文︳危建輝
“眼見為虛”
——地理學習中常見的“似是而非”
文︳危建輝
日常生活中,人們一直信奉“耳聽為虛,眼見為實”。可是,“眼見”真的都“為實”嗎?眼睛告訴我們,“晴朗的天空是藍色的”。實際上,天空的藍色是大氣對可見光中波長較短的藍光散射的結(jié)果??梢?,眼見也可能為虛!弄清楚地理學習中諸多“似是而非”的情形,有助于激發(fā)學生學習地理的興趣,培養(yǎng)地理學習能力,促進學生全面健康發(fā)展!
1.日月星辰“似近非近”,天文觀測“似今實昔”。涼涼的夏夜,我們能夠看見星空中閃爍的恒星,呈云霧狀的星云,牛郎星、織女星等眾多星座。它們好像都距離我們一樣遙遠。其實,各種天體和地球的距離千差萬別,我們看到的只是它們在假想的天球上的投影(圖1為天球模型——以地球為球心,以無限長為半徑的一個假想球體;圖2中的★為各恒星與地球的實際距離,☆表示觀察者看到的恒星位置)。事實上,距離我們最近的恒星太陽發(fā)出的光到達地球需要8分多鐘;月球距地球38萬千米,即使最快的宇宙飛船也要兩三天才能飛抵月球;木星距地球34光分;半人馬座A距地球1500萬光年;渦狀星系距地球3100萬光年;矮星系距地球90億光年。而距離我們最遠的、目前觀測到的宇宙邊緣的天體,發(fā)出的光到達地球需要137億年,這就是目前我們觀測到的宇宙的范圍大小??梢哉f,天文學家研究的都是“過去發(fā)生的事情”,所以天文學又被稱為“歷史天文學”。
圖1
圖2
2.地球“似靜實動”,土星光環(huán)“似美非美”。白天,我們能夠看見太陽“東升西落”;晴朗的夜晚,我們能夠看見月亮的“陰晴圓缺”,似乎茫茫的銀河也在圍繞著地球不斷運轉(zhuǎn),一切星辰都是圍繞地球運行,似乎地球是宇宙的中心。然而,“宇宙大爆炸理論”認為宇宙起源于137億年前的一次大爆炸。最初的宇宙無限高溫致密,而且只包含純能量。在大爆炸后不到一微秒的時間內(nèi),大量的基本粒子隨著宇宙的冷卻從能量中涌現(xiàn)出來,組成原子、離子……組成物質(zhì)的基本單位不斷聚散離合,演化形成可見的恒星、星云、行星、衛(wèi)星、彗星、流星、星際物質(zhì)及眾多暗物質(zhì),迄今形成大約10億個星系。觀測表明,宇宙還在不斷演化、擴張。也就是說,宇宙中的一切物質(zhì)皆處于運動之中,月球圍繞地球運動,地球帶著月球圍繞太陽運動,太陽圍繞銀河系中心運動,銀河系帶著類似于太陽的4000億顆恒星及星團圍繞宇宙的中心運動?!斑\動是絕對的,靜止是相對的?!庇捎谀苛ο拗疲嚯x我們遙遠的恒星看起來幾乎靜止不動。平常所看到的晝夜更替——太陽每天東升西落其實是由地球自轉(zhuǎn)引起的,晝夜長短變化則是由于地球公轉(zhuǎn)位置不同引起太陽直射點位置變化導致的,月亮的圓缺則是由“日、地、月”三者位置變化引起的。肉眼觀察八大行星中的土星和木星都有美麗的“光環(huán)”,也曾引起先輩和我們無窮的遐想。事實上,這么迷人、漂亮好像物質(zhì)帶的光環(huán),是大量在各自軌道上環(huán)繞土星高速運行的污濁的水冰團塊。它們的反射率很高,極易觀測,我們的眼睛加上想象就以為那“光環(huán)”一定美麗。
3.地球“似大實小”和恒星“似小實大”。眼睛常常告訴我們“地球大,太陽和月亮一樣小,那些星星更小”。而事實上,太陽的直徑為139萬千米,為地球的109倍,是月球的400倍。太陽的體積是地球的130萬倍,質(zhì)量為地球的33萬倍,太陽是太陽系的中心天體,占有太陽系總體質(zhì)量的99.86%。
4.“黑洞非洞”。宇宙中,黑洞是空間中的一個區(qū)域,其引力強大到連光在內(nèi)的所有物質(zhì)都無法逃逸,超大黑洞的質(zhì)量可以大到數(shù)十億個太陽。
1.方格經(jīng)緯網(wǎng)中緯線“看似相等非相等”,經(jīng)線“看似平行實相交”。圖3方格經(jīng)緯網(wǎng)中,各經(jīng)線之間看似平行(AC∥FE∥BD),各緯線之間看似相等(AF=BE),而事實上,所有的經(jīng)線都是半圓,長度均相等且相交于南北極點,所有緯線相互平行但并不相等,緯線圈長度從赤道向兩極逐漸減小到零。
圖3
2.地球上兩點之間最短航線“似遠實近”。在地球表面上,兩點之間的最短距離是通過這兩點的大圓劣弧長度。經(jīng)線圈、赤道、晨昏線圈都是大圓(圖4)。圖5中同一經(jīng)線圈上AP之間的最短航線是弧ANP,同一緯線圈上KM之間的最短距離是弧MPK而非MQK。同時,從豎版地圖(圖6)中可看出,如果一架客機從上海飛往美國西部的舊金山,其最短航線是經(jīng)過北極附近“極地航線”,先東北,再向東南而不是直接橫跨太平洋。
圖4
圖5
圖6
3.方格“面積似等非等”。方格經(jīng)緯網(wǎng)(圖7)中,甲乙丙丁四個區(qū)域面積看似相等并不相等。其中丙的面積最大,丁的面積最小,甲與乙的面積相等,從圖8就能直觀看出三個區(qū)域面積的實際大小差異,緯度越低,方格的面積越大。
圖7
圖8