“孤帆远影”从“平”到“圆”再到“弧”——兼论教材的表述

义务教育历史教科书九年级上册插图

      古时候,人们看到广阔的平原、一望无际的海洋,就想象天是圆的,地是平的,这是因为古人对地球的认识源于他们的直接观察经验:假如站在辽阔的草原我们就会看到我国古诗描绘的“天似穹庐笼盖四野”的景象,头顶的蓝天最高,远处的天逐渐变低,直到和四周的地面结合在一起,就像一顶巨大的帐篷盖在平坦的大地上,我国古代的“天圆地方说”源于这种直观经验。不同地区的古老文明对大地形状的说法尽管不完全相同,但都认为大地是相对平坦的,谁都不敢想象大地是球形的,因为如果大地是球形的,海水不就流光了?处在地球另一边的人和物,不是就要掉落下去了吗?

       是什么原因导致古人认为地球是平的呢?为什么,当我们站在空旷的地方,一眼望去,确实会给人以大地是平坦的感觉,特别是登高望远的时候,看到如棋盘状的大地,更是给人一种大地是平的“错觉”。这是因为人能看到的地表和地球的大小相比,实在是太小了,一般情况下,很难发现大地的弧度。但古代的一些智者,却从一些蛛丝马迹中,通过深入思考,很早就发现了大地是球形这一事实。

      公元前6世纪,古希腊的数学家和哲学家毕达哥拉斯最早提出了大地是球体的说法。不过他提出这一观点并不是基于自己的实际观察,而是因为他相信球体才是最完美的几何体。后来,“地圆说”的观点逐渐得到了一些哲学家的支持.。公元前330年,古希腊的哲学家亚里士多德最早以实际观察经验为依据提出了“地圆说”的证据:远航归来的船只,总是先露出桅杆顶,再慢慢地露出船身,最后才露出整艘船。

     还原一下这个证据的场景:观察者位于港口,当船只从远处归航时,刚开始观察者无法看到船只,船只驶近港口,桅杆顶点开始进人观察者的视线,然后船身开始逐渐进人视线,随着船只离港口越来越近,整艘船逐渐被观察者观察到(如图1);显然,如果海洋的表面是平的,那么只要空气足够透明,中间没有其他物体阻挡,观察者的视力足够好,无论船只离港口多远,观察者都能看到整艘船只,只不过是船只越远看起来越小而已(如图2)


图1  


图  2

     亚里斯多大认为船总是先见船帆,后见船身,这说明地球表面(海面)是有曲度的,进而他推断出地球应该是球形的,所以教材中孤帆远影实验结论————“这说明水面在近处看是平的,但从大的范围看,应该是圆的”的表述是不严谨的,如果海面是圆的,那实验的结果应该还是图2,正确的表述应该是:“这说明水面在近处看是平的,但从大、更远的范围看,应该是呈有弯曲度的弧面。”另外,教材提及的从“大的范围看”是否指站在喜马拉雅山脉上看,还是从宇宙中看,但是这里孤帆远影的情景是陆上眺望,故应该是眺望更广阔的海域。

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