飛得多高才能看清地球輪廓

郭紅鋒

中國有“站得高，看得遠(yuǎn)”“登高望遠(yuǎn)”這樣盡人皆知的俗語，其實(shí)這里邊蘊(yùn)含著地球是球形（即表面是圓）的科學(xué)道理。

我們在介紹地球是球形時(shí)經(jīng)常舉這個(gè)例子：從海上觀察遠(yuǎn)處駛來的船，在視線很清楚的情況下我們先看到船帆或船體的上部，而看不到船體的下部，好像被什么擋住了似的。例如圖1中，站在視點(diǎn)1處只能看見位置1的船和位置2的船帆，看不見位置3的船。其實(shí)，這船體的下部是真的被鼓起來（彎曲表面）的海水給擋住了。有的小讀者問：我們經(jīng)常說“海平面”，難道海面不是平的嗎？其實(shí)海面或者大地，只是在小范圍內(nèi)看起來是平的。

當(dāng)我們站得更高（也就是視線范圍擴(kuò)大）的時(shí)候，就會(huì)看見更遠(yuǎn)的物體。又例如圖1中，站得高了（在視點(diǎn)2處）就可以看見位置1、2、3處船的全部。

我們今天已經(jīng)知道地球是球形的，但是大多數(shù)人還是沒有親眼看見地球的形狀，因?yàn)榕c我們的視線范圍相比，地球?qū)嵲谔罅?。我們不僅在地面上看不到地球的邊緣，就是乘坐普通民航飛機(jī)升高到萬米高空，在飛機(jī)上往下張望，看見大地、海面或天地交界線依然是近乎平直的（見圖2）。

有科學(xué)家做過研究和調(diào)查，證明在15000米以上的高空飛機(jī)上，才能夠清楚看到地平線是彎曲的。最近有人用熱氣球把攝影機(jī)帶到3萬米高空拍攝地球美景，地球曲線輪廓盡收眼底，蔚為壯觀（見圖3）。

人類進(jìn)入航天時(shí)代以后，從空間探測器拍攝的地球照片里，真正看到了我們居住的美麗星球的全貌（見圖4）。

實(shí)際上，在飛離地面200千米以上環(huán)繞地球的太空飛船和國際空間站上，都可以看到地球那壯觀而美麗的身姿。例如著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡飛行的平均高度是569千米，軌道傾角是28.5度。著名的國際空間站近地點(diǎn)為400千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)為409千米。中國的“天宮一號”軌道高度在與飛船交會(huì)對接時(shí)大約高度為340千米，無人期間則會(huì)適當(dāng)調(diào)高到約370千米，以減小軌道衰減速度，更節(jié)約能源?！疤鞂m二號”運(yùn)行高度約390千米，等等。由此可想象，航天員在被發(fā)送入太空的過程中，可以全程體驗(yàn)和觀看大地由平直到彎曲，直至看到地球全貌，再一點(diǎn)點(diǎn)縮小成為太陽系乃至宇宙中一個(gè)微不足道的小“點(diǎn)”的全過程。反之也一樣，想象宇航員從太空回家的路，從發(fā)現(xiàn)宇宙中一個(gè)微不足道的小“點(diǎn)”，到看到這個(gè)小點(diǎn)一點(diǎn)點(diǎn)擴(kuò)大，一點(diǎn)點(diǎn)清晰，一點(diǎn)點(diǎn)分辨出高山、大陸和海洋，一點(diǎn)點(diǎn)近在咫尺……會(huì)是非常震感的旅程！也許在不遠(yuǎn)的將來，這會(huì)是人類的常規(guī)旅行呢！

最后，給同學(xué)們留下

兩個(gè)思考的問題：

1.你知道科學(xué)史上有多少著名的探索地球形狀的故事？

2.你通過怎樣的觀察和探索驗(yàn)證地球是球形的？

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