2021年07月16日 星期五
欲穷千里目,更上一层楼
为何登高才能望远
□ 王 恒
视觉中国供图

    王之涣(公元688─742),盛唐时期的诗人,他的《登鹳雀楼》一诗和地球是圆的结下了不解之缘。

    鹳雀楼位于永济市蒲州古城西面的黄河东岸,它与武昌黄鹤楼、洞庭湖畔岳阳楼、南昌滕王阁齐名,被誉为我国古代四大名楼。

    诗的前二句“白日依山尽,黄河入海流”,写的是诗人登楼远望的景色。诗人身在鹳雀楼上,不可能望见黄河入海,句中写的是诗人目送黄河远去天边而产生的意中景,诗人运用极其朴素、极其浅显的语言,既概括了鹳雀楼的独特景观,又勾画出一幅无比壮阔的北国山水画面。后两句“欲穷千里目,更上一层楼”被作为追求理想境界的座右铭,遗芳千古。

    “欲穷千里目,更上一层楼”的确反映了只有登高,才能望远这样一个事实。为什么登高才能望远呢?这和地球的形状有关,如果地球是平的,且没东西阻挡,那应该无论在多高看的都是一样远,但实际是无论在地球上的哪一点,都是登高望远。这是因为地球是一个球体。

    人类认识地球是一个球体经过漫长的道路。古时候,人们都认为地球是平的,天空像一只倒扣在地面上的巨碗,于是就有了天是圆的,地是方的这样的说法。

    但是人类的认识是不断提高的,研究天空的古希腊人已经知道,满月时,月亮和太阳位于地球两侧。阳光照亮了地球和月亮朝向太阳的一面。某一时刻地球正好处在月亮和太阳之间,且三者几乎连成一条直线时,太阳的光就不可能照到月球上。这时就会产生月食。月食时,地球在月亮表面的投影,并不总是地球上一块固定的地方形成的。但无论何时都是圆的,人们猜想地球表面应该是圆的 。

    人们在海岸边看远处开来的帆船,首先看到的是船的桅杆,然后才看到船体,古希腊哲学家亚里士多德看到这一现象,他认为这个现象说明大地是弯曲的,弯曲的无限延伸就是圆了。他用这个现象说明地球是一个球体。

    早在公元前305年,著名天文学家埃拉托色尼就已经测量出了地球的周长,他发现:离亚历山大城约800公里的塞恩城(今埃及阿斯旺附近),夏日正午的阳光可以一直照到井底,因而这时候所有地面上的直立物都应该没有影子。但是,亚历山大城地面上的直立物却有一段很短的影子。他认为:直立物的影子是由亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角所造成。从地球是圆球和阳光直线传播这两个前提出发,从假想的地心向塞恩城和亚历山大城引两条直线,其中的夹角应等于亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角。按照相似三角形的比例关系,已知两地之间的距离,便能测出地球的圆周长。埃拉托色尼测出夹角约为7度,是地球圆周角(360度)的五十分之一,由此推算地球的周长大约为4万公里,这与实际地球周长(40076公里)相差无几。他还算出太阳与地球间距离为1.47亿公里,和实际距离1.49亿公里也惊人地相近。埃拉托色尼的计算是以地球是一个球体为前提的。

    如果地球是球状体,那么沿着一定方向航海,一定能回到出发点。为证明这一点航海冒险家们进行了艰苦的探索历程。1492年8月3日,哥伦布受西班牙国王派遣,率领三艘百十来吨的帆船,从西班牙巴罗斯港扬帆出大西洋,1492年10月12日凌晨终于发现了陆地。哥伦布以为到达了印度。后来,一个叫做亚美利加的意大利学者,经过更多的考察,才知道哥伦布到达的这些地方不是印度,而是一个原来不为人知的新的大陆。这块大陆后来被叫做亚美利加洲。葡萄牙著名的航海家和探险家麦哲伦,1519年8月10日从西班牙塞维利亚出发,绕过南美洲,发现麦哲伦海峡,然后横渡太平洋。虽麦哲伦在菲律宾被杀,但他的船队依然继续西航回到西班牙,完成史上第一次环球航行。被世界认为是第一个环球航行的人。用实践证明了地球是一个圆体,人的视线和地球地体的切点构成了地平线,地平线就是人眼睛能看到的最远的地方,这个切点越远,地平线就越远,人看的就越远。人站得越高,视线与地球的切点就越远。但是这个切点再远,人也只能看到半个地球。

    人造地球卫星升空和大地测量技术的突飞猛进,从理论和实际上证明了地球是球体这一客观事实。坐在飞机上、在宇航站上看得就更远,在月球上就能够看到半个地球。1969年,美国阿波罗11号宇宙飞船,成功地登上了月球,映入船长阿姆斯特朗眼帘的地球是一轮蓝色的圆圆的星球。人类就是这样逐步地认识了地球的形状。

    “欲穷千里目,更上一层楼”就隐含有地球是个球体这个概念。当然,王之涣当时并不知道地球是一个球体,因为他不是科学家,没有进行深入的研究,但是他的观察是没有错的,只有登高才能望远。

    (作者系中国科技馆研究员)   

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