《兩小兒辯日》中,早晨太陽距離地球遠,所以我們感覺涼;中午太陽近所以熱,到底是這樣嗎?

秦子涵4


    孔子東遊,見兩小兒辯鬥,問其故。 

  一兒曰:“我以日始出時去人近,而日中時遠也。” 

  一兒以日初出遠,而日中時近也。 

  一兒曰:“日初出大如車蓋,及日中則如盤盂,此不為遠者小而近者大乎?” 

  一兒曰:“日初出滄滄涼涼,及其日中如探湯,此不為近者熱而遠者涼乎?” 

  孔子不能決也。 

  兩小兒笑曰:“孰為汝多知乎?”

《兩小兒辯日》是戰國時期思想家列子創作的一篇散文。此文亦是一則極具教育意義的寓言故事。其記述了孔子東遊求學路遇兩個小孩兒在爭辯太陽離人遠近,而孔子卻不能作決斷之事,說明了知識無窮、學無止境的道理。全文通過對話描寫來表現人物、展開故事情節,人物語言極具性格化,人物形象則清晰可見、栩栩如生,從文學欣賞性不失為一篇美文的同時,也給後人無限對科學的思考與探索……兩千年後的今天,天文科學和光學解釋了這個原理:地球在一年中繞日公轉軌道是橢圓的,一月份離太陽最近,七月份最遠,但一天中是沒有明顯遠近變化的,由於太陽有七色光組成,而其中紅光是透過視網膜形成最小夾角的光,透過眼睛視網膜就形成紅光膨脹,早上日出光線斜射造成紅光膨脹現象,另一個原因是早上日出地平線有山川樹木參照物影響視覺,形成一個小孩近大而遠小的觀點。而中午陽光直射地面,一束直射光照單位面積比斜射光照面積小,產生熱量大,形成另一個小孩兒近熱而遠冷的觀點。

       “知之為知之,不知為不知,為知也”,從《兩小兒辯日》看先哲孔子謙虛謹慎實事求是的態度,也從兩個小屁孩兒的辯鬥感受到古人勇於探索科學而善於動腦、大膽質疑的精神。

(提示,人穿紅色服裝比穿同規格款式的黑色服裝顯胖的道理就在兩個小孩辯日中)。

       


辣筆不叫小新


在《列子》中,記載著這樣一個故事:孔子在周遊列國期間,遭遇兩個小孩爭論一個問題:一個小孩認為早晨的時候太陽距離大地遠一些(按:當時華夏人不知道地球是圓的),理由是早晨的時候涼快,而中午熱,所謂近熱遠涼;另一個小孩認為完全相反:因為早晨的時候太陽看起來很大,而中午太陽很小,所謂近大遠小,所以早晨的時候太陽距離大地很近。

這個問題讓孔子不知道該怎麼回答。因為按照當時人們所掌握的知識體系,這兩種互為矛盾的說法都具備合理性。當然小編認為,這個故事應該是後世假託孔子而編撰的寓言故事,倘或歷史上真有此事,想必孔子臨終的時候,還會念念不忘此事。

不過,作為現代人的我們,似乎可以解答這個問題了——這個問題可以歸納成:一天之內,太陽距離地球的遠近差異。

公轉下的遠近

地球和太陽的距離,確實是存在著一定的變化,不過,這個變化不是出現在一天之內,而是出現在一年之內。

地球公轉一個週期的時間,就是一個地球年的時間,在這個週期裡,地球上一月的時候,地球距離太陽較近,而七月的時候則較遠。不過,如果以太陽和地球的總距離來做標杆,這點差別在比例上可以忽略不計。

辯日答案

既然一年內,地球距離太陽的遠近差距尚且可以忽略不計,那麼一天內,太陽距離地球的遠近幾乎可以用沒有來形容。

所謂早晨時候涼快,中午時候炎熱,其實和地球的自轉有著關聯:我們知道,晝夜交替的根本原因在於地球自轉,地球是一個球體,在自轉作用下,不同的“球面”受到的關照不斷變化。早晨的時候,是太陽光剛剛照射到這一球面,光照處於斜射狀態,其熱量較少,隨著地球自轉,當太陽光直射在這一球面的時候,便是中午了,這期間,熱量最強,因此,有了“早晨涼快中午熱”這一現象。

所謂的“早晨大,中午小”,則是因為日出時分,天空破曉,太陽在四周昏暗的背景下,給人一種視覺誤差,認為這時候的太陽很大;而到了中午,太陽直射狀態下,其“背景光線”也變得耀眼起來,這樣,給人感覺:太陽似乎變小了。並且,太陽斜射(早晨)光線並不耀眼,人可以用肉眼直接觀測,而中午的陽光讓人不敢用肉眼直接觀測,由此,也導致了人的視覺誤判:認為早晨的太陽比中午大很多。


藤樹先生


造成“早上感覺涼,中午感覺熱”的正真原因並不是距離太陽的遠近。而是太陽的高度角和地球的大氣層。

一天之中,日地距離到底怎麼變化。

就一天之內來說,我們早上距離太陽和中午距離太陽確實是會變化的,但是一天之內的日地距離變化,還不足以引起早上和正午氣溫的差異。我們所先來說說,我們的日地距離是這麼變化的。根據開普勒第一定律:每一行星沿著各自的橢圓軌道繞轉太陽,而且太陽就在這一個橢圓的一個焦點上。

從圖中我們可以很清楚的知道,在每年的一月初地球公轉到今日點,這個時候的日地距離是最短的,而七月初的時候,日地距離是最遠的。根據地球的公轉,我們可以簡單總結出這樣一個規律。從一月初到七月初,地球距離太陽的距離是越來越遠的,而從七月初到次年的一月初,地球距離太陽的距離是越來越近的。

那麼,一天之內日地距離是怎麼變化的呢?

這要看具體的時間階段,如果是處在一月初到一月初,早上距離太陽最近,中午次之,太陽落山的時候就跟遠了。但是,要是到了,七月初至次年的一月初,一天內的日地距離順著時間的推移,卻是越來越近的。

所以,日地距離的遠近不是造成一天之中早上和中午氣溫差異的原因。

太陽高度角和地球大氣層,才是造成早上中午氣溫差異的主要原因。

什麼是太陽高度角?太陽高度角就是太陽光線與地平面的夾角,你可以簡單的理解月太陽光線與地面的夾角。看圖一目瞭然。

我們知道我一天之中,太陽光線與地面平的角度是會隨著時間的變化而變化的,具體的規律就是:早上的時候太陽光線魚與地面的夾角最小,早上至中午太陽光線與地面的夾角越來越大,到了正午的時候時候,太陽光線與地面的夾角最大。中午過後到太陽落山,太陽光線與地面的夾角又慢慢的變小。根據這個規律我們可以知道,不同時候太陽光線穿過的大氣層厚度是不一樣的。我們看圖。

從圖中我們很容易就能夠發現,早上的時候太陽高度角小,太陽光線穿過的大氣層厚度就越厚,正午時,太陽高度角大,太陽光線穿過的大氣層厚度就薄。

而大氣層中的水汽、二氧化碳、臭氧、固體雜質和空氣分子等會對穿過大氣層中的太陽光進行吸收、散射和反射,使得到達地面的太陽輻射減少,這就是大氣層對太陽輻射的削弱作用。太陽管線穿過的大氣層越厚,被反射、吸收和散射的就越多,被削弱的就越多,到達地面的太陽輻射就越少,近地面的氣溫就越低。這是早上感覺涼而中午感覺熱的原因之一。

為什麼是原因之一,因為還有一個更為重要的原因。

那就是同樣單位太陽輻射散佈的面積不一樣。

我垂直於太陽光線截取1平方米的太陽光,假設這1平方米太陽輻射所攜帶的熱量就是100個單位的熱量。那麼當太陽高度角為90度時,就是太陽在頭頂的時候,這1平米的陽光它散佈在地面上的面積就是1平米。那麼這1平米的地面就獲得了100個單位的熱量,這個時候氣溫就比較的高。如果是太陽高度角很小的時候,也就是日出或者日落的時候,那麼這1平米的太陽光散佈在地面的面積卻遠遠大於1平米,那麼,在太陽高度角小的時候,地面1平米的面積就沒有獲得100個單位的熱量,這個時候氣溫就比較的低。這是早上曬太陽涼而中午曬太陽熱的原因了。

所以,早上涼中午熱,跟與太陽的遠近沒有太大的關係,真正起決定作用的是不同太陽高度角導致的太陽光穿過的大氣層厚度不同,被大氣削弱的太陽輻射不同和太陽光散佈的面積不同,單位面積地面獲得的太陽輻射能量不同。


地球星視界


文章的主題是,兩個小兒通過早上和中午太陽的變化來辯解太陽的遠近。表達了一種善於提出問題和期望解決問題的小兒的求知心理,重在辯解和討論的過程而不在結果。因為,不僅在那個時代,即使今天的兒童也解釋不了早上和中午太陽到底哪個遠哪個近。

現在要從科學上解釋這個遠近問題,也並不十分準確。因為地球的運行軌道是個橢圓,不但同一天內的日地距離在發生變化,而且相臨兩天的同一時刻的日地距離也不相同,這是地球的公轉因素。只有在特殊的時節,比如在夏至和冬至日,一天之內的日地距離變化最小。拋開這個因素來研究,可能會簡單些,那麼就只考慮地球的自轉影響了。

這樣的話,我們可以在腦海中呈現以下的理想化動態圖:廣袤的宇宙空間裡,星河浩渺,太陽和地球的相對位置固定不變了,只是地球在繞地軸旋轉,地軸指向北極星方向,二十四小時自轉一週。這就是毛爺爺詩中所描述的“坐地日行八萬裡,巡天遙看一千河”。當然,科學來講這是指處在赤道上的情形,詩詞是文化,講意境,數字上不必太較真。那麼,從我們腦海中這個日地模型的動態畫面上,很容易看出,地球上陽光照不到的部分是黑夜,陽光照亮的部分是白晝。而白晝和黑夜的分界線叫做晨昏線,這條線便是早晨或傍晚。而且,陽光直射地點所在的經線處在中午。這樣一來,懂點幾何知識的人便想象得出,不管人處在哪個緯度(兩極點除外),中午的日地距離是最近的,也就是說,每個人一天內中午時刻離太陽最近。至於比早晨或傍晚近多少,自己去計算吧,因為這個更復雜,也更有意思。

這樣一來,喜歡抬槓的人可以大顯身手了,可以從緯度、地形、季節等處入手。抬扛也講究科學,也要有理論支持,不然那就是瞎抬,沒人服你。比如說:兩小兒在那個緯度地區?在冬天還是夏天?這都會造成遠近的程度不同。但要說兩小兒在南極點上,這就是瞎抬。有耐心者儘管去算,儘管去掰扯,總之就是你永遠也掰址不開。

呵呵!知道日中時近而日初時遠也,足已!何必非要追求完美呢?重在追求過程為好,因為追求完美等於自尋死路。


鹽地荊花


看了很多朋友的回答,我終於忍不住了,對科學我們必須要專業,客觀,事實,不能一知半解,似懂非懂,特別是裝懂,那樣的話更加是誤人子弟。

好吧,我們說一下太陽跟我們地球的距離,地球與太陽的近日點跟遠日點其實並不能讓我們感覺到溫暖與寒冷,而是早上與中午溫度不一樣,是由於陽光的直射與斜射,距離也都差不多,那麼是什麼原因呢,那是由於地球大氣層的問題,直射時陽光很容易把大氣層穿透,所以地面立即就溫暖了,但是斜射也許要穿透上千公里的大氣層,等到了地面時基本上沒有多少溫度了,所以你感覺冷了。記住,冷與熱跟地球到太陽的距離沒有多少問題,是大氣層的問題,不相信的,好好的查一下科學資料!




江北布衣1


上初三的時候剛開始學化學,那些稀奇古怪的名字總是讓我覺得很奇怪,酸為什麼叫酸,鹼為什麼叫鹼,或者說酸這類物質為什麼要用我們吃的醋這種物質的味道來命名,而且還有一種PH試紙能檢測出醋的酸度,我心想這不吃飽了撐著嘛,你測那幹啥?初來乍到的一個生命,他總是習慣於用日常僅有的經驗來評判他所學到的知識,尤其是自然科學知識,我們生活在一個被各種科技所包裹的一個世界中,我們對那些與我們相親相近的科學卻如此陌生與驚訝,我們宣稱我們的教育是要培育具有現代科學技術與現代科學精神的人,可是有這些素養的公民到底是一個怎樣的人,現在的老師又有幾人具有這些素養,我們離理想的自己還有幾重?

我是感覺我知之甚少,常常有種有心無力的感覺,說的文一點就是自己的能力配不上自己的野心。上學那會對理科總是一知半解,心裡一直藏著一個遺憾,希望把數理化再學得好一點。一般人學知識的規律是這樣的,一旦過了三十歲之後,他所有的知識與能力都會停留在他以前的水平上,以後漫長的人生,他都停留在以前認識世界的水平上,不會再有大的進步。所以一個人一旦選擇一種職業,那就是一輩子的事情。曾經年少時心中的疑惑與留下的遺憾就永遠留在了記憶中,對生活的熱情與對真理的求知慾也便永遠成了過往雲煙,曾經令自己朝思暮想,熱血沸騰的事業也令自己感到索然無味,完全麻木地沒事生機地為活下去而奔波。很少有人能突破這個規律,所以我們總喜歡看新生一代。

那些抱怨自己當年沒有時間,沒有條件解決的大部分學業上的問題,我們都會視而不見,拋諸腦後,再也沒有當年的熱情令我們投入其中,就算我們有了無數閒暇到無聊的時間,就算我們有了無比便捷的條件。時間告訴我們,我們是一個愛說慌的人!

《兩小兒辯日》我很早就看過這篇與聖賢有關的科技類文章,印象中所有關於孔子的文章應該都是關於為人處事方面的,而這樣一篇關於人們對客觀世界認知探求的文章的確是有點與眾不同,大意是這樣,兩個小兒聊天,一個說早上太陽距人近,中午遠,因為早上太陽大如車蓋而中午如圓盤;一個說,不對,不對,應該是早上遠中午近,你看早上涼快,中午如探湯,這不跟你烤火是一個道理,遠冷近熱。這兩兒童的辯論一下子把孔子難住了!這個問題當時把我也難住了,在兩者之間猶豫不決,因為好像他們說的都有道理。但有一點我是清楚的,一天之中溫度的變化是由太陽直射角決定的,與日地距離關係不大,因為一天之中的日地距離變化是非常微弱的。





騎驢去高考


早上涼爽,中午炎熱,是兩個原因。

第一個原因是,晚上沒有陽光早上,氣溫比較低,早上太陽出來後,開始給大氣層加熱,氣溫逐漸升高,這是一個過程。

第二個原因,早上太陽剛升起,陽光是斜射的,單位面積接收的光熱比較少。越到中午,太陽昇的越高,光越接近直射,單位面積接收的光熱越多。

這就好比一鍋水,開始用小火,慢慢加大火力,把水加熱一樣。


中山初高中數理化輔導


嚴格來說是對的,注意是太陽與小孩的距離,不是太陽和地球的距離。公轉軌道太陽離地球遠點的時候是冬天,近點的時候是夏天。中午的時候,很熱,因為太陽在頭上,當他西下的時候,地球自轉轉向黑暗面,小孩的位置離太陽就稍微遠點,因為地球是圍繞太陽轉的同時自己也在自轉,面向太陽的一面,自然比背向太陽的一面遠一個地球直徑的距離,這個距離就是白天黑夜,遠涼近熱的變化。


魔獸懷舊服吧主司馬


由於地球的公轉和自轉,早晨和中午地面到太陽的距離確實不一樣,但這不應該是影響地球溫度的因素,大家知道,地球公轉軌道是橢圓形,北半球夏至在遠日點,冬至在近日點。況且,一天之中,早晨和中午太陽到地球的距離變化比起太陽到地球的距離實在太小,簡直可以忽略不計。

同時,我們還知道,夏至時太陽光直射北迴歸線,冬至時太陽光直射南迴歸線。這就告訴我們,太陽的照射角度對地球的溫度起著關鍵的作用。早晨陽光斜射大地,中午陽光近於直射大地,下圖是用平行光源分別斜射和直射水平面的效果圖,同樣的光線照射的面積是不同的。




從中可以體會陽光照射大地的情形。不難理解,同樣的太陽輻射,斜射時照射到的面積比直射要大,相應的斜射時,地面單位面積上接收到的太陽輻射就沒有直射時多,自然溫度就低。

當然,溫度升高有一個過程,早晨的大地已冷卻了一夜,太陽昇起後溫度會逐漸升高,也是人們感覺早晨沒有中午熱的一種原因。

另外,還有一種因素就是大氣層對太陽光的吸收、反射和散射,早晨需要穿透的大氣層比中午厚的多,被大氣層吸收、反射、散射的就多,也是造成早晨比中午溫度低的一個原因。


甜甜向上314159


冷熱與太陽照射角度有關。

拿手電筒照一下就可以知道,同一束光,斜射時覆蓋面積大,直射時覆蓋面積小。也說是說,斜射時,單位面積得到的熱量小,熱量分散;直射時,單位面積獲得的熱量多,熱量集中,僅此而已。

縱向傾斜,產生四季溫差;橫向傾斜,產生晨夕與中午的溫差。


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