03.05 為什麼地球是圓的,地面卻是平的?

放飛的紙飛機


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。


鏡像科普


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


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


地球太大,人站在表面,只能看到很小一塊球皮,感覺不到它的彎曲,所以認為地面是平的。至少,中國古人是這樣樸素認識的,還派生出“天圓地方”的陰陽學說。

一個身高1.7米的人站在平地上,能看到的地平線在4.7公里處。以此作半徑計算,人能看到的地球表面只有70平方公里。而地球的表面積為5.1億平方公里,人鼠目寸光,只看到了其中的1.4/千萬,這如同螞蟻爬拱橋一樣,他顯然無法判定地面是不平的弧型。

人站在高體的海輪上眺望,能看到更廣闊的海面,已能感覺到海平面呈現弧形。

而當今人造衛星在太空,能宏觀的隨時看見地球1/2的表面,地面是不平整的圓球球殼,一目瞭然。

————

附;人在平地上,為何只能看見4.7公里內的地面?這是一道初中數學題


如圖;人站在地球表面A點,眼睛在B點,AB是人的身高=1.7米,在B點能看到的地平線是C點。

COB是直角三角形,OC是地球半徑=6371公里,OB=地球半徑+人的身高,BC是人眼能看到的最遠地表距離。

由勾股定理(OB²=OC²+BC²),可以計算出,BC=4.7 公里。


諶人


首先我們從地理上了解地球是圓的的由來。

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提出的。隨後,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。1622年葡萄牙航海家麥哲侖領導的環球航行,證明了地球確實是球形的。從此,地球是圓的得到世界公認。

我們日常生活中經常說的:地球是圓的,就緣自於此。這是在二維空間中對地球的描述。

如果我們以三維空間的角度來看,那麼對地球形狀的描述就可以說成是不規則橢圓球體,極稍扁赤道略鼓。

這是因為地球赤道半徑約為6378公里千米,極半徑約為6357公里,平均半徑約6371公里。地球表面並不是想我們想的球體那樣,而是高低不平,差距懸殊。

既然地球是圓的,我們應該看的到地球的弧度才對啊,那為什麼地面卻是平的?

其實最主要的還是因為人類的感知能力非常有限,眼見未必為實。

之所以我們會覺得地面是平,正是因為地面的曲率,是很難被視野狹窄的眼睛所感受到,實際上我們都被眼睛"欺騙"了。

地球是一個超級巨大的球體,地球的周長約為40000多公里。在極限情況下,不包括空氣質量、地面遮擋物等影響,而人的視覺直徑大約只有2公里左右。相對於地球5.1億平方公里的大小而言,甚至可以把它比作一個點。根據立體角公式可以算出,人類在地球表面用肉眼看到的面積的弧度是非常小的,人類是無法感知的,才會有地面是平的這種錯覺。

在這樣的認知和感知體系下,認為地面是平的也就不足為奇了,這也就是所謂的眼見也不一定為實。

生活中實例:

1、 在遙望大海時,只能到很遠很遠的地平線,再遠就看不到什麼了。

這就是因為海平面是有弧度的,更遠的地方景觀都"躲"在地平線的下面了。

2、大海的遙遠的地方來了一艘帆船,我們最先看到什麼?

肯定是先看到桅杆,後面才一點點地看到船身出現,就像從海的下邊升上來一樣,這也正是地球表面是圓的一種表現。

3、日食、月食等等一些天文現象,都直接證明我們的地球是圓的。


科學Science


因為在浩瀚的大自然面前,人類可以說是鼠目寸光。



幸虧,人類的先哲走在了前面。從古希臘哲學家畢達哥拉斯開始,人類就在不斷地探索這個我們賴以生存的地球。當然,最初地球肯定不叫地球,只能稱之為我們站立的土地。與其他文明一樣,中華文明也有自己對大地的獨特理解,那就是天圓地方。



到了15世紀興起的大航海時代,人們已經隱約認識到,地球也許是圓的。比如,在西班牙探險家哥倫布發現美洲大陸之後,曾有西班牙探險家設想,橫穿美洲大陸到達太平洋沿岸,然後繼續橫跨太平洋,尋找遙遠的東方古國中國。



時間進入16世紀以後,葡萄牙探險家麥哲倫最終證實了地球是圓的。1522年9月6日,在經過1082日的一路向西的艱苦航行之後,麥哲倫的船隊回到了起點西班牙某港口。這是人類第一次完成的環球航海壯舉,總里程約為60440千米。



那麼,我們為什麼感覺不到地球是圓的呢?因為地球太大了,而人類太渺小。地球的直徑平均約為12742千米,而我們人類站在地表,我們的視線所及的距離,僅僅從幾千米到幾十千米不等(視個人視力以及天氣情況而定)。


學過數學的朋友都清楚,與地球的周長40076千米相比,我們目光所及的地表的弧長僅僅是地球周長的千分之一甚至萬分之一以下。在這樣的情況之下,我們往往感覺不到地面的起伏或者弧度,即所謂眼見並不為實也。當然,以現代的宇航員的視角看來,就一目瞭然了。


登高望遠,視野就會格外開闊。其實,人類擁有的最寶貴的東西是思想。因為,思想境界的高低,往往決定著人類視野的遠近。


俚言雜談


只是因為地球足夠大,而人類卻渺小的如同一粒沙子,古人早就意識到大地是弧形,但是卻不能證明地球是球形,人類目力所及還是太有限。

古代人認為天圓地方,天就像一個大鍋扣在地上,而大地看起來就很平坦,觀察到的這些現象成為人們認識地球的基礎。古希臘有不少學著認為地球是球形,但是隻是猜測,他們有些人認為球形是所有幾何題中最完美的。亞里士多德觀察月食後猜測地球是球形,阿基米德也猜測地球是球形,卻都不能很好的證實。

真正使人類確認地球是球形的事件,是歐洲16世紀的環球旅行。那之後科學家們不再懷疑地球是球形,轉而猜測地球的準確形狀,牛頓通過計算認為地球是略扁的球形,赤道附近因為線速度更大,被“甩”出來的形狀。20世紀60年代,人類通過衛星確認了地球的形狀,後來更是通過多種遙測分析,才知道,地球除去水之後形狀不是恨規則,只是大體上呈球形而已。

地球是圓的,人看到的大地卻是平的,是因為人類只能看到地球的局部,當人類發明衛星,展開“上帝視角”之後,地球的形狀真相成為了一種常識。


來看世界呀


為什麼地球是圓的,地面卻是平的?

誰告訴你地球是圓的哈......在三維空間中形容一個物體應該不能圓的或者方的來描述,而是應該用一個球體或者長方體或者不規則多面體等等......這樣大家就有一個概念了,如果是圓形或者方形等說法的話,只是表示它在二維平面上的投影!

糾正了標題之後就來說說為什麼地球是一個球體,而地面卻是平的了......一個平面可以看成是是一個無限大直徑的球面的一部分,但小到某一個程度時我們就能看出這是一個球體了....這個中的關鍵是我們能看到的面積上的曲率有多大!

我們的地球約有6370KM的半徑,據此計算,我們肉眼看到的範圍約為10KM直徑不到的一個圓,而從圓心到半徑5KM外有多少起伏呢?大概1.8M都不到,這個平面度有多高呢?差不多就是一張桌子中間因為壓了重物凹下了0.2MM,相信您應該目測不出來.......

相信絕大部分人應該是相信地球是一個球體的,但讓你大跌眼鏡的是即使在發達國家美國,依然有數千人相信地球是扁平的。

就像一個大餅懸浮在宇宙空間,而日月星辰都圍繞著這個平面轉動......


星辰大海路上的種花家


地球並不是圓的,而是不規則的圓——橢圓。我們覺得地球是平的,很大一部分原因是地球的曲率半徑太大,而居住在地球表面的人類目光又太“短淺”所以所及之處都是平的。如果在高山上,我們看見的都是叢山峻嶺,更無法分辨地表是否是平直的。

目光“短淺”

人類目光所及之處相對於地球大小來說,實在太小了。

舉個例子:

1、2、3號小球,小球一個比一個大,假定人類的視線範圍為紅色長方形。小球越大,目光所及之處球的表面越趨近於平面,1號小球紅色範圍內為半圓,2號小球紅色範圍內還能感受到一點圓弧,3號小球內眼睛已經無法分辨出是彎曲的。

和地球比起來這點比例的圓就是小巫見大巫了,下面我們會用上海來舉例子。

精準度不高

人類的“精確度”還不高,想想我們平常在牆上要掛一副畫,一個人掛,下面還有一個人指揮。“右邊高了”,“左邊再低一點”,即使這樣,如果我們拿專業的工具去測量,肯定還是歪的。我們通過眼球指揮出來的誤差,也是眼球可以接受的誤差,所以沒必要太較真。

我們看一下下面的圖,問是水平的,還是斜的。

答案是斜了0.2度,我們的眼睛是無法辨別出輕微的角度的,所以平常我們要找水平的時候,都需要藉助工具。

“冰山”一角

有的人說,我們可以藉助工具,量量5公里範圍內的高度差不就知道了。

首先量和看是兩回事,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。平原不是我們想想中的貼著地球表面來個“自流平”。即使我們測量5公里,對於地球來說也只是冰山一角。我們是無法判定這個冰山到底有多大,冰山整體是什麼形狀的。

只有拉開距離,看到整體,才能看清形狀。就像一個乒乓球對細菌來說,表面是平的,一個籃球對於螞蟻來說表面也是平的。雖然我們都知道這倆球是圓的,但是對於人類來說地球表面是平的,因為地球之於人類就像乒乓球之於細菌,如果讓螞蟻遠離籃球,看到籃球的整體,也能看出來籃球是圓的,就像在遙遠的太空中人類看到地球是圓的。

地趨近於平

上面說了人的視野太狹窄,視野所能囊括的視線距離太短,導致視野範圍內的彎曲弧度實在太小,不足以讓眼睛通過大腦來告訴我們,這已經“彎”了。當我們的視角被侷限於地球的一個點上時,我們視野呈現出來的部分,趨近於直線。就像你無法看清上面圖中那條直線傾斜了0.2度,所以你也無法判斷,我們視野範圍內的彎曲幅度。就像下圖隨著半徑的增大,我們所看到的範圍內,越來越“直”。

再舉個例子

假設你有千里眼,站在上海最東邊可以看到上海最西邊。

地球周長約為40075km,上海寬度約90.25km,地球周長約為40075km,圓形一圈360°,可得出上海地區扇形弧度(90.25/40075)*360°≈0.81°

我們把上海區域放大,也代表我們的視野縮小了,紅色表面代表的上海區域還是很小。

再次放大,可以發現紅色的上海區域已經快趨近於黑色直線。

紅色代表上海寬度的話,再想想人類,在上圖中的大小,拿顯微鏡都看不出來。即使是人有千里眼,從上海東邊,望到上海西邊,在他視野範圍內,眼睛無法辨別出這輕微角度的“誤差”。更何況地球表面並不規則,也沒有完全水平的參照物,所以大腦也會告訴我們地面也是平的。

從圓到平

一點點把地球放大,更能客觀地體會從圓到直的過程。遙遠的太空:

近地軌道,觀察的到的地球,已經不是一個完整的圓了。

再拉近,高空俯視的角度,還是有弧度的。但人實在太渺小了,而且周圍都是粗糙的、蜿蜒曲折的。如果置身於下面的山中、森林中,平的還是圓的,我們根本無法判斷。

但是如果我們低空飛行,行駛在筆直的告訴公路上,奔跑在田野裡,我們會發現,地面是多麼的平直呀!

因為視覺的誤差,視覺的侷限性,地球的曲率,人類的渺小和我們居住在一個凹凸不平的表面上,所以我們覺得地是平的。


科學美少男


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!


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