显然，教材给“长”的释义不妥，因而注音也不妥，因为它是高的意思，应读为“cháng”，即《辞源》[4]P1753 注释的“cháng，物体直径之度”。而把它解释为“生长”即为动词，不但有悖于骈偶对应、对偶的基本原则，而且还影响了对整段话原意以及意境的理解。而教参的翻译“想要树木生长，一定要稳固它的根”，却疏忽了事物常理，其推论的依据不充分，自然结论就不令人信服了。......
2023-11-22
古代人对大地形状的质疑与反对
【摘要】：图105相当准确地表示出古代人关于世界面貌的概念。图106反对大地为球形的论据我们可以看到，当时的人们并没有理解，物体的下落是由于受到了地球引力的作用。对旧观念进行调整的工作是异常艰难的，新观念遭受了极为强烈的反对，甚至到了15世纪，即亚里士多德死后的两千年，还有人用地球对面的人头朝下站着的画面，来嘲笑大地是球形的理论。他住在当时希腊的殖民地，埃及的亚历山大里亚城。视差位移是可以用弧度表示出来的。
现在，让我们结束在原子、分子、原子核里的旅行，回到比较熟悉的正常的物体上来。不过，我们还要再旅行一次，这次是向相反的方向，即朝着太阳、星星、遥远的星云和宇宙的深处。科学在这个方向的发展，也像在微观世界的发展一样，使我们离熟悉的物体越来越远，视野也越来越开阔。
在人类文明的初期，所谓的宇宙真是小得可怜。人们认为，大地是一个大的扁盘，四周围绕着海洋，大地就在洋面上漂浮。大地的下面是深不可测的海水，上面是天神的住所——天空。这个扁盘的面积足以把当时的地理知识所知道的地方全部容纳进去，它包括了地中海和濒海的部分欧洲和非洲，还有亚洲的一小块；大地的北侧以一座高山为界，夜里太阳就在山后的洋面上休息。图105相当准确地表示出古代人关于世界面貌的概念。但是，公元前3世纪，有一个人对这种简单且被人们普遍接受的世界观提出了异议，他就是著名的希腊哲人（当时人们这样称呼科学家）亚里士多德（Aristotle）。
图105 古人眼中的世界
在亚里士多德的著作《天论》中，表述了这样一个理论：大地实际是一个球体，一部分是大陆，一部分是水域，外面被空气包围着。他引证了许多现象来证明自己的观点，这些现象在今天的人们看来是司空见惯的，似乎还显得有些琐碎。他指出，当一艘船消失在地平线上时，总是船身已看不见时，桅杆还露在水面上，这说明洋面不是平的，而是弯曲的。他还指出，月食一定是地球的阴影掠过这个卫星的表面时引起的，既然这个阴影是圆的，大地本身也应该是圆的，但是，当时并没有几个人相信他的话。人们不能理解，如果他的说法确实不错，那么住在地球另一端（即所谓的对称点，对我们美国来说是澳大利亚）的人怎么会头朝下走路呢？难道他们不会掉下去吗？为什么那里的水不会流向天空呢（见图106）？
图106 反对大地为球形的论据
我们可以看到，当时的人们并没有理解，物体的下落是由于受到了地球引力的作用。对他们来说，“上”和“下”是空间的绝对方向，不论在哪里都是一样的。在他们看来，说把我们这个世界走上一半远，“上”就会变成“下”，“下”就会变成“上”，这简直就是在说胡话。当时，人们对亚里士多德这种观点的看法，正像今天某些人对爱因斯坦相对论的看法一样。当时，重物下坠的现象，被解释成一切物体都有向下运动的“自然倾向”，而不是像现在这样解释为受到地球的吸引。因此，当你竟然敢冒险跑到这个地球的下面一半时，就会向下掉入蓝天中去！对旧观念进行调整的工作是异常艰难的，新观念遭受了极为强烈的反对，甚至到了15世纪，即亚里士多德死后的两千年，还有人用地球对面的人头朝下站着的画面，来嘲笑大地是球形的理论。就连伟大的哥伦布[1]（Christopher Columbus）在动身去寻找通向印度的“另一条路”时，也未必意识到他自己的计划是健全的，而且他的行程也因美洲大陆的阻挡而未能全部实现。直到麦哲伦[2]（Ferdinand de Magellan）进行了著名的环球航行后，人们对大地是球体的怀疑才最后消失。
当人们首次意识到地球是球体后，自然要给自己提出这样的问题：这个球到底有多大？和当时已知世界相比情况如何？但是，古希腊的哲人们显然是无法进行环球旅行的，那又怎么来度量地球的尺寸呢？
哦，有一个办法，这个办法是公元前3世纪希腊著名科学家埃拉托色尼最先发现的。他住在当时希腊的殖民地，埃及的亚历山大里亚城。当时有个塞恩城，位于亚历山大里亚城以南五千视距的尼罗河上游。他听那里的居民讲，在夏至这一天正午，太阳刚好悬于头顶，凡是直立的物体都没有影子。另外，埃拉托色尼又知道，这种事情从来没有在亚历山大里亚发生过；就是在夏至那一天，太阳离头顶（即头顶正上方）也有7°的偏角，这是整个圆周的1/50左右。埃拉托色尼从大地是圆形的假设出发，给这个事实做了一个很简单的解释，这很容易从图107看出。事实上，既然两座城市之间的地面是弯曲的，竖直射向塞恩的阳光一定会和位于北方的亚历山大里亚成一定的夹角。从地球中心画两条直线，一条引向塞恩，一条引向亚历山大里亚，则从图中可以看出，两条引线的夹角等于通过亚历山里亚的那条引线（即此处的天顶方向）和太阳直射塞恩时的光线之间的夹角。
图107 埃拉托色尼的解释
由于这个角是整个圆周的1/50，整个圆周就应该是两城间距离的50倍，即250 000斯塔迪姆。1斯塔迪姆约为1/10英里，所以，埃拉托色尼所得到的结果相当于25 000英里，即40 000千米，和现代的数值是非常接近的。
然而，对地球进行第一次测量得到的结果，重要的倒不在于它是如何精确，而是它使人们发现地球真是太大了。瞧，它的总面积一定比当时已知的全部陆地面积大几百倍，这能是真的吗？如果是真的，那么，在已知的世界之外又是些什么呢？
说到天文学距离，我们先要熟悉什么是视差位移（简称视差）。这个名称听起来有点吓人，但实际上，视差是件简单而有用的东西。
我们可以从穿针引线的尝试来认识视差，试试闭上一只眼来穿针，你很快会发现这么干并不怎么有把握：你手中的线头不是跑到针眼后面很远，就是在还不到针眼的地方就想把线穿进去，只凭一只眼是很难判断出针与线之间的距离的。但是，如果睁开双眼，这件事就很容易做到，至少是很容易学会怎样做到。当用两只眼睛观察一个物体时，人们会自动把两只眼睛的视线都聚焦在这个物体上；物体越近，两只眼睛就转动得更接近一些，而进行这种调整时眼球上肌肉所产生的感觉，就会相当可靠地告诉你这段距离有多远。
如果你不是同时用两只眼睛来看，而是分别用左、右眼来看，你就会看到物体（此例中为针）相对于后面背景（如房间里的窗子）的位置是不一样的。这个效应就叫作视差位移，大家一定都很熟悉。如果你从来没有听说过，不妨自己试一下，或看一看图108所示的左眼和右眼分别看到的针和窗。物体越远，视差位移越小。因此，我们可以用这种效应来测量距离。视差位移是可以用弧度表示出来的。不过，我们的两只眼睛仅相距3英寸左右，因此，当物体的距离在几英尺开外就不能测量得很准了。这是因为物体越远，两只眼睛的视线越趋于平行，视差位移也就越不明显。为了测量更远的距离，就应该把眼睛分得开一些，以增大视差位移的角度。不，这可用不着做外科手术，只要用几面镜子就行了。
图108 左眼和右眼所见
在图109中，我们能看到海军使用的这样一种测量敌舰距离的装置（在雷达发明以前）。这是一根长筒，两眼前面的位置上各有一面镜子（A、A′），两端各有一面镜子（B、B′）。从这样一架测距仪中，真能够做到一只眼在B处看，另一只眼在B′处看。这样，你双眼之间的距离——所谓的光学基线——就显著增大了，因此，所能估计的距离也就会长得多。当然，水兵们不会单靠眼球肌肉的感觉来判断。测距仪上安装有特殊部件和刻度盘，这样能非常精确地测定视差。
图109 测量敌舰距离
这种海军测距仪，即使对于出现在地平线的敌舰，也是很有把握能测量准确的。然而，用它来测量哪怕是最近的天体——月亮，效果却不怎么好。事实上，要想测量月亮在恒星背景上出现的视差，光学基线（也就是两眼之间的距离）必须得有几百英里。当然，我们没有必要搞出一套光学系统，使我们能够一只眼在华盛顿看，另一只眼在纽约看，只要在两地同时拍摄一张位于群星中的月亮照片就行了。把这两张照片放在立体镜[3]中，就能看到月亮悬浮在群星前面。天文学家就从这样两张在地球上两个地点同时拍摄的月亮和星星的照片（见图110），算出从地球一条直径的两端来看月亮的视差是1°24′5′′，由此得知地球和月亮的距离为地球直径的30.14倍，即384 403千米，或238 857英里。
图110 计算地球和月亮的距离
根据这个距离和测量到的角直径，我们算出这颗地球卫星的直径为地球直径的四分之一。它的表面积为地球面积的十六分之一，这约等于非洲大陆的面积。
用同样的方法也能求出太阳离我们的距离。当然，由于太阳离我们要远得多，测量就更加困难。天文学家们测出这个距离是149 450 000千米（92 870 000英里），也就是月地距离的385倍。正是由于距离这么大，太阳看起来才和月亮差不多大小，实际上，太阳要大得多，它的直径是地球直径的109倍。
如果太阳是个大南瓜，地球就是颗豌豆，月亮则是颗罂粟籽，而纽约的帝国大厦只不过是在显微镜下才能看到的极小的细菌。顺便提一下，古希腊有个进步哲人阿那撒古拉（Anaxagoras），仅仅是因为在讲学时提出太阳是个希腊那样大小的火球，就遭到了流放的惩罚，并且还受到了处死的威胁！
天文学家们还用同样的方法计算出了太阳系中各行星与太阳的距离。不久前（译者：1930年）发现的最远的行星冥王星[4]，离太阳的距离约为地球和太阳距离的40倍，准确地说，这个距离是3 668 000 000英里。
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