放飞的纸飞机
因为人类的视力有限,你是靠视力去判断的。有时候眼见不一定为实。为啥咱们看到地球是平的,海平面只说,但是每个地方的海拔高度是不一样的这个你知道的吧,是以海平面为准的。海拔高低就代表地球不是平的因为水往低处流也是验证的事实,再说地球太大了,比如一个玻璃球是圆的你感觉特别圆,那么你知道鸟巢也是个圆的,但是你站近点看看是不是越近越平,如果把他放大数千数万倍你站近看你还会觉得他圆吗,同样的道理是因为地球太大你视力有限看不远所以觉得平,海水也是圆的,同样的道理,他没溢出去原因是地球引力,你看看初中课本有重力的哪一门课,其实就是地球引力,包括咱们说的东西有多重都是地球对一个事物引力大小的体现。
寻觅14958
我们都知道,地球是一个球体。但为什么我们作为一个人,站在地上感觉不到呢?
要理解这个问题,我们需要理解「曲率」。
首先问大家一个问题:大家如何判断一个面是否是平的?
这个问题看起来很简单,但仔细想想,其背后包含了「误差」的概念。
如果我们无法观测到地面有起伏,那对地面最好的描述,就是「他是平的」。这个起伏如何观测呢?我们把每个地点的高度都观测一遍,然后看看它们是否一样。
然而问题来了,我们站在平地上,目光所及的地方不过4.7千米。而这么大的范围里,地面的起伏有多大呢?只有1.7米左右。
也就是说,4700米才会有1.7米的起伏,这相当于我们的桌子一边比另一边低0.2毫米,如果不仔细观察,是根本无法观察到的。
数学上有一个更严格的定义,叫做「曲率」,曲率越大,东西弯曲的程度越大;曲率越小,东西就越直。曲率是曲率半径的倒数,地球的半径是6400千米,那对应的曲率半径就是1.5x10^(-7),是非常小的一个值,我们只有在非常高的地方,比如太空上,才能看到地球弯曲的形态。
章彦博
其实地球是一个椭圆球体,对于人类来说,地面确实是平的,为什么呢?其实有一个简单的例子,一个小小的事物立足在一个很大的椭圆体上面,他看到的肯定是平的。这就好像是蚂蚁在一个大大的气球上面,你如果以这只蚂蚁的视角看这个椭圆,那么它肯定先是平面,到了一个角度才会看到它是球体或者椭圆体。
我们在地球上感觉不到地球的椭圆,其实我们在地球上还有很多很多事情都感觉不到,比如你现在虽然坐在这里,但是实际上却在飞速的“移动”,包括你脚下的地面,地球板块也在随时运动等等,其实举地球自转的这个例子就是想告诉大家地球对于我们人类来说太大了,你必须要以一个角度观察才能看出地球的本质。
古人因为没有太空望远镜,火箭等等这些东西,所以他们认为是天圆地方,星星太阳月亮都在绕着我们转,地球就是平的,上面有一个穹顶。但是现代科学从苏联第一颗卫星开始就一直不断进步,我们现在不止可以在太空看到地球,各国的地球卫星还能随时随地监测地球的任何情况,更不用说地球地面的问题了。
只要你到达一定高度,你就会看到地面其实不是平的,它有一定的曲率,这个曲率也被称为地球曲率。科学家的数据为我们直观的展示了地球曲率,也就是说一个人站在一望无际的平地上,它的最远可视角度在4.7千米左右,也就是说4.7千米才有1.7米的曲率,我们是无法观察到的。国际空间站宇航员有很多图片,它们在400公里轨道上,拍摄到的图片其实才是地球,这里我为大家贴几张图片。
一望无际的的地平线,我们看到的美景
一万米高空拍摄到的画面,大家可以看到
前几天note7手机上天在33000米拍摄到的地球,好像有那么点意思了,不过还是平的,接下来,直接就是国际空间站宇航员拍摄到的了,就不说卡门线附近啦:
最后一张图片是阿波罗16号宇航员在前往月球的路上用哈苏CAM拍摄到的地球
观察角度不一样,看到的事物也不一样,如果我们在地心生活,不是在表面生活,估计连地球是个什么形状都不知道,就是一个盖住的大锅,哈哈,如果你是土星人,看到的地球就是一个像素点……圆的还是方的就不清楚了,另外,借助天文仪器观测是非常重要的,毕竟人眼睛观察事物是有限的。
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宇宙与科学
因为人类与地球相比,实在是小的多的多了。绝大部分人类的身高不超过两米,而地球的半径就达到了惊人的6400公里。正是因为反差如此之大,才让人误以为地球的地面是平的这样的错觉。
因为人的身高与地球的大小不成比例,导致人类目之所及只能看到地球很小的一部分。而相对于地球表面5.1亿平方公里,目之所及的这一部分几乎可以忽略不计。但对于人类来说这一部分已经是很大了,这就类似于数学上学导数时的细分。一条弧线组成的平面图形,可以近似认为是由许多个矩形组成的,细分的越多,面积计算越准确。如果无限细分的话,所有矩形的面积之和就等于该平面图形的面积。正是由于人类体积和身高太小,所以才认为地面是平的。
而人类一旦进入太空,就会发现原本平直的地平线逐渐变弯了。其实只要到达珠穆朗玛峰那么高,周边没有遮挡物的话就能够勉强看到地球弧度。只不过珠穆朗玛峰周围都是高高的山峰,所以看着不明显。目前人类跳伞的最高记录是四十多公里,在这个位置已经可以清楚的看出地平线的弧度了。
其实在地球上我们也有一些简单的办法来证明地球是圆的:远去的船只总是从下部开始消失、地面基站隔一段距离就要架设一个、即使站在很高的地方也只能看到很有限的距离,看不到更远的景观等。这些看起平淡无奇的现象实则都反映出了地球表面是弧形的这个事实。
张家小智儿
地面并不是平的,而是球面。在一望无际的平原上,或在一望无垠的大海中,你会看到远方的地平线,那是因为地球是圆的,你只能看到那么远,更远的地方就在球面下面了。大海的远方来了一艘帆船,你会先看到桅杆,慢慢才看到船身,就像从海下面升上来,这就是因为海平面有弧度。
地球是球形这一概念最先是公元前五、六世纪的古希腊哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras)提出的。但是他的这种信念仅是因为他认为圆球在所有几何形体中最完美,而不是根据任何客观事实得出的。以后,亚里士多德根据月食时月面出现的地影是圆形的,给出了地球是球形的第一个科学证据。
公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托斯特尼(Eratosthenes of Cyrene)根据正午射向地球的太阳光和两观测地的距离,第一次算出地球的周长。公元726年我国唐代天文学家一行主持了全国天文大地测量,利用北极高度和夏日日长计算出了子午线一度之长和地球的周长。1622年葡萄牙航海家麦哲仑(Ferdinand Magellan)领导的环球航行证明了地球确实是球形的。
17世纪末,牛顿研究了地球自转对地球形态的影响,认为地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的椭球体。1733年巴黎天文台派出两个考察队,分别前往南纬2°的秘鲁和北纬66°的拉普林进行大地测量。结果证明了牛顿的推测。
从此,地球是圆的得到世界公认。人类乘坐航天器飞出大气层后,可以直观的看到地球全貌了。不过至今也还有个别宗教组织顽固的认为地是方的,美国一个小团体就在筹资准备上天去证实自己的地方理论,但几乎没人理他们。
时空通讯
欲穷千里目,更上一层楼。
其实这句诗中就隐藏着大地是球形的秘密。
大地上其实很难有足够长的平面,并且静止不动的物体,也不容易让人意识到远方的东西被隐藏在了曲线之下,但航海的西方人,早就发现了大地是弯曲的这个秘密。比如,在观察远方的船只逐渐靠近港口的过程中,会让灯塔上的瞭望者明显感知到船在爬坡,但如果船真的在爬坡,那么水就应该往低处流过去才对。既然水并没有往低处流动,那就只能说明,是大地本身在弯曲。
当然,您现在也可以反其道而行之,在海边不同的高处,用光学变焦相机拍摄遥远地平线上的船只,就能对地球的曲率有亲身体验。比如下面这张照片。
左图在海平面6米处拍摄,右图在海平面22米处拍摄。拍摄的是同一条船。
为什么爬上高处就能拍到船更多的全貌呢?这正是因为大地的曲率导致的。船身是否被地平线阻挡,取决于您站的高度,您站得越高,地平线就越远。看看下面这个简单的几何图形,就明白这是怎么回事了。
O点是观察者所在的位置,h是观察者所处的高度,离海平面有多高。那么O处的观察者能看到的地平线的距离,就是字母d,也就是从O点处向球形弧线做切线。很显然,h越高,可观察距离d就越长。当地球的半径R已知时,我们可以根据函数,算出h和d之间的数学关系。
图示:纵坐标为可见距离(公里),横坐标是海拔高度(米)
注意,这是指在海边往大海的方向眺望时,你能看到的地平线距离有多远。
在海边,只要站在地面上3米处,您就可以看到相距6.2公里的地平线。
如果站在30米高的地方,就可以看到大约20公里远的地平线。
这就是为什么古代西方文化,都行在公元前六世纪,就知道地球是弯曲的,而不是平坦的原因之一,他们只需要一双好眼睛和基础几何学知识。因为,观察大海上的船只,是发现这个秘密最简单的办法。
通过等高参照物,也能直接看到大地的曲率。
如果真正平坦的大地上,有一系列登高参照物,那么我们就能更加直观的感受到的地球的曲率,这样的参照物可不常见。但美国庞恰特雷恩湖(Lake Pontchartrain)上电力公司修建的一系列等高电线塔,就恰好提供了一个完美参照体系,这些电线塔在湖面上的部分是差不多等高的,这样电线才能平直的拉过去。这个电线塔绵延25.75公里,当你站在地面上看时,由于您的地平线距离只有几公里,因此您会看到电线塔开始向下弯曲。
此外,还可以用热气球带上摄像机上天,当飞到足够高时,大地的弧线就一览无余了。
但要想真正证明地球是一个球,还需要别的证据,那就是月食。
亚里士多德是根据月食的形状率先猜到大地必然是个球体。因为他知道月食的成因是月球进入了大地的阴影导致的,而大地投影在月球上的形状是个圆形,而一个三维的圆形就是一个球。其实,月亮和太阳都是圆的,这已经是个强有力的启发了。
环球航行,才真正让人信服,地球是一个球。
科幻之父儒勒·凡尔纳的《八十天环游地球》将大地是个球的观念从精英阶层普及给了大众。
当人类飞上太空,拍摄下地球的照片后,大多数人都相信地球真的是个球。
1947年3月7日,在人造卫星进入太空时代前,利用火箭上的相机拍摄的大地拼接照片,显示出地球的部分球状特征。但要想看到完整的地球,得到足够远的地方才行,在地球轨道上是没法用单张照片就拍摄出整个地球的。
所以,直到20世纪60年代,人类从月球上第一次看到了完整的地球!
图示:这是从月球轨道上拍摄的地球。
但最著名的照片来自1972年12月7号,阿波罗17号,在远离地球29,000公里的地方拍摄的彩色地球照片,“The Blue Marble”(蓝色弹珠)
图示:The Blue Marble,史上复制次数最多的地球照片,也是最出名的地球照片。
如今,我们有了许多地球照片,包括国际空间站宇航员们拍摄的精彩照片,比如这张。
NASA的深空气候观测站(Deep Space Climate Observatory,DSCOVR)卫星拍摄的月球和地球照片。
深空气候观测站卫星远离地球百万英里之外,在2015年2月11日发射,其目的是对太阳风进行预警。当太阳黑子活动剧烈增加时,强大的太阳风足以瘫痪地球上的电网,给我们的文明带来毁灭性的重创。
裸猿的故事
汝承认地球是圆的,眼前地面却是平的,有这么离奇的事情吗?这个提问者的眼光绝对犀利,观点独到,值得赞赏。
问题来了,如果地面是平的,我站在扬州,应该可以看到珠穆朗玛峰吧,毕竟它有8800多米高,体积还非常庞大,峰顶白雪皑皑,反光强烈,风景如此美好!事实上我站在扬州,连南京紫金山都看不到。
这一点在人类大航海时代就已经发现了,通过望远镜,永远只能够看见,远处的船只,先露出桅杆,后露出船身。
人类之所以认为地面是平的,那是我们的目光局限,在青藏高原,空气质量异常良好,地势非常平坦的地方,人类的目光,最远可以看到,18公里以外,一棵十米高的孤零零的树,距离再远一点,就超出了人类是觉的最小分辨角,看起来就是天地一线,方圆18公里是什么概念?占地面积是254平方公里,地球的表面积是约51亿平方公里,我们所看到的仅仅是200万分之一,
根据公式,18公里外,地面曲率因素下降:
=18/sin(18*360/(π*12756))-6378=0.0085km=8.5m
18公里外的东西,沉降8.5米,角度是0.152度,人眼是难以分辨得出来的,因此姑且认为地面就是平坦的了。
其实,只要购买两个大功率激光指示水平仪,分别放在18公里的两个地点,就会看到激光束是交叉的,而不是平行的或者是重合。
其实这是初三的数学知识+地理知识,很多人学了就忘,不亦悲夫!
广大家长在向孩子讲述概念的时候,尽量用画图的方法,会取得很好的效果,对待孩子的理解能力差,不要吼叫,不要不耐烦,找出最佳沟通方法,举一反三,才能够让孩子提升对学习的兴趣。
谢谢阅读!
诸葛小村姑爱科学
这也是整体与局部的关系,也是人类认知限制性最好的代表,地球是圆的与地面是平的并不矛盾!
但如果你来到大海边,仔细观察远方驶来的船只你就会真实地体现到地球为什么是圆的。向远方观察时,你会先看到桅杆,然后才能看到船身,如果地球是平的,桅杆和船只会同时被你看到。而先看到桅杆恰恰说明了地球是圆的!
而在地面上,我们也能体验到地球是圆的,当然不能只留意脚下的一片地面,向远处看,我们会看到地平线,这也说明了地球是圆的,地平线是你能看到的最远处!
当然,虽然我们日常生活中看到的地面是平的,但我们心里都清楚地球整体确实是圆的,只不过是我们的心里在作怪,或许只有在外太空亲眼看地球才能真的打消心里的疑虑!
类似这样的局限性是人类认知世界认知宇宙最大的障碍,它表明了很多我们认为眼见为实的东西未必都是正确的,甚至恰恰相反,很多我们亲眼看到的一些事实都是错误的,我们被局限性大大地限制了!
比如说我们对速度和时间的理解在相对论出现后彻底被颠覆了,还有我们对现实世界的认知在量子力学出现后也彻底被打破!
宇宙探索
地球确实是圆的,虽然有些许的不规则,比如说赤道半径6378.137千米,极半径6356.752千米,但是这几十千米的差距对于地球的半径来说不值一提。
至于为什么地球是球体而人类看起来地球表面是平坦的呢?在古时候人类便有着天圆地方之说,因为目光所到之处看到的地表都是平坦无比的。但也有些人质疑过地球是方的,我国的古籍中又不少关于地球是圆的学说,先儒根据观察海水以及洞庭湖水中高二地四垂,以及各省太阳出地时间的不同早就意识到了地球是球体,公元前六世纪,古希腊数学家毕达哥拉斯提出了地圆的概念。但是所有的这些学说没有占据到主要地位,所以一直直到麦哲伦完成了人类历史上第一次环球航行,人类才接受了地球是圆的这一无可辩驳的事实。
回到题目所问的问题。这是因为地球太大了,而人类又太小了,人的目光有限,当把我们放在地球上的时候,我们所能看到的范围对于地球来讲与一个乒乓球上的小点没有什么不同,在我们视线所能到达的范围,地球的弧度变化十分小,用比较专业的话来说就是地球的曲率太大,大到我们根本不能感觉到它弧度的变化。这其实就是视角的问题,类似的,将一个蚂蚁放在一个篮球上,它也不能感觉到篮球是球,在它的眼中篮球就是平面。你也可以用一支激光笔照射地球仪上的一点,仔细观察这一点,你也不会感觉到这个点是弯的。很早人们就发现远处驶向码头的船只首先进入视线的是桅杆的顶部而不是整个的船只,按照之前的地球是方的这一论断根本不能自圆其说。
所以说啊,我们能看到的不一定就是事实,立足大地的我们所能看到的东西有限,我们看到的只不过是局部的地球,想要看到地球究竟是怎样的,就得走出地球,到太空中看到的地球就是球体。
镜像宇宙
我想这个问题并不复杂,地球之所以看起来是平的,和人类的视觉角度存在关系,在一般的情况下,人眼能看到的距离,差不多有2公里左右,而地球的周长有4万多公里,所以人眼能看到的范围直径,大概只有地球周长的二万分之一,如果我们将一个圆分割成两万分,你会发现每一份的圆边,都无限接近于一条直线。
其实地球是平的,已经不是一个新鲜的说法了,不仅古代人这么认为,现代的一些人也是这么认为的,哪怕是一些知名的公众人物,也对地球的形状产生过怀疑,例如著名的篮球明星欧文就公开表示,地球是平的,所以连大名鼎鼎的NBA球星都这么认为,难怪有些人不相信了。
那么过去的时候,人们对于地球的形状如何,确实是不太清楚的,但大多数的人们都认为,地球是平的,因为地面是平的,所以在很长的一段时间之内,地平说就成了人们公认的概念,后来古希腊的毕达哥拉斯提出了一个新的概念,他首次提出了地球是球形的说法。
但毕达哥拉斯是一个数学家,他之所以提出地球是球形的,只是因为简单的立体美学而已,所以毕达哥拉斯并没有任何实质的证据,后来又过了300年之后,出现了一位叫做埃拉托色尼的科学家,这位科学家利用几何学的方法,确定了地球是一个球形。
不过地球是球形的说法,仍然没有得到普通大众的认可,有些人仍然相信地球是平的,但也有人认为地球是球形的,这其中就包括麦哲伦,麦哲伦为了打破人们的传统思维,决定亲自进行一场环球实验,如果他能绕地球一圈回来,那么就足以证明,地球肯定是一个球形的。
那么麦哲伦的故事,想必你我都知道了,麦哲伦作为人类史上,首个进行环绕地球实验的人,他的举动是伟大的,虽然他本人并未回到西班牙,他的实验成功了,所以毫无疑问,地球肯定是球形的。