人類曾經(jīng)認(rèn)為,太陽一直在圍繞著地球旋轉(zhuǎn),地球上被陽光照耀到的區(qū)域就是白天,而沒有陽光的區(qū)域則是黑夜,太陽繞著地球轉(zhuǎn)一圈,地球上也就度過了一次晝夜交替。
但隨著對(duì)宇宙認(rèn)知的不斷增加,人類才逐漸意識(shí)到實(shí)際情況是反過來的,原來地球只是太陽系中的一顆行星,它其實(shí)是在圍繞太陽公轉(zhuǎn),而地球上的晝夜交替,則是地球本身的自轉(zhuǎn)所造成的。
我們知道,地球的自轉(zhuǎn)是相當(dāng)有規(guī)律的,地球的自轉(zhuǎn)軸當(dāng)然也就非常穩(wěn)定,因此地球的表面上就存在著兩個(gè)固定的“點(diǎn)”與地球自轉(zhuǎn)軸相交,其中位于北半球的就被稱為“北極點(diǎn)”,而位于南半球的則被稱為“南極點(diǎn)”。
那么問題就來了,如果一個(gè)人站在地球的北極點(diǎn)上,他會(huì)不會(huì)察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈呢?
要回答這個(gè)問題,我們需要簡(jiǎn)單了解一下我們?nèi)祟惖拇竽X到底是怎么感知到自己是在原地轉(zhuǎn)圈的。
當(dāng)我們?cè)谂袛嘧陨淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候,只要有合適的參照物,我們的大腦就可以憑借視覺系統(tǒng)獲取到的外界信息迅速確定自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
比如說當(dāng)我們看到周圍的眾多原本不會(huì)動(dòng)的景物如高山、河流、大樹、高樓等等,全部都在圍繞著我們“旋轉(zhuǎn)”的時(shí)候,就會(huì)很快意識(shí)到自己是處于原地轉(zhuǎn)圈的狀態(tài)。
除了視覺系統(tǒng)之外,我們的大腦還可以通過前庭系統(tǒng)來判斷自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),簡(jiǎn)單來講,前庭系統(tǒng)位于人類的內(nèi)耳之中一個(gè)感知系統(tǒng),它可以為大腦提供空間定位、空間方向、線性加速度等等信息。
前庭系統(tǒng)主要由“橢圓囊”、“球囊”以及三個(gè)“半規(guī)管”組成,當(dāng)我們處于原地轉(zhuǎn)圈的狀態(tài)時(shí),三個(gè)“半規(guī)管”中的內(nèi)淋巴液也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)一個(gè)被稱為“壺腹帽”的感受器會(huì)感受到這種狀態(tài),并將信息發(fā)送給大腦,于是我們就知道了自己在原地轉(zhuǎn)圈。
實(shí)際上,由于三個(gè)“半規(guī)管”基本上是互相垂直,因此空間中任意方向的旋轉(zhuǎn)都可以被我們察覺到。
在有些時(shí)候,即使我們將眼睛閉上,也能夠察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈,這其實(shí)就是前庭系統(tǒng)在起作用,但這有一個(gè)條件,那就是在轉(zhuǎn)圈的速率要足夠高。
然而地球的自轉(zhuǎn)周期卻大約為23小時(shí)56分4秒,簡(jiǎn)單計(jì)算一下可知,地球每秒鐘只會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)大約0.0042度,如此低的轉(zhuǎn)動(dòng)速率,人類的前庭系統(tǒng)根本就不可能察覺到。
這就意味著,如果一個(gè)人站在地球的北極點(diǎn)上,他想要察覺到自己是否在原地轉(zhuǎn)圈,就只能依靠視覺系統(tǒng),而這就需要有一些合適的參照物。
因?yàn)檎麄€(gè)地球都在自轉(zhuǎn),所以這個(gè)人在地球上看到的所有景物都在與他同步旋轉(zhuǎn),在這種情況下,他就只能在地球之外去尋找合適的參照物,其中最理想的應(yīng)該就是夜空中那些閃亮的星星,畢竟它們中的絕大多數(shù)都是遙遠(yuǎn)的恒星,其與地球的距離都是以光年來計(jì)算。
可以想象的是,如果這個(gè)人可以觀察到夜空中的星星在整體上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),那他就可以察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈。但問題在于,地球的自轉(zhuǎn)速率實(shí)在是太低了,以至于人類的視覺系統(tǒng)根本就不可能察覺到星空的變化。
所以我們就可以得出一個(gè)結(jié)論:對(duì)于一個(gè)站在北極點(diǎn)上的人來講,他僅憑自身的感知系統(tǒng)是無法察覺到自己在原地轉(zhuǎn)圈的。
當(dāng)然了,如果借用工具的話,情況就不一樣了。一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法就是,這個(gè)人可以利用專業(yè)的設(shè)備對(duì)星空進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間攝影,比如說好幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。
在此之后,他可以將拍攝到的影像進(jìn)行快速播放,一切順利的話,他就可以看到快放影像中的整片星空都在圍繞著北天極旋轉(zhuǎn),而這正是地球的北極點(diǎn)在“原地轉(zhuǎn)圈”所造成的現(xiàn)象。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見。
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