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1.5 我们什么时候绕太阳转得更快一些:是在白昼还是在黑夜?

巴黎一家报纸曾刊载过这样一则广告:一个人只需要花费25生丁 ,就能获得一种既经济又舒适的旅行方法。广告登出后不久,果然有些人抱着好奇的心态寄去了25生丁,而这些人之后都收到了这样的一封回信:

先生,请您静静地躺在自己的床上,牢记这一点:我们的地球每时每刻都在旋转着。您在49纬度——巴黎——每个昼夜都跑了25,000千米以上的路程。如果您想要欣赏沿途的美丽风光,那么请打开您的窗户,尽情享受漫天繁星的美妙吧。

后来,终于有人将这位先生以欺诈罪名告上了法庭。据说,当他听完法院判决、付完所有的罚金后,庄重而绅士地站了起来,像演员一般复述了伽利略的一句话:

“但是,不管怎样,它的确是转动着的呀!”

从某种意义上来讲,这位先生的话是没错的,因为地球上生活的人类不仅只围绕着地轴旋转,也在跟随地球一起围绕着太阳“旅行”。地球在自转的同时,也以更大的速度载着全体居民以每秒30千米的速度在空间里移动。

那么,一个有意思的问题就诞生了:在地球上居住的我们——究竟是在白昼、还是黑夜绕太阳转得更快呢?

这个问题很容易产生歧义。如果地球的这一面是白昼,那另一面必然就会是黑夜,既然如此,这个问题还有什么可探讨的?

但是,这个问题的关键在于,它问的并不是地球在何时转得更快,而是说我们人类——地球上的居民——在太阳系里究竟何时移动得更快。显然,这个问题绝不是毫无意义的。我们在太阳系里做两种不同的运动:一是绕地轴自转,二是绕太阳公转。我们可以将这两种运动相加,但所得到的结果并不是固定不变的——这取决于我们是处在地球的白昼区,还是处在黑夜区。观察图5,你就能明白:在午夜时,地球的自转速度和公转速度应当相加,而正午时则相反,公转前进速度应当减去自转速度。由此可见,我们在太阳系中所做的移动,午夜时要比正午时更快。

图5 夜半球上的人所做的绕日移动,要比昼半球上的人更快。

地球赤道上的任何一点,大约每一秒都要移动半千米的距离。懂几何学的人都可以算出,在正午和午夜两个时间段,赤道地带每秒的速度差数竟能达到一千米之多,而在纬度60°的列宁格勒,两个时段的速度差数仅有一半;也就是说,列宁格勒的居民在正午时每秒所跑的路程,要比午夜里少了半千米之多。 qy4syI5IEsaKHg7u04UAo+vjHo/F0FD5H8nI+AJec9EcnhFrsYwYTIK5GphFsM5r

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