為什麼地球是圓的,地面卻是平的?

放飛的紙飛機


因為人類的視力有限,你是靠視力去判斷的。有時候眼見不一定為實。為啥咱們看到地球是平的,海平面只說,但是每個地方的海拔高度是不一樣的這個你知道的吧,是以海平面為準的。海拔高低就代表地球不是平的因為水往低處流也是驗證的事實,再說地球太大了,比如一個玻璃球是圓的你感覺特別圓,那麼你知道鳥巢也是個圓的,但是你站近點看看是不是越近越平,如果把他放大數千數萬倍你站近看你還會覺得他圓嗎,同樣的道理是因為地球太大你視力有限看不遠所以覺得平,海水也是圓的,同樣的道理,他沒溢出去原因是地球引力,你看看初中課本有重力的哪一門課,其實就是地球引力,包括咱們說的東西有多重都是地球對一個事物引力大小的體現。


尋覓14958


我們都知道,地球是一個球體。但為什麼我們作為一個人,站在地上感覺不到呢?

要理解這個問題,我們需要理解「曲率」。

首先問大家一個問題:大家如何判斷一個面是否是平的?

這個問題看起來很簡單,但仔細想想,其背後包含了「誤差」的概念。

如果我們無法觀測到地面有起伏,那對地面最好的描述,就是「他是平的」。這個起伏如何觀測呢?我們把每個地點的高度都觀測一遍,然後看看它們是否一樣。

然而問題來了,我們站在平地上,目光所及的地方不過4.7千米。而這麼大的範圍裡,地面的起伏有多大呢?只有1.7米左右。

也就是說,4700米才會有1.7米的起伏,這相當於我們的桌子一邊比另一邊低0.2毫米,如果不仔細觀察,是根本無法觀察到的。

數學上有一個更嚴格的定義,叫做「曲率」,曲率越大,東西彎曲的程度越大;曲率越小,東西就越直。曲率是曲率半徑的倒數,地球的半徑是6400千米,那對應的曲率半徑就是1.5x10^(-7),是非常小的一個值,我們只有在非常高的地方,比如太空上,才能看到地球彎曲的形態。


章彥博


其實地球是一個橢圓球體,對於人類來說,地面確實是平的,為什麼呢?其實有一個簡單的例子,一個小小的事物立足在一個很大的橢圓體上面,他看到的肯定是平的。這就好像是螞蟻在一個大大的氣球上面,你如果以這隻螞蟻的視角看這個橢圓,那麼它肯定先是平面,到了一個角度才會看到它是球體或者橢圓體。

我們在地球上感覺不到地球的橢圓,其實我們在地球上還有很多很多事情都感覺不到,比如你現在雖然坐在這裡,但是實際上卻在飛速的“移動”,包括你腳下的地面,地球板塊也在隨時運動等等,其實舉地球自轉的這個例子就是想告訴大家地球對於我們人類來說太大了,你必須要以一個角度觀察才能看出地球的本質。

古人因為沒有太空望遠鏡,火箭等等這些東西,所以他們認為是天圓地方,星星太陽月亮都在繞著我們轉,地球就是平的,上面有一個穹頂。但是現代科學從蘇聯第一顆衛星開始就一直不斷進步,我們現在不止可以在太空看到地球,各國的地球衛星還能隨時隨地監測地球的任何情況,更不用說地球地面的問題了。

只要你到達一定高度,你就會看到地面其實不是平的,它有一定的曲率,這個曲率也被稱為地球曲率。科學家的數據為我們直觀的展示了地球曲率,也就是說一個人站在一望無際的平地上,它的最遠可視角度在4.7千米左右,也就是說4.7千米才有1.7米的曲率,我們是無法觀察到的。

國際空間站宇航員有很多圖片,它們在400公里軌道上,拍攝到的圖片其實才是地球,這裡我為大家貼幾張圖片。

一望無際的的地平線,我們看到的美景



一萬米高空拍攝到的畫面,大家可以看到


前幾天note7手機上天在33000米拍攝到的地球,好像有那麼點意思了,不過還是平的,接下來,直接就是國際空間站宇航員拍攝到的了,就不說卡門線附近啦:






最後一張圖片是阿波羅16號宇航員在前往月球的路上用哈蘇CAM拍攝到的地球

觀察角度不一樣,看到的事物也不一樣,如果我們在地心生活,不是在表面生活,估計連地球是個什麼形狀都不知道,就是一個蓋住的大鍋,哈哈,如果你是土星人,看到的地球就是一個像素點……圓的還是方的就不清楚了,另外,藉助天文儀器觀測是非常重要的,畢竟人眼睛觀察事物是有限的。

我是宇宙與科學,偶爾中二的科普作者,專注於科普天體物理學和新科技,歡迎關注


宇宙與科學


因為人類與地球相比,實在是小的多的多了。絕大部分人類的身高不超過兩米,而地球的半徑就達到了驚人的6400公里。正是因為反差如此之大,才讓人誤以為地球的地面是平的這樣的錯覺。

因為人的身高與地球的大小不成比例,導致人類目之所及只能看到地球很小的一部分。而相對於地球表面5.1億平方公里,目之所及的這一部分幾乎可以忽略不計。但對於人類來說這一部分已經是很大了,這就類似於數學上學導數時的細分。一條弧線組成的平面圖形,可以近似認為是由許多個矩形組成的,細分的越多,面積計算越準確。如果無限細分的話,所有矩形的面積之和就等於該平面圖形的面積。正是由於人類體積和身高太小,所以才認為地面是平的。



而人類一旦進入太空,就會發現原本平直的地平線逐漸變彎了。其實只要到達珠穆朗瑪峰那麼高,周邊沒有遮擋物的話就能夠勉強看到地球弧度。只不過珠穆朗瑪峰周圍都是高高的山峰,所以看著不明顯。目前人類跳傘的最高記錄是四十多公里,在這個位置已經可以清楚的看出地平線的弧度了。



其實在地球上我們也有一些簡單的辦法來證明地球是圓的:遠去的船隻總是從下部開始消失、地面基站隔一段距離就要架設一個、即使站在很高的地方也只能看到很有限的距離,看不到更遠的景觀等。這些看起平淡無奇的現象實則都反映出了地球表面是弧形的這個事實。


張家小智兒



地面並不是平的,而是球面。在一望無際的平原上,或在一望無垠的大海中,你會看到遠方的地平線,那是因為地球是圓的,你只能看到那麼遠,更遠的地方就在球面下面了。大海的遠方來了一艘帆船,你會先看到桅杆,慢慢才看到船身,就像從海下面升上來,這就是因為海平面有弧度。

地球是球形這一概念最先是公元前五、六世紀的古希臘哲學家畢達哥拉斯(Pythagoras)提出的。但是他的這種信念僅是因為他認為圓球在所有幾何形體中最完美,而不是根據任何客觀事實得出的。以後,亞里士多德根據月食時月面出現的地影是圓形的,給出了地球是球形的第一個科學證據。


公元前3世紀,古希臘天文學家埃拉託斯特尼(Eratosthenes of Cyrene)根據正午射向地球的太陽光和兩觀測地的距離,第一次算出地球的周長。公元726年我國唐代天文學家一行主持了全國天文大地測量,利用北極高度和夏日日長計算出了子午線一度之長和地球的周長。1622年葡萄牙航海家麥哲侖(Ferdinand Magellan)領導的環球航行證明了地球確實是球形的。


17世紀末,牛頓研究了地球自轉對地球形態的影響,認為地球應是一個赤道略為隆起,兩極略為扁平的橢球體。1733年巴黎天文臺派出兩個考察隊,分別前往南緯2°的秘魯和北緯66°的拉普林進行大地測量。結果證明了牛頓的推測。

從此,地球是圓的得到世界公認。人類乘坐航天器飛出大氣層後,可以直觀的看到地球全貌了。不過至今也還有個別宗教組織頑固的認為地是方的,美國一個小團體就在籌資準備上天去證實自己的地方理論,但幾乎沒人理他們。


時空通訊


欲窮千里目,更上一層樓。

其實這句詩中就隱藏著大地是球形的秘密。

大地上其實很難有足夠長的平面,並且靜止不動的物體,也不容易讓人意識到遠方的東西被隱藏在了曲線之下,但航海的西方人,早就發現了大地是彎曲的這個秘密。比如,在觀察遠方的船隻逐漸靠近港口的過程中,會讓燈塔上的瞭望者明顯感知到船在爬坡,但如果船真的在爬坡,那麼水就應該往低處流過去才對。既然水並沒有往低處流動,那就只能說明,是大地本身在彎曲。


當然,您現在也可以反其道而行之,在海邊不同的高處,用光學變焦相機拍攝遙遠地平線上的船隻,就能對地球的曲率有親身體驗。比如下面這張照片。

左圖在海平面6米處拍攝,右圖在海平面22米處拍攝。拍攝的是同一條船。


為什麼爬上高處就能拍到船更多的全貌呢?這正是因為大地的曲率導致的。船身是否被地平線阻擋,取決於您站的高度,您站得越高,地平線就越遠。看看下面這個簡單的幾何圖形,就明白這是怎麼回事了。

O點是觀察者所在的位置,h是觀察者所處的高度,離海平面有多高。那麼O處的觀察者能看到的地平線的距離,就是字母d,也就是從O點處向球形弧線做切線。很顯然,h越高,可觀察距離d就越長。當地球的半徑R已知時,我們可以根據函數,算出h和d之間的數學關係。

圖示:縱座標為可見距離(公里),橫座標是海拔高度(米)

注意,這是指在海邊往大海的方向眺望時,你能看到的地平線距離有多遠。

在海邊,只要站在地面上3米處,您就可以看到相距6.2公里的地平線。

如果站在30米高的地方,就可以看到大約20公里遠的地平線。

這就是為什麼古代西方文化,都行在公元前六世紀,就知道地球是彎曲的,而不是平坦的原因之一,他們只需要一雙好眼睛和基礎幾何學知識。因為,觀察大海上的船隻,是發現這個秘密最簡單的辦法。


通過等高參照物,也能直接看到大地的曲率。

如果真正平坦的大地上,有一系列登高參照物,那麼我們就能更加直觀的感受到的地球的曲率,這樣的參照物可不常見。但美國龐恰特雷恩湖(Lake Pontchartrain)上電力公司修建的一系列等高電線塔,就恰好提供了一個完美參照體系,這些電線塔在湖面上的部分是差不多等高的,這樣電線才能平直的拉過去。這個電線塔綿延25.75公里,當你站在地面上看時,由於您的地平線距離只有幾公里,因此您會看到電線塔開始向下彎曲。

此外,還可以用熱氣球帶上攝像機上天,當飛到足夠高時,大地的弧線就一覽無餘了。

但要想真正證明地球是一個球,還需要別的證據,那就是月食。

亞里士多德是根據月食的形狀率先猜到大地必然是個球體。因為他知道月食的成因是月球進入了大地的陰影導致的,而大地投影在月球上的形狀是個圓形,而一個三維的圓形就是一個球。其實,月亮和太陽都是圓的,這已經是個強有力的啟發了。

環球航行,才真正讓人信服,地球是一個球。

科幻之父儒勒·凡爾納的《八十天環遊地球》將大地是個球的觀念從精英階層普及給了大眾。

當人類飛上太空,拍攝下地球的照片後,大多數人都相信地球真的是個球。

1947年3月7日,在人造衛星進入太空時代前,利用火箭上的相機拍攝的大地拼接照片,顯示出地球的部分球狀特徵。但要想看到完整的地球,得到足夠遠的地方才行,在地球軌道上是沒法用單張照片就拍攝出整個地球的。


所以,直到20世紀60年代,人類從月球上第一次看到了完整的地球!

圖示:這是從月球軌道上拍攝的地球。


但最著名的照片來自1972年12月7號,阿波羅17號,在遠離地球29,000公里的地方拍攝的彩色地球照片,“The Blue Marble”(藍色彈珠)

圖示:The Blue Marble,史上覆制次數最多的地球照片,也是最出名的地球照片。

如今,我們有了許多地球照片,包括國際空間站宇航員們拍攝的精彩照片,比如這張。

NASA的深空氣候觀測站(Deep Space Climate Observatory,DSCOVR)衛星拍攝的月球和地球照片。


深空氣候觀測站衛星遠離地球百萬英里之外,在2015年2月11日發射,其目的是對太陽風進行預警。當太陽黑子活動劇烈增加時,強大的太陽風足以癱瘓地球上的電網,給我們的文明帶來毀滅性的重創。



裸猿的故事


汝承認地球是圓的,眼前地面卻是平的,有這麼離奇的事情嗎?這個提問者的眼光絕對犀利,觀點獨到,值得讚賞。


問題來了,如果地面是平的,我站在揚州,應該可以看到珠穆朗瑪峰吧,畢竟它有8800多米高,體積還非常龐大,峰頂白雪皚皚,反光強烈,風景如此美好!事實上我站在揚州,連南京紫金山都看不到。


這一點在人類大航海時代就已經發現了,通過望遠鏡,永遠只能夠看見,遠處的船隻,先露出桅杆,後露出船身。


人類之所以認為地面是平的,那是我們的目光侷限,在青藏高原,空氣質量異常良好,地勢非常平坦的地方,人類的目光,最遠可以看到,18公里以外,一棵十米高的孤零零的樹,距離再遠一點,就超出了人類是覺的最小分辨角,看起來就是天地一線,方圓18公里是什麼概念?佔地面積是254平方公里,地球的表面積是約51億平方公里,我們所看到的僅僅是200萬分之一,

根據公式,18公里外,地面曲率因素下降:

=18/sin(18*360/(π*12756))-6378=0.0085km=8.5m

18公里外的東西,沉降8.5米,角度是0.152度,人眼是難以分辨得出來的,因此姑且認為地面就是平坦的了。


其實,只要購買兩個大功率激光指示水平儀,分別放在18公里的兩個地點,就會看到激光束是交叉的,而不是平行的或者是重合。


其實這是初三的數學知識+地理知識,很多人學了就忘,不亦悲夫!


廣大家長在向孩子講述概念的時候,儘量用畫圖的方法,會取得很好的效果,對待孩子的理解能力差,不要吼叫,不要不耐煩,找出最佳溝通方法,舉一反三,才能夠讓孩子提升對學習的興趣。


謝謝閱讀!


諸葛小村姑愛科學


這也是整體與局部的關係,也是人類認知限制性最好的代表,地球是圓的與地面是平的並不矛盾!

但如果你來到大海邊,仔細觀察遠方駛來的船隻你就會真實地體現到地球為什麼是圓的。向遠方觀察時,你會先看到桅杆,然後才能看到船身,如果地球是平的,桅杆和船隻會同時被你看到。而先看到桅杆恰恰說明了地球是圓的!

而在地面上,我們也能體驗到地球是圓的,當然不能只留意腳下的一片地面,向遠處看,我們會看到地平線,這也說明了地球是圓的,地平線是你能看到的最遠處!

當然,雖然我們日常生活中看到的地面是平的,但我們心裡都清楚地球整體確實是圓的,只不過是我們的心裡在作怪,或許只有在外太空親眼看地球才能真的打消心裡的疑慮!

類似這樣的侷限性是人類認知世界認知宇宙最大的障礙,它表明了很多我們認為眼見為實的東西未必都是正確的,甚至恰恰相反,很多我們親眼看到的一些事實都是錯誤的,我們被侷限性大大地限制了!

比如說我們對速度和時間的理解在相對論出現後徹底被顛覆了,還有我們對現實世界的認知在量子力學出現後也徹底被打破!


宇宙探索


地球確實是圓的,雖然有些許的不規則,比如說赤道半徑6378.137千米,極半徑6356.752千米,但是這幾十千米的差距對於地球的半徑來說不值一提。

至於為什麼地球是球體而人類看起來地球表面是平坦的呢?在古時候人類便有著天圓地方之說,因為目光所到之處看到的地表都是平坦無比的。但也有些人質疑過地球是方的,我國的古籍中又不少關於地球是圓的學說,先儒根據觀察海水以及洞庭湖水中高二地四垂,以及各省太陽出地時間的不同早就意識到了地球是球體,公元前六世紀,古希臘數學家畢達哥拉斯提出了地圓的概念。但是所有的這些學說沒有佔據到主要地位,所以一直直到麥哲倫完成了人類歷史上第一次環球航行,人類才接受了地球是圓的這一無可辯駁的事實。


回到題目所問的問題。這是因為地球太大了,而人類又太小了,人的目光有限,當把我們放在地球上的時候,我們所能看到的範圍對於地球來講與一個乒乓球上的小點沒有什麼不同,在我們視線所能到達的範圍,地球的弧度變化十分小,用比較專業的話來說就是地球的曲率太大,大到我們根本不能感覺到它弧度的變化。這其實就是視角的問題,類似的,將一個螞蟻放在一個籃球上,它也不能感覺到籃球是球,在它的眼中籃球就是平面。你也可以用一支激光筆照射地球儀上的一點,仔細觀察這一點,你也不會感覺到這個點是彎的。很早人們就發現遠處駛向碼頭的船隻首先進入視線的是桅杆的頂部而不是整個的船隻,按照之前的地球是方的這一論斷根本不能自圓其說。


所以說啊,我們能看到的不一定就是事實,立足大地的我們所能看到的東西有限,我們看到的只不過是局部的地球,想要看到地球究竟是怎樣的,就得走出地球,到太空中看到的地球就是球體。


鏡像宇宙


我想這個問題並不複雜,地球之所以看起來是平的,和人類的視覺角度存在關係,在一般的情況下,人眼能看到的距離,差不多有2公里左右,而地球的周長有4萬多公里,所以人眼能看到的範圍直徑,大概只有地球周長的二萬分之一,如果我們將一個圓分割成兩萬分,你會發現每一份的圓邊,都無限接近於一條直線。

其實地球是平的,已經不是一個新鮮的說法了,不僅古代人這麼認為,現代的一些人也是這麼認為的,哪怕是一些知名的公眾人物,也對地球的形狀產生過懷疑,例如著名的籃球明星歐文就公開表示,地球是平的,所以連大名鼎鼎的NBA球星都這麼認為,難怪有些人不相信了。

那麼過去的時候,人們對於地球的形狀如何,確實是不太清楚的,但大多數的人們都認為,地球是平的,因為地面是平的,所以在很長的一段時間之內,地平說就成了人們公認的概念,後來古希臘的畢達哥拉斯提出了一個新的概念,他首次提出了地球是球形的說法。

但畢達哥拉斯是一個數學家,他之所以提出地球是球形的,只是因為簡單的立體美學而已,所以畢達哥拉斯並沒有任何實質的證據,後來又過了300年之後,出現了一位叫做埃拉托色尼的科學家,這位科學家利用幾何學的方法,確定了地球是一個球形。

不過地球是球形的說法,仍然沒有得到普通大眾的認可,有些人仍然相信地球是平的,但也有人認為地球是球形的,這其中就包括麥哲倫,麥哲倫為了打破人們的傳統思維,決定親自進行一場環球實驗,如果他能繞地球一圈回來,那麼就足以證明,地球肯定是一個球形的。

那麼麥哲倫的故事,想必你我都知道了,麥哲倫作為人類史上,首個進行環繞地球實驗的人,他的舉動是偉大的,雖然他本人並未回到西班牙,他的實驗成功了,所以毫無疑問,地球肯定是球形的。


分享到:


相關文章: