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海阔天空

——士兵乙的读书笔记

 
 
 

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上下百亿年-太阳的故事  

2016-06-02 21:11:45|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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上下百亿年-太阳的故事 - 士兵乙 - 海阔天空
 

这是我看的卢昌海的第2本书,上一本是《黎曼猜想漫谈》,没想到卢老师除了对数学有研究之外,对太阳物理也很有研究。在科普领域,卢老师也算是国内少有的原创作家,所以他的书很值得一看。

书中开篇重返古希腊的思想实验很有意思,大意是说如果我们带着最新的现代科学知识回到古希腊那个时代,我们有什么办法让古人信服我们带去的现代科学结论?比如太阳有多远,我们如何通过演示测量和计算过程,令古人确信太阳距地球1.5亿公里远呢?现代人享受着科学技术带来的美好生活,科学知识已融入生活本身以至于很多人不再清楚知识的来源是什么,经历了怎样困难重重的求索过程。所以,我觉得如果现代人回到古希腊,很可能大多数人都能成为知识丰富的大学问家,脑子里存储了大量的信息但却知其然而不知其所以然。相比之下,古希腊人仅凭朴素的几何手段和缜密的逻辑思维,就能计算出太阳有多大,距离地球有多远,他们才是真正的大师。

如何采用古法得出太阳有多远?首先,要等到一个上弦月或者下弦月的大晴天,这时太阳-月球-地球的夹角为直角,测量月球-地球-太阳的夹角就可以根据三角形的几何关系确定太阳至地球距离与月球至地球距离的比例。然后,基于太阳和月球看起来差不多大的事实确定太阳与月球大小的比例关系,这一信息既可以通过测量视角得到,也可以通过有时有日环食、有时又有日全食这一历史经验得到。对于一个物体来说,知道了距离也就知道了大小,反之如果知道了大小,自然也就知道了距离。再然后,找机会观测一下月食,测量一下从月球开始进入地球阴影到完全进入阴影再到开始走出阴影的时间,通过耗时比例、几何关系就能够计算出月球和地球大小的比例。最后,仅需测量一下地球的大小,就能够计算出太阳距地球的距离了,然后太阳的大小、月球距地球的距离和月球大小就全都知道了。测量地球的大小只需在相距数十或数百公里的地方垂直放上2只杆子,测量阴影就能够通过几何关系计算得出。当然,古希腊人是碰巧有个夏至那天能被太阳直射的水井,然后在另一个地点仅竖了一个杆子然后测量阴影计算出来的。

古希腊人很聪明,我觉得这还是不是最难得的,更宝贵的是他们认为地球是个球的价值观。早在几千年前他们就知道地球是个球了,真是不可思议。当然,还有更不可思议的,古巴比伦人还能计算出沙罗周期,一个周期为18年还多的周期,一个周期下来地球相当于净转了三分之一圈,也就是说,古巴比伦人驻守于一地,要54年多才能复现一次一模一样的天象,然而他们却仅通过观测和计算就确定了沙罗周期,实在令人惊奇。

 
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