《三国演义》中，刘备初次探访茅庐之时遇到了一位引吭高歌的农夫，歌中唱道：“苍天如圆盖，陆地似棋盘。世人黑白分，往来争荣辱。荣者自安安，辱者定碌碌，南阳有隐居，高眠卧不足”。歌词的深刻含义让刘备觉得非常人所做，遂有了茅庐三顾的故事。

    笔者观看《三国演义》电视剧的时候，也对这段歌词印象深刻，不过当时只是觉得文辞优美，未作他想。不过后来却发现，其中有些有趣的问题。

    地球上的几个重要的古文明都有自己的一套宇宙观，比如古巴比伦人觉得大地是被悬崖峭壁包围着的巨大海洋，人们生活的陆地在海洋中央，而天是纺锤形，像拱桥一样搭在包围大洋的悬崖峭壁上。古埃及人想象人们生活的大地是躺着的女神，上面的大气之神撑起了弯曲着身体的天神，太阳神和月神乘着小船每天横穿过尼罗河。古印度人觉得大地由三头大象支撑，大象下面踩着的是毗湿奴神变成的大乌龟，大乌龟又坐在化身为水的眼镜蛇上，眼镜蛇头尾相连的地方就是天。

    “苍天如圆盖，陆地似棋盘”，则是我们中国人典型的宇宙观——“天圆地方”。自从“盘古开天辟地”以来，大地就像一片平整的方棋盘，而苍天就像一口大锅扣在上面。《敕勒歌》中“天似穹庐，笼盖四野”的句子也反映了这一观念。有趣的问题是： “如圆盖”的苍天是怎么扣在“似棋盘”的陆地上呢？“圆盖”如果外切于“棋盘”，有些部分的天下面就没有陆地；而如果“圆盖”内接于“棋盘”，则有一部分地没有天盖在上面。天地相接的边缘是什么样的呢？

    不知诸位看官是否考虑过这个问题，或许您觉得这样的问题有点“理工科偏执狂”的倾向。其实在两千年前，屈原在《天问》就提出了这些问题：“九天之际，安放安属，隅隈多有，谁知其数”，九天的边际是如何安放在大地上的？圆形扣在地上，有多少弯弯曲曲的地方呢？

    天圆和地方确实存在这个难以解决的问题，虽然古人也有个变通的办法，让天地不相接，用八根柱子把天从地面上撑起来（《天问》中“八柱何当”就指的是这八根柱子），形成像亭子一样的结构。粗略感觉这算是个解决方案，不过深究起来，却依然让人难以满意。因为我们身边还有一些现象和这个“方案”有所矛盾。

    以下两首诗想必大家耳熟能详：

    黄鹤楼送孟浩然之广陵

    （唐 李白）

    故人西辞黄鹤楼，烟花三月下扬州。

    孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流。

    登鹳雀楼

    （唐 王之涣）

    白日依山尽，黄河入海流。

    欲穷千里目，更上一层楼。

    “欲穷千里目”为什么一定要“更上一层楼”呢？为什么“站得高”才能“看得远”呢？如果大地是平坦的棋盘，我们站在高处和低处看远方的景物，无非就是视角的区别，不应该看不见呀。如果你觉得地面上有很多障碍物，高处可以避开障碍物的话，那宽阔的湖面、江面、海面上没有什么障碍物了，为什么在“碧空尽”处总是“孤帆远影”而不是“孤船远影”呢？

    从屈原的《天问》，到唐诗中对身边那些细节的观察，其实我们抓住过揭开大地之谜的线索。不过也许因为我们是个农耕文明，“孤帆远影”这样的场景在大家生活中太过细微，并未引起太多的在意。而航海发达的古希腊，可能由于在港口迎送远航的船只是很多人生活中不可缺少的部分，“孤帆远影”的现象广为人们关注，所以古希腊的先贤抓住这个线索探究了下去。

    在距今大约2200年前，“地理学之父”埃拉托色尼用简单巧妙的实验测定了地球的周长。他在同一条子午线上找了两个地方：锡恩（Syene，今阿斯旺）和亚历山大港。锡恩附近的尼罗河一个河心岛洲上，有一口深井，夏至日那天太阳光在正午可以直射井底，而此时亚历山大港地面上竖的木杆阴影最短。用木杆和影子的长度之比，应用几何知识就可以知道太阳光射下的角度，与锡恩的太阳光角度之差是大约7°12′，是一个完整圆周360°的大约五十分之一，那么地球的周长就是这两地距离的50倍。按照今天的国际单位，埃拉托色尼测量的地球周长是39690公里，和现代科技测量的结果误差只有1%左右。

    诗人和科学家有一个显著的共同点，就是敏锐的观察力。在读诗的时候，常常能看到那些平时被我们忽略的自然场景。在体味格律和意境的同时，不妨也试着思考，也许就能抓住一些自然留给我们的线索，去发现一些有趣的东西。

    （作者系北京交通大学国家级物理实验教学示范中心教师，光学博士）