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第20章 地球是一个浑圆的球吗

地球是人类的老家。

地球上出现人类大约已有100万年的历史,但是人类真正发现并开始认识自己的老家,却还只是近几百年来的事情。

同认识其他事物一样,人类对地球形状的认识,也是一步又一步地由低级向高级发展,即由浅入深,由片面到逐渐全面。

古代人的生产规模窄小,活动范围有限,看到自己周围的一部分地面是平的,就以为整个大地也是平的。

后来,随着社会生产的发展,人类不再局限在一个地方,视野逐渐开阔了,这样就慢慢地认识到我们的大地原来是一个巨大的“圆球”。

可是,事物的发展往往是曲折的,“地圆说”并没有马上取得胜利。到中世纪时期,欧洲教会势力大盛,道院风行,他们把古代关于地球形状的正确学说一股脑儿抛掉,而采用种种荒诞不经的神话或谬论来代替。

“许多自然科学理论之所以被称为真理,不但在于自然科学家们创立这些学说的时候,而且在于为而后的科学实践所证实的时候。”关于大地是球形的学说,也是到15世纪末至16世纪初,在哥伦布和麦哲伦完成环球航行以后,才得到人们一致公认的。当时人们都坚信不疑:地球是一个浑圆的圆球。

但是,1672年,有人偶然发现了一个有趣的事实:从法国巴黎带到南美洲靠近赤道地方的摆钟,每昼夜要走慢2分28秒,这究竟是为什么呢?

当时牛顿根据他所发现的万有引力定律来解释了这种现象。他认为,由于地球绕轴自转,自转时产生离心力,越靠近赤道地方的离心力越大,所以地球上的物质有向赤道方向移动的趋势,正像我们用手转动伞柄,雨伞会慢慢地张开来一样,结果就使地球的形状由原来的圆球形变成为在赤道附近向外突出、两极地区趋于扁平的扁球形。既然地球是个“扁球”,赤道半径比两极半径要大,也就是赤道附近离开地球中心比两极地区离开地球中心要远,那么根据万有引力定律和钟摆摆动定律,越靠近赤道附近,地球中心对于地面物体的吸引力(表现为物体的重量)越小,而放在赤道附近的摆钟,自然也就比离开赤道较远地方的摆钟走得慢了。

当时有些人反对牛顿的理论,尤其在法国,很多人不承认万有引力定律是真理。牛顿认为地球是扁球,他们则根据未经校核的测量资料,认为地球是一个赤道部分往里收缩、两极部分向外突出的“长球”。有人甚至根据古代哲学家们的意见,认为鸡蛋是一切生物的起源,所以地球也应该是鸡蛋的形状。

两种说法针锋相对,争论持续了几十年之久。

实践是检验真理的标准。为了判定“扁球论”和“长球论”的谁是谁非,人们进行了多年的大规模的大地测量。测量的结果告诉我们,地球的确是个“扁球”。“扁球论”取得了胜利。

当然,说地球是个“扁球”,那是夸张了的说法。所谓“扁球”,“扁”的程度是非常有限的,就整体来说,地球仍不失为一个圆球的形状。

说到这里,有人可能会提出一个问题,既然地球是个圆球,那么住在我们地球对面的人不就是头冲下、脚朝上了吗?倒悬着的人又怎样生活呢?他们走起路来不是会像苍蝇在天花板上爬动一样吗?

这个问题其实我们已经在前面说过了。万有引力定律告诉我们,任何物体之间都有相互吸引的力量,这就是所谓的“万有引力”。地球上的物体之所以有重量,之所以都落向地球而不飞到空中去,就是因为受到地球吸引的缘故。庞大的地球把地面上的所有物体,包括我们人类在内,都牢牢地吸住,这才使我们能够安安稳稳地在地面上生活。

有人不是说生活在我们地球对面的人是倒立着的吗?可是同样的他们不是也可以认为我们是倒立着的吗?我们不能单从我们这个角度去看问题。“正”和“倒”的问题实际上就是“上”和“下”的问题。事实上,对于我们地球上的每个人来说,都受着地球的吸引而站立在地面,所谓“上”和“下”,都是相对于地心来说的:向着地心的方向是“下”,背着地心的方向是“上”。所以说,生活在地球上任何一个地方的人,都可以认为自己是头冲上,脚朝下的,也就是都可以认为自己是正立着的。

地球上没有人倒立着,一个也没有,统统都是正立的。至于地球,没有错,它就是一个圆球!

知识链接:“舟行而人不觉”

直观感觉告诉我们:地球是静止不动的,日月星辰绕着地球旋转。

“感觉只解决现象问题,理论才解决本质问题。”感性认识所反映的只是事物的现象,事物的片面,事物的表面联系。感性材料还需要经过一番“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造”,才能提高到理性的认识。

现在我们知道,地球不仅不是静止不动,而且是以我们想象不到的速度在一刻不停地运动。这是千真万确的事实。

首先,地球在自转。由于自转而在地球表面产生的直线速度,各个地方是不一样的:越靠近两极速度越小,趋近于零;越靠近赤道速度越大,最大可达每小时1670千米,要比火车快上几十倍。我国的首都北京,位于赤道和北极之间,由于地球自转而产生每秒359.9米的速度,也就是每小时1260千米,比一般喷气式飞机飞得还快。

其次,地球还在公转。地球公转的速度就更快了。它绕太阳公转一周需要一年,这一圈的路程长达94000万千万千米,所以地球差不多每秒钟要走30千米,也就是每小时走18000千米,比最快的汽车速度快千倍以上,比步枪射出子弹的速度还快好几倍!

可是,为什么我们生活在地球的人竟会一点儿也察觉不到地球在运动呢?为什么我们感觉不到地球的运动对地面上物体所产生的影响呢?既然地球在自西向东自转,为什么我们不感觉到有从东面吹来的狂风?为什么抛到空中去的一个物体不落在抛出点的西面?

关于这个问题,我国东汉时代有部《考灵曜》的古书解释得很清楚:“地常动而不止,比如人坐舟中,舟行而人不觉。”

“舟行而人不觉”。这是一个十分恰当的比喻。哥白尼也曾用这个比喻来说明问题。

他说:“如果船只平稳地行驶,船外的一切东西,从船上看来,都好像是以船行的速度向后移动,以致船上的人误以为船和船上的一切东西都是静止的。这个理由,对于地球无疑也是适用的。”

哥白尼还说:“地球是同附着在它上面的东西,包括水和空气在内,一起运动的,因此,空气和其中的一切轻飘之物,如果没有其他力量的驱遣,看来都应该是静止的”。

伽利略对这个问题的解释就更前进了一步。他也用行船作例子,指出:“试把自己和友人关在一只大船甲板底下的大房间里,如果船用均匀的速度运动着,那么你们就不可能一下子判断出船是在运动着呢,还是静止着。你们在那里跳远的话,在地板上跳出来的距离就和在静止不动的船上跳出来的距离一样。你们不会因为船在高速行进而向船尾跳得远些,向船头跳得近一些……你如果丢掷一些东西给你的同伴,你从船尾丢向船头所花的力气,并不要比从船头丢向船尾所花的力气更大……苍蝇也会四处飞行,而不会在靠近船尾的一边停留……”

这就是说,无论船是以什么速度运动,只要是用快慢均匀的速度直线向前运行,人们就不可能以船里各种物体的运动现象来判断船是在运动还是静止,因为不论在哪一种场合,船上各物体的运动现象都是一样的。

其实,我们每个人都有乘车行船的经验,当火车在铁道上平稳地奔驰,巨轮在平静的大海里航行的时候,要不是机器隆隆的声响,车身船身上下左右的震动和摇晃,坐在车厢、船舱里的人是很难感觉到车船是在运动的,相反地会误以为车船并不在动,而两边的景物在迅速地往后退去。

我们在地球上的感觉也是如此。当地球运动的时候,地球上所有的山林、田野、房屋以至水和空气等等都同我们人一起跟着运动。在地球前进的道路上,附近没有什么景物可以作为我们明显观察对照的目标,再加上地球是在宇宙真空中飞行,不会受到任何的摩擦和阻力,所以它的运动是平稳的,人们感觉不出来,反而以为日月星辰在绕着我们地球旋转!

因此,结论是很明显的,虽然我们并不会感觉到地球在动,但它的确是在动的,而且是以惊人的速度在运动着。

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