飞得多高才能看清地球轮廓

郭红锋

中国有“站得高，看得远”“登高望远”这样尽人皆知的俗语，其实这里边蕴含着地球是球形（即表面是圆）的科学道理。

我们在介绍地球是球形时经常举这个例子：从海上观察远处驶来的船，在视线很清楚的情况下我们先看到船帆或船体的上部，而看不到船体的下部，好像被什么擋住了似的。例如图1中，站在视点1处只能看见位置1的船和位置2的船帆，看不见位置3的船。其实，这船体的下部是真的被鼓起来（弯曲表面）的海水给挡住了。有的小读者问：我们经常说“海平面”，难道海面不是平的吗？其实海面或者大地，只是在小范围内看起来是平的。

当我们站得更高（也就是视线范围扩大）的时候，就会看见更远的物体。又例如图1中，站得高了（在视点2处）就可以看见位置1、2、3处船的全部。

我们今天已经知道地球是球形的，但是大多数人还是没有亲眼看见地球的形状，因为与我们的视线范围相比，地球实在太大了。我们不仅在地面上看不到地球的边缘，就是乘坐普通民航飞机升高到万米高空，在飞机上往下张望，看见大地、海面或天地交界线依然是近乎平直的（见图2）。

有科学家做过研究和调查，证明在15000米以上的高空飞机上，才能够清楚看到地平线是弯曲的。最近有人用热气球把摄影机带到3万米高空拍摄地球美景，地球曲线轮廓尽收眼底，蔚为壮观（见图3）。

人类进入航天时代以后，从空间探测器拍摄的地球照片里，真正看到了我们居住的美丽星球的全貌（见图4）。

实际上，在飞离地面200千米以上环绕地球的太空飞船和国际空间站上，都可以看到地球那壮观而美丽的身姿。例如著名的哈勃太空望远镜飞行的平均高度是569千米，轨道倾角是28.5度。著名的国际空间站近地点为400千米，远地点为409千米。中国的“天宫一号”轨道高度在与飞船交会对接时大约高度为340千米，无人期间则会适当调高到约370千米，以减小轨道衰减速度，更节约能源。“天宫二号”运行高度约390千米，等等。由此可想象，航天员在被发送入太空的过程中，可以全程体验和观看大地由平直到弯曲，直至看到地球全貌，再一点点缩小成为太阳系乃至宇宙中一个微不足道的小“点”的全过程。反之也一样，想象宇航员从太空回家的路，从发现宇宙中一个微不足道的小“点”，到看到这个小点一点点扩大，一点点清晰，一点点分辨出高山、大陆和海洋，一点点近在咫尺……会是非常震感的旅程！也许在不远的将来，这会是人类的常规旅行呢！

最后，给同学们留下

两个思考的问题：

1.你知道科学史上有多少著名的探索地球形状的故事？

2.你通过怎样的观察和探索验证地球是球形的？

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