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(yáng)剛剛升起時(shí)離我們近一些,還是中午的時(shí)候離我們近一些?這個(gè)問題難倒了孔子,但卻難不倒今天的我們。
我國(guó)天文學(xué)家戴文賽教授于1955 年就發(fā)表論文《太陽(yáng)與觀測(cè)者距離在一日內(nèi)的變化》,為我們解答了這個(gè)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(gè)時(shí)間段,中午時(shí)該地區(qū)與太陽(yáng)的距離比早晨的遠(yuǎn);每年6 月5 日到來(lái)年的1 月22 日這個(gè)時(shí)間段,中午時(shí)該地區(qū)與太陽(yáng)的距離比早晨的近。
如果孔子再遇到兩小兒,就可以對(duì)他們說(shuō):你們辯得都不對(duì)!那么,他們到底錯(cuò)在哪兒呢?
我們站在房子旁邊看這座房子,房子很大;我們?cè)诟吒叩纳巾斏峡赐蛔孔樱孔雍苄?。這個(gè)經(jīng)驗(yàn),似乎能證明“近而大,遠(yuǎn)而小”的觀點(diǎn)。但是視覺是會(huì)騙人的,我們來(lái)看幾個(gè)例子——
一根筷子放在水中,我們會(huì)看到筷子斷了??蓪?shí)際上,筷子并沒有斷。再比如,在特別氣象條件下,沙漠會(huì)出現(xiàn)海市蜃樓,但實(shí)際上沙漠中不可能突然出現(xiàn)一座繁華的都市。這都是因?yàn)楣庠趥鞑サ倪^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(shuō)眼見為實(shí),但實(shí)際上,眼見的并不一定全是現(xiàn)實(shí)。
我們離一堆火越近,身上的灼熱感越強(qiáng);我們漸漸遠(yuǎn)離這堆火,身上的灼熱感會(huì)逐漸降低。但這是否能說(shuō)明,中午人的體感溫度比較高時(shí),太陽(yáng)離人越近,反之則越遠(yuǎn)呢?
其實(shí)也不是這樣的。太陽(yáng)和地球的距離實(shí)際上很遠(yuǎn)(平均約1.496 億千米),一天中地球自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)帶來(lái)的距離變化,相對(duì)于1.496 億千米來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)。這樣的變化對(duì)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(lái),早晨太陽(yáng)光線斜射地面,通過地球上大氣層的路程較長(zhǎng),會(huì)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(yáng)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(qiáng)、溫度高。
所以,“兩小兒辯日”,需要考慮地球上的位置、所處的時(shí)間等多種因素,而不是僅憑眼睛觀測(cè)、身體感受去推算。我們?cè)诿鎸?duì)所有的科學(xué)問題時(shí),都應(yīng)如此。