文:尹冰 孫江波(株洲市荷塘區(qū)文化路小學(xué)科學(xué)組)
太陽剛剛升起時離我們近一些,還是中午的時候離我們近一些?這個問題難倒了孔子,但卻難不倒今天的我們。
我國天文學(xué)家戴文賽教授于1955 年就發(fā)表論文《太陽與觀測者距離在一日內(nèi)的變化》,為我們解答了這個問題。他在論文中以約北緯40°的北京為例,每年1 月22 日到6 月5 日 這個時間段,中午時該地區(qū)與太陽的距離比早晨的遠;每年6 月5 日到來年的1 月22 日這個時間段,中午時該地區(qū)與太陽的距離比早晨的近。
如果孔子再遇到兩小兒,就可以對他們說:你們辯得都不對!那么,他們到底錯在哪兒呢?
我們站在房子旁邊看這座房子,房子很大;我們在高高的山頂上看同一座房子,房子很小。這個經(jīng)驗,似乎能證明“近而大,遠而小”的觀點。但是視覺是會騙人的,我們來看幾個例子——
一根筷子放在水中,我們會看到筷子斷了??蓪嶋H上,筷子并沒有斷。再比如,在特別氣象條件下,沙漠會出現(xiàn)海市蜃樓,但實際上沙漠中不可能突然出現(xiàn)一座繁華的都市。這都是因為光在傳播的過程中路線發(fā)生了改變,導(dǎo)致我們看到一些虛假的幻象。我們常說眼見為實,但實際上,眼見的并不一定全是現(xiàn)實。
我們離一堆火越近,身上的灼熱感越強;我們漸漸遠離這堆火,身上的灼熱感會逐漸降低。但這是否能說明,中午人的體感溫度比較高時,太陽離人越近,反之則越遠呢?
其實也不是這樣的。太陽和地球的距離實際上很遠(平均約1.496 億千米),一天中地球自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)帶來的距離變化,相對于1.496 億千米來說可以忽略不計。這樣的變化對溫度的影響微乎其微。
那么,早晨和中午溫差較大的原因是什么呢?原來,早晨太陽光線斜射地面,通過地球上大氣層的路程較長,會被大氣層削弱較多,因此,早晨人們感到光照弱、溫度低。中午,太陽光線直射地面,通過大氣層的路程較短,受大氣層影響較小,所以,中午人們感到光照強、溫度高。
所以,“兩小兒辯日”,需要考慮地球上的位置、所處的時間等多種因素,而不是僅憑眼睛觀測、身體感受去推算。我們在面對所有的科學(xué)問題時,都應(yīng)如此。