧?
老師這句話本身并沒(méi)有錯(cuò),但如果老師不再多說(shuō)兩句,我們的心里就很可能浮現(xiàn)一顆蟠桃,并拿著這顆蟠桃去評(píng)判衛(wèi)星照片的真?zhèn)巍?/p>
實(shí)際上,這個(gè)“橢圓”(嚴(yán)格說(shuō)是橢球)非常接近正圓,南北和東西的直徑差異只有千分之三。就是說(shuō)一個(gè)直徑一米的球矮了三毫米,“不規(guī)則”也是類似差異,肉眼實(shí)際上是看不出來(lái)的。
所以當(dāng)我們看到地球照片是漂漂亮亮一個(gè)圓球的時(shí)候,不要從這個(gè)角度懷疑它的真實(shí)性。
另一類誤讀,是把科學(xué)研究中的表達(dá)示意說(shuō)成幾何形狀。
相信許多人看到過(guò)下面這張圖片,并被配文“地球?qū)嶋H長(zhǎng)這樣!
原來(lái)我們被騙了這么多年”。其實(shí),這個(gè)是地球的重力場(chǎng)分布圖,并且減掉了相同基數(shù),放大了差異。
雖然現(xiàn)在“地球是圓的”早已成為小學(xué)生都知道的常識(shí),但是當(dāng)我們從科學(xué)史的尺度來(lái)看我們認(rèn)識(shí)地球的過(guò)程,卻會(huì)發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)都不簡(jiǎn)單,更不理所當(dāng)然。
回顧整個(gè)過(guò)程,我們可以看到人類是如何不斷提出假設(shè)來(lái)解釋我們的世界,又是如何根據(jù)觀測(cè)以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不斷地推翻舊假設(shè)、提出新假設(shè),最終不斷逼近事實(shí)的。
最后提醒大家,對(duì)于現(xiàn)代的地平說(shuō)愛(ài)好者,可千萬(wàn)別跟他們爭(zhēng)論,至于原因么,可以看看這篇。

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