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假如有个人站在地球的北极点上,他会感觉到自己是在原地旋转吗?

2020-1-1 环球解密

在几百年前,人们都认为地球是静止的,天上所有的日月星辰都在围绕着地球运转。时至今日,这种理论早已被证实是错误的了,如今的我们都知道,地球只是宇宙中一个普通的行星,它一直在围绕着太阳这颗同样普通的恒星公转,与此同时,地球本身也在自转,而我们所感知的白天和黑夜也是因此而来。

由于地球是一个球体,它有规律的自转就会存在着一根被称为“地球自转轴”的轴线,人们根据这一现象,将地球自转轴与地面交汇的两个点,称为地球的“极点”,其中北半球的极点被称为“北极点”,相应的另一个极点被称为“南极点”。

知道了这些情况之后,一个有趣的问题就来了,那就是假如有个人站在地球的北极点上,他会感觉到自己是在原地旋转吗?

要搞清楚这个问题,我们需要先来看看人类是怎么判断自己是否在原地旋转的。人类对自身运动状态的感知主要来自两个系统,一个是视觉系统,另一个是前庭系统。其中视觉系统的信息主要来自于直观的参照物,而前庭系统的信息则来自对空间力场的感知。

在地球上,当一个人处于匀速原地旋转的状态时,空间力场几乎不会发生什么变化,这就意味着人类的前庭系统基本上是无法判断这种状态的,因此可以说,人类判断自己是否在原地旋转,主要依靠的是视觉系统。我们先上一张图。

假设有个人处于这个旋转木马的中心位置,当木马开始旋转时,这个人也开始同步原地旋转。在这个时候,这个人可以通过对周边参照物的观察,很快地判断出自己是处于原地旋转的状态。需要说明的是,图中的大树、路灯、月亮以及星空都可以被这个人用来当作参照物,而因为这个人与木马是同步旋转的,所以木马是被排除在外的。

现在我们把旋转木马外的可以当作参照物的景物全部拿走,在这种情况下,假如这个旋转木马转动得非常平稳,这个人的前庭系统就无法获知有用的信息,而视觉系统又找不到合适的参照物,那么他就无法感觉到自己是在原地旋转了。

同样的道理,假如有个人站在地球的北极点上,他也只能通过视觉系统来感觉自己是否在原地旋转。由于地球上所有的景物都是和这个人同步旋转,因此他在地球上是找不到合适的参照物的,他必须把眼光投向头顶上的日月星辰。

然而地球虽然是在旋转,但它的旋转周期是24个小时,也就是说,这个站在地球的北极点上的人,需要24小时才能完成原地旋转一圈。因此,头顶上的日月星辰虽然可以用来当作参照物,但是因为地球旋转得是如此的缓慢,所以在较短的时间内,它们在天空中的位置变化是非常细微的,以至于人类的视觉系统根本察觉不到。

综上所述,我们就可以得出一个结论,假如有个人站在地球的北极点上,他几乎不会感觉到自己是在原地旋转。为什么要用“几乎”一词呢?其原因是,假如这个人非常的细心,观察力也非常的敏锐,然后他利用一根很长的标尺来测量头顶上日月星辰的位置变化,并一直很用心地注意这些变化过程,那么在较长一段时间后,他就感觉得到自己在以极慢的速度原地旋转。

他也可以在这里用一些摄像设备,对着天空的同一个位置拍摄很长一段时间,然后再快速播放这段影像,从而“后知后觉”地知道自己是在原地旋转。值得一提的是,以上操作最好是在北极点的夜间进行。

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