在读王之涣的这首《登鹳雀楼》时，大家有没有思考过：为什么想看得远，需要登上高处，更上一层楼呢？是什么阻挡着我们的视线，使我们在平地上无法比在高处看得更远？
两个答案
其实，对于这个问题，可以有一个简单的答案，也可以有一个复杂的答案。
简单的答案是：在平地上时，我们处于一个二维平面中，周围有很多建筑物阻挡着我们的视线。而登上高楼或山顶，则增加了垂直的维度，我们就可以像天空中的小鸟一样，越过鳞次栉比的建筑物，眺望远方，俯视下面的二维空间。
还有一个复杂的答案。假若你现在来到了茫茫的大草原上，碧空万里，一马平川，没有任何小山丘、毡房及其他建筑物遮挡视线。你清楚地知道，在离这里10千米外，有你家的毡房，毡房附近有你家的牛羊。可是，你向任何一个方向放眼望去，貌似都是无边无际的绿油油的青草地。家在哪里？牛羊在哪里？为什么你看不到？
因为遥远的远方弯到了地面下方，所以我们的眼睛看不到。我们的眼睛平视时，所能看到的地球球体的最远距离，就是常说的地平线。而当我们站的高度变高时，地平线和我们的距离就会变大，或者说，地平线会变得更远。于是，我们就可以看到更远处的物体了。如果远处的物体比较高，即使遥远的远方弯到了地面下方，也可能会被我们看到。
目之所及皆有定数
那么，我们站在不同的高度能看到多远的地平线呢？这在数学上可以定量计算出来。
一个身高1.7米的人，他与地平线的距离是4.7千米。也就是说，他站在地面上最远可以看到4.7千米远的物体，距离再远的物体就会弯到地面下方。
而如果他站在100米高的山坡上，他与地平线的距离就会增加到36千米。欲穷千里目，则要登上至少19千米的高度，而地球上最高的山峰珠穆朗玛峰的海拔高度也不到9千米。
因此，“欲穷千里目”，一定要到大气层的平流层去，仅仅“更上一层楼”，是远远不够的。“神舟”飞船飞行的轨道距离地球约343千米，在飞船里的航天员才真正地做到了“穷千里目”，并且能够看出地球是一个球体。
而之所以我们无法看到远处地表的物体，恰恰因为地球是个球体。
人们如何知道地球是球形的
公元前3世纪，古希腊数学家和地理学家埃拉托色尼就计算出地球的周长，与现代的测量值40075.02千米相差无几。可是，在那么久远的古代，科学家如何知道地球是球形的？
第一个提出地球是球体的，是古希腊数学家毕达哥拉斯。不过，他并不是根据实证，而是根据一个几何学家的信仰。在毕达哥拉斯的眼中，除了球体，其他的任何形状，无论是锥体、三角形还是长方形、圆柱体，都不完美。他深深地崇拜脚下的大地，认为只有完美的球形才有资格作为大地的形状。但是，他给不出任何可信的实证。
毕达哥拉斯去世100多年后，亚里士多德在观察月食的形状时，认为遮住月亮的地球要么是一个圆盘，要么是个圆球。之后，他分析月食时发现，落在月亮上的地球阴影一直是圆的，并不会随着月球而改变，因此认为地球更可能是球形。
此外，亚里士多德还观察大海上航行的帆船。他发现，当帆船离去时，总是船身先看不见，桅杆后看不见。当帆船驶来时，顺序则相反。由此，他推断海面不是平的，而是不断地向前下方弯曲。这样的连续向下弯曲，可能就意味着地球是个球体。
而这个推断让他有个疑惑：既然地球是球体，那在地球另一边与我们相对的人，岂不是头朝下，会从地球上掉出去？亚里士多德的解决方案依旧是信仰。他相信，宇宙万物都向着一个中心，并有向中心自动靠拢的趋势。而今天我们知道，我们之所以没有头朝下地从地球上掉出去，是因为地球和我们之间的万有引力。
来源：《科学大众·小诺贝诺》、《阅读时代》2024年第11期
作者：许秀华
编辑：阿杰
