坐在凳子上转凳子会头晕，那刚好站在地球极点会不会被转的怀疑人生啊？为什么？ 第1页

前置总结：不会。人类探测的是头部角加速度的三个分量。地球旋转速度很慢，数值上低于可探测的阈值*；但如果假想地球的旋转速度很快，则头部转动，如点头和摇头，会导致眩晕——尽管身体随地球旋转，角加速度在各分量的投影在头部转动时会发生数值巨大的变化。

* 这里需要引入人运动速度的限制，即排除头部转动本身的角加速度。换言之，日常的点头摇头过程中角加速度远大于从赤道走向极点过程中地球转动带来的角加速度。

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其实目前的回答都拼起来就比较完整了。这道题既是生物问题也是物理问题——眩晕是生物体感受，但也得考虑清楚物理过程。

首先，在一定旋转速度范围内，对于旋转运动本身，人体的旋转感受系统（前庭半规管）感受的是角速度的变化（三个半规管分别探测三个方向的分量）。

限制旋转速度范围是必要的，一方面排除过高转速时（向心）加速度的其他副作用（例如，转速极高时体内血压分布肯定会变）；另一方面神经系统对加速度的反应范围也是有上限，超过上限的加速度不会引起更强的旋转感。

在此范围内，我们可以考察一些不同的实验设定。

设定一

题主坐在地球自转轴的顶点并保持全身稳定不动（不可以点头摇头，脖子扭扭屁股扭扭也不可以），并忽略到达极点的前后过程：想象把真空中的球型旋转中题主放置在同角速度旋转的地球上。此时，只要转速不引起其他不适，题主的确不会感受到旋转或眩晕，因为没有角加速度。

这一现象类似于飞行员在转向时会迅速适应旋转而无法靠感觉探测转向过程，而必须依赖仪器指示。如果在能见度低时单凭感觉操纵飞行器，就有陷入“死亡螺旋”和“死亡旋转”的风险：飞行员无法感知旋转，结果飞行器旋转/螺旋下降直至坠毁。

图片来源：FAA http://www.faa.gov/library/manuals/aviation/pilot_handbook/

设定二

题主从地球的其他地方向极地行走的过程：此时地球的转速就十分重要了。在我们的每天转一圈的地球，考虑行走或普通交通工具，角速度的变化幅度远小于人类可以检测的程度（探测阈值根据实验条件的不同，约为0.5~2 degree/s^2）。这也是为什么高票答案部分正确的原因。

需要注意，即使在赤道沿地球自转方向的角速度也是每天一圈；考虑到人类通常正立于地表，从赤道走到北极发生的变化是水平方向的角速度从零增加到1rev/d, 而左右方向的角速度从1rev/d减少到零。当然由于三个半规管的朝向并不是水平/竖直，每个半规管方向的角速度都会发生变化（如下图）。

可以想象，如果地球转速和/或题主的移动速度加快，那么这一过程中的角加速度是可以被探测到的。

设定三

题主已经站在北极，但是扭了扭头，或者伸出手。一方面，和设定二中相同，任何头部姿态的改变都会使各半规管探测到角加速度。在正常情况下这是我们感受到头部方向改变的重要机制；当地球供给的水平方向转速为 1rev/d 时可以忽略；当水平转速很大时，就不能忽略了——抬起头时各半规管都体验到远大于抬头动作本身引起的角加速度，肯定会晕。

另一方面，转速过大时必须考虑转动惯性的影响。例如，题主想做广播体操，向两侧抬起了双手。这时由于手部力矩增大，手臂末端的转速会低于躯干（这里假设通过稳定的双脚从地面获得大致不变的转速），从而一只手向前、一只手向后移动。速度太快的话，恐怕还会打到自己——这种情况下，可能果真会被转的怀疑人生？

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