正文 第四講 地球的轉動

↓1.通常的下落究竟是怎麼回事?為什麼地球不往下掉?

↓2.天空似乎在轉動、車輛行駛使我們產生幻覺。

↓3.每十二個小時我們就會顛倒一次、為什麼我們不會往下掉?

↓4.地球的速度和炮彈的速度、飛蟲翅膀的拍擊、地球不動所引發的奇怪結果、永恆的經濟節省原理。

↓5.擺、擺動線的不變性。

↓6.車輪、用來證明地球是轉動的。

↓7.用信風來證明地球是轉動的。

↓8.地球轉動的景象。

↓1.地球孤零零地在廣袤的宇宙中遨遊,沒有任何支撐。那它為什麼不會掉下去呢?地球是那麼的重呀!我們首先來解決這個問題。你們能在自己的頭頂上方看到什麼呢?一片的空曠、空間、天宇。在大地的另一端,在地球的對面,在與我們的腳相反的另一側,你們能看到什麼呢?還是一片宇宙與天空。在我們的左邊和右邊又能看到什麼呢?天空,永遠都是天空。無限的空間,或者像我們所說的天宇,在地球的周圍向著四面八方延伸出去。

這樣看來,地球會向空間的哪一個方向掉下去呢?只要告訴我哪邊是地球的下邊、哪一邊是它的上邊就行了。如果天空是在上邊的,但若想想我們就會知道在地球的另一端也是天空,它與我們在這邊所看到的是一模一樣的。不僅如此,就是在地球上的任何一個地方,這種情況都是相同的。如果地球並不向著我們頭頂的天空飛去——這一點對於你們來講是很容易理解的,那麼它為什麼要向著另一邊的天空飛去呢?向著天空的另一端落下去,這就好像一個氣球離開地面升起來一樣。你們以前從來都不會問,為什麼地球不會向天空的方向升去。那麼你們也不要問為什麼它不會落下來,因為這兩個問題是一樣的。落下去也就是靠近那個產生引力而使其下落的物體。如果在地球的外面什麼都沒有,沒有任何引力施加於我們地球,那麼,地球的下落不管是向著哪個方向,都是不可能的。因此,地球就會永恆地處於大自然將其安置的那個空間位置中。或者說,一旦地球被大自然置於宇宙中,它就會沿著一條直線無止境地穿梭於宇宙中。但是如果在天空中有個天體,它具有足夠大的引力能夠控制地球,在這種情況下,那麼我就會立即承認,地球會向著這顆主宰它的天體移動。但事實上,地球的下落是並不像我們所認為那樣的。它向著太陽落去,太陽巨大的質量不斷地吸引它,不斷將它拉向自身。由於地球轉動產生離心力而抵消了太陽對地球的萬有引力,這暫且不論。我們在後面還會講到這個重要的問題。

↓2.在我們看來,天空就像一個巨大的空心球,而我們呢,則處於這個球的中心。天空就像一個鑲著密密麻麻星星的穹頂一樣。在24個小時中,似乎天空這個球體攜著它的群星速度均勻地繞著地球轉了一圈。但通過望遠鏡觀察,我們知道,天空像個球體,這是我們所看到的幻覺。我們知道,天空向著我們的四面八方延伸出去,我們根本就看不到它的邊界;我們還認識到,太陽並不是一個發光的小盤子,而是一個比地球還要大得多的球體。星星從表面上看只是微微發光的物體,實際上它們的亮度與體積都可以和那些巨大的天體相媲美。天文望遠鏡告訴我們,那些星體與地球的距離並不相等,有些離我們近,有些離我們遠。但是它離我們的距離要比我們肉眼所看到的還要遙遠得多。這時,我們在腦海中就會產生疑問,到底是這個巨大的蒼穹帶著無數的星體圍繞著地球從東往西旋轉呢?還是地球自身在沿著相反的方向由西向東旋轉呢?如果實際上地球是從西往東旋轉,那麼天空看起來就是跟平時所看到的一樣——我們所看到的星體就會總是從東邊升起,從西邊落下。但是因為我們沒辦法察覺到自己的運動,故而我們就會以為自己是不動的。

在坐火車時,我們每個人都會注意到:鐵路兩旁的樹、杆子、籬笆、房子,它們都彷彿能動起來,並且向著與我們前進相反的方向跑去。如果我們認為自己是靜止不動的,那麼我們就會推斷出是外面的那些物體在向後狂奔。如果不是感覺到火車的顛簸,那麼這種感覺就會更加徹底,我們就會認為田野在瘋狂地奔跑。在行駛的馬車上,或是在行駛的船上,我們都會有相同的感受。因此,每當我們被一種平穩的運動帶著向前行進時,我們就會感覺不到自己在動;儘管周邊的物體是靜止不動的,卻彷彿在向著我們相反的方向移動。

↓3.如果地球自身是從西往東旋轉,我們就不會察覺到這種運動。因為這種運動不會產生顛簸,也沒有其他特點。這樣,我們就會認為我們自己是不動的,相反,我們卻會認為其他各種天體在運動,也就是說在與我們相反的方向即自東而西地旋轉。天空及其星體圍繞地球的旋轉,只是我們的一種幻覺。這就像我們剛才所說的,田野里的樹會沿著我們列車相反的方向往後奔跑一樣,也是一個幻覺。

到底是天空在轉動,還是地球在轉動呢?如果是地球在轉的話,那麼你們就必然會遭遇到以下的困難:地球在空間中運轉,每二十四小時轉上一圈;而每過了十二個小時,我們就會被地球帶著轉了半圈,而我們在地球上的位置就會處於與十二小時前相反的位置上。起初,我們的頭在上面,而腳在下面;但過了十二小時之後,我們就會顛倒過來,這時,我們的頭會在下面,而腳在上面了。現在這個時候,我們是直立的話,那麼十二個小時之後我們就會倒立過來了。那樣一種倒立姿勢是令人非常不舒服的,但為什麼我們感覺不到呢?為什麼我們不會被甩出去呢?這就像掉進深淵之中,為了不掉下去,我們應該拚命地抓住兩邊的可以支撐的東西一樣。可是我們都沒有。你們的觀察是準確的,確實,每過十二小時,我們的位置就會和起初的位置顛倒一次,我們的頭的位置就會轉到腳的位置上。雖然我們顛倒了,但我們不會有任何落下去的危險,也不會產生任何不適。這是因為,我們的腳一直是處於下面的,也就是說站立在地上;而我們的頭一直是向著天空的方向的。因為天空無所不在地包圍著我們的地球,一旦我們認識到,在空間中到處都是一樣的,那麼到底是上面還是下面,那就沒有任何意義了。所謂的上面還是下面,都是相對於地球而言的。下面指的就是地的方向,而上面指的就是圍繞著我們的空間。雖然地球一直都在運轉,但是由於地球的引力,我們一直都是腳向著地面、頭向著天空的;我們一直都是站立著的,不可能向著沒有任何引力的地方落下去。每過十二小時,我們跟著整個地球就會顛倒一次,但這並不會產生任何的不適和困擾。

↓4.由以上這些敘述,我們已經明白,旋轉的地球不會讓我們因為覺得自已會被甩出去而產生恐懼。但是另一個更嚴重的問題產生了。我們如何去相信,地球這樣一個龐大的物體能夠按部就班地繞著一個想像的軸運轉呢?要使得這樣一個巨大的球形機器運轉起來,那得耗費多大的力啊?而且它的速度又該是多大啊?如果每過二十四小時,地球就會完成一次旋轉,那麼那些位於它表面中部的點,即處於它旋轉軸大圓上的那些點,與此同時也會轉動了4000千米,也即每秒轉動了462米。這接近於炮彈剛脫離炮口所具有的速度。高山、平原、大海也都是以每秒鐘大約0.1古里即400米的驚人速度做著圓周運動。我們實在不敢相信,具有這麼大重量的物體能作這樣驚人速度的運動。是的,我認為,我們共同努力並運用所有的機械手段來使地球動起來,這就像一隻飛蟲拍打翅膀推動大山一樣,都是無效的。為了讓這樣一個龐然大物快速地運動起來,並且帶動各大洲以炮彈一樣的速度運動,這需要一種我們無法想像的推動力。但如果假設地球是靜止的話,那麼你會看到很多意想不到的後果。如果地球不動,那麼所有的星體就會在每二十四小時轉一圈,而太陽是一個比地球大140萬倍的球體——這是我們在下一講中會講到的。假如你認為地球是不動的,那麼僅僅是因為它太大了嗎?就算地球是不動的話,那麼太陽一定是動的吧?在太陽面前,地球只不過是一個小小的泥團而已。而且太陽的運轉速度還要更快,因為它在單位時間內所要走過的路程還要更遠。為了在24小時內轉動一圈,太陽在每秒走過的距離是9200千米。這還不算什麼,很多星體與太陽的大小都差不多,離我們最近的星體如果要圍繞地球運轉,那麼它在每秒內所運行的路程則不少於20.8億千米。另外那些離我們百倍、千倍遠的星體,它們每秒內所經過的距離也將會是百倍、千倍。這是因為,如果地球靜止不動這一點成立,那麼就必須這樣,就得有無數的比地球還要大還要重的天體,以一種每秒超過400米的距離,甚至是每秒幾千千米、幾萬千米,直至每秒幾十億千米的速度來旋轉。這樣的運轉機理是不符合理性的,它跟上面我們所提到過的經濟節省原理「一個就夠的話,絕不用第二個」相違背。因此,一勞永逸的解決辦法就是地球圍繞著它的軸轉動,而不是星體圍繞著地球轉動。

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