我们都知道地球是圆的,但地面为什么是平的?

地球并不是圆的,而是不规则的圆——椭圆。我们觉得地球是平的,很大一部分原因是地球的曲率半径太大,而居住在地球表面的人类目光又太“短浅”所以所及之处都是平的。如果在高山上,我们看见的都是崇山峻岭,更无法分辨地表是否是平直的。

目光“短浅”

人类目光所及之处相对于地球大小来说,实在太小了。

举个例子:

1、2、3号小球,小球一个比一个大,假定人类的视线范围为红色长方形。小球越大,目光所及之处球的表面越趋近于平面,1号小球红色范围内为半圆,2号小球红色范围内还能感受到一点圆弧,3号小球内眼睛已经无法分辨出是弯曲的。

    和地球比起来这点比例的圆就是小巫见大巫了,下面我们会用上海来举例子。

精准度不高

人类的“精确度”还不高,想想我们平常在墙上要挂一幅画,一个人挂,下面还有一个人指挥。“右边高了”,“左边再低一点”,即使这样,如果我们拿专业的工具去测量,肯定还是歪的。我们通过眼球指挥出来的误差,也是眼球可以接受的误差,所以没必要太较真。

我们看一下下面的图,问是水平的,还是斜的。

    答案是斜了0.2度,我们的眼睛是无法辨别出轻微的角度的,所以平常我们要找水平的时候,都需要借助工具。

    “冰山”一角

有的人说,我们可以借助工具,量量5公里范围内的高度差不就知道了。

首先量和看是两回事,第二即使有了工具,地球的表面是凹凸不平的。就算是平原也有上坡下坡。平原不是我们想象中的贴着地球表面来个“自流平”。即使我们测量5公里,对于地球来说也只是冰山一角。我们是无法判定这个冰山到底有多大,冰山整体是什么形状的。

    只有拉开距离,看到整体,才能看清形状。就像一个乒乓球对细菌来说,表面是平的,一个篮球对于蚂蚁来说表面也是平的。虽然我们都知道这俩球是圆的,但是对于人类来说地球表面是平的,因为地球之于人类就像乒乓球之于细菌,如果让蚂蚁远离篮球,看到篮球的整体,也能看出来篮球是圆的,就像在遥远的太空中人类看到地球是圆的。

    地趋近于平

上面说了人的视野太狭窄,视野所能囊括的视线距离太短,导致视野范围内的弯曲弧度实在太小,不足以让眼睛通过大脑来告诉我们,这已经“弯”了。当我们的视角被局限于地球的一个点上时,我们视野呈现出来的部分,趋近于直线。就像你无法看清上面图中那条直线倾斜了0.2度,所以你也无法判断,我们视野范围内的弯曲幅度。就像下图随着曲率半径的增大,我们所看到的范围内,越来越“直”。


再举个例子

假设你有千里眼,站在上海最东边可以看到上海最西边。

地球周长约为40075km,上海宽度约90.25km,地球周长约为40075km,圆形一圈360°,可得出上海地区扇形弧度(90.25/40075)*360°≈0.81°

    我们把上海区域放大,可以看出来红色。

    再次放大,可以发现红色的上海区域已经快趋近于黑色直线。

    红色代表上海宽度的话,再想想人类,在上图中的大小,拿显微镜都看不出来。即使是人有千里眼,从上海东边,望到上海西边,在他视野范围内,眼睛无法辨别出这轻微角度的“误差”。更何况地球表面并不规则,也没有完全水平的参照物,所以大脑也会告诉我们地面也是平的。

    从圆到平

一点点把地球放大,更能客观地体会从圆到直的过程。遥远的太空:

    近地轨道,观察到的地球,已经不是一个完整的圆了。

    再拉近,高空俯视的角度,还是有弧度的。但人实在太渺小了,而且周围都是粗糙的、蜿蜒曲折的。如果置身于下面的山中、森林中,平的还是圆的,我们根本无法判断。

    但是如果我们低空飞行,行驶在笔直的高速公路上,奔跑在田野里,我们会发现,地面是多么的平直呀!

    因为视觉的误差,视觉的局限性,地球的曲率,人类的渺小和我们居住在一个凹凸不平的表面上,所以我们觉得地是平的。