我们脚下的“蓝色弹珠”究竟是什么样的
——《给孩子讲宇宙》摘登
天像圆形的大伞还是鸡蛋壳?
小朋友们应该都很熟悉微信的登录画面。一个孤独的小人,默默地看着一个蓝白相间的大圆球漂浮在茫茫太空之中。这其实来源于一张真实的图片,名叫蓝色弹珠,是由阿波罗17号飞船的宇航员于1972年12月7日在太空中拍摄的。这个悬浮在太空中的大圆球,其实就是我们脚下的这片大地的全貌。
但如果再继续追问:“为什么大地是这个样子的?你是怎么知道的?”恐怕很多小朋友就说不出个所以然了。其实大地到底是什么样的,是一个非常古老的问题,人类的各个主要文明对此都有自己的猜想。
比如说,中国历史上就长期存在着盖天说和浑天说的争论。周朝时,人们都相信盖天说,认为“天圆如张盖,地方如棋局”;也就是说,天像一把圆形的大伞,笼罩在像一个正方形棋盘的平坦大地上。而汉朝天文学家张衡更青睐浑天说,认为“浑天如鸡子,地如鸡中黄”;换句话说,天像一个巨大的鸡蛋壳,里面包裹着像蛋黄般的大地。
再比如说,古印度人认为,大地被驮在四头大象的背上,而四头大象又站在一只大海龟的背上。关于这个传说,还有一个好玩的故事。著名科学家罗素曾做过一个描述我们所生活的这个世界的演讲。演讲结束之后,一个坐在后排的老妇人站起来,大声说:“你完全是在胡说八道!大地其实是被驮在一只大海龟的背上的。”罗素很有涵养地问:“那大海龟又站在什么上面呢?”老妇人答道:“你确实很聪明,年轻人。不过那是一只驼一只,不断驼下去的海龟塔。”
古人们的那些猜想都是错的
古人这些关于大地的猜想是对的吗?咱们可以用一个实验来检验一下。现在我们从我国首都北京出发,坐飞机往东飞,大概飞上13个小时,就会到达美国最大的城市纽约。然后从纽约出发,继续坐飞机往东飞,大概飞上7个小时,就会到达英国首都伦敦。再从伦敦出发,继续坐飞机往东飞,大概飞上11个小时,你猜怎么着,我们又会飞回到最开始出发的北京。
这个实验能告诉我们一件事:大地肯定是弯曲的,而不是平坦的。因为在这个实验中,我们一直都贴着大地表面往同一个方向飞。如果大地是平坦的,我们只会越飞越远,永远都没法飞回来。但事实上,我们飞着飞着,居然又飞回了出发的地方。这意味着大地本身必须是球形的,否则我们不可能在不知不觉间悄悄地绕回来。仅凭这一点,我们就可以确定微信的大地图像比较靠谱,而古人的那些猜想都是错的。
吾爱吾师,吾更爱真理
你看,我们很轻松地证明了大地是球形的。但在没有先进交通工具的古代,人类可费了很大的力气才搞明白这件事。世界上第一个科学地论证大地是个圆球的人,是古希腊大哲学家亚里士多德。
亚里士多德出生在古希腊一个非常富裕的家庭,他爸爸是马其顿国王的宫廷御医。17岁那年,亚里士多德进入了当时世界上的最高学府,雅典的柏拉图学园。这是由大哲学家柏拉图开办的学校。和我们今天的学校完全不同,柏拉图学园里没有一座教学楼,取而代之的是一个大公园;学生就像来参加聚会一样与柏拉图一起在公园里讨论、吃吃喝喝。估计有不少小朋友都会向往这样的学校。
亚里士多德天资聪慧,很快就从学生中脱颖而出。柏拉图很赏识他,管他叫“学园之灵”。亚里士多德也非常敬爱自己的恩师,写了不少诗来赞美柏拉图。不过亚里士多德是一个很有主见的人,他并没有全盘接受柏拉图的学术观点。有一次学园集会,亚里士多德甚至当着众人的面毫不客气地反驳了柏拉图的观点。有人跳出来指责他不懂得尊敬老师,亚里士多德的回应后来成了千古名言:“吾爱吾师,吾更爱真理。”
或许是因为学术观点的差异,柏拉图并没有选择亚里士多德做他的接班人。柏拉图死后,亚里士多德也离开了他生活了20年的雅典。在希腊各地漫游了几年后,他接受了马其顿国王的邀请,回到了他童年生活过的地方。在那里,他遇到了第二个影响他一生的人,一个13岁的矮个子男孩。那就是后来威震天下的亚历山大大帝。