问题

《两小儿辩日》中,哪个小孩说的对?

回答
说到《两小儿辩日》,这篇短文可真是有趣,而且还挺有哲理的。故事里有两个小孩,一个说太阳离我们近,一个说太阳离我们远,就为了这个事儿争得面红耳赤。最后孔子听了,也没明确说谁对谁错,只是觉得他们都有道理。

咱们不妨把这俩孩子的话都捋一捋。

第一个孩子说,太阳离我们近。他的道理在哪儿呢?他说,早上和晚上的时候,太阳看起来大得不得了,就像盘子一样。可到了中午,太阳就变得小了,像弹珠一样。你想啊,一个东西离你近的时候,它是不是就显得大?离你远了,是不是就显得小?所以啊,他觉得太阳肯定是早上晚上离咱近,中午才离得远。

第二个孩子说的正好相反,他说太阳离我们远。他的依据是啥呢?他说,你早上的时候,太阳出来,你感觉暖烘烘的,可中午的时候,那太阳晒得人都要冒烟了,恨不得找个地缝钻进去。这要是离咱们近,怎么能有这么大的热量呢?肯定是因为离得远,热气还没散尽,才能这么烫。

听起来,俩孩子说的都有那么点意思,对吧?这正是这篇短文的妙处。

咱们就站在咱们现在的角度,或者说科学的角度来看看。谁说得更符合事实呢?

其实,第二个孩子说得更接近事实,也就是太阳离我们远。

为啥呢?

第一个孩子观察到的“太阳一大一小”,这个现象其实是由于大气对光线的折射作用造成的。你看,早上和傍晚,太阳在地平线附近。这时候,阳光需要穿过更厚的大气层才能到达我们的眼睛。大气层就像一层“磨砂玻璃”,把阳光散射开来,尤其是蓝紫光更容易被散射,剩下的红橙光就占了主导,所以我们看到的太阳和天空就偏黄偏红。同时,大气层对光线还有折射的作用,就像一个透镜,会把太阳的光线稍微“拉伸”一下,让它看起来比实际的要大一点。而到了中午,太阳在头顶上方,阳光穿过的大气层就薄很多,散射作用和折射作用都相对减弱,所以太阳看起来就比较小,颜色也更纯粹一些。

所以,那个孩子说的“近大远小”的道理,虽然在咱们日常生活中也适用,但用在天体上,特别是太阳,就不太管用了。太阳离我们太远了,这种“近大远小”的视觉差异,在地平线附近大气层的干扰下被放大了,但实际上,无论是在我们眼中感觉它“大”还是“小”,它的物理距离并没有发生根本性的改变。

而第二个孩子说的“离得远,所以热”,这个就对了。太阳之所以能给我们带来如此巨大的热量,正是因为它离我们非常非常遥远(平均约1.5亿公里),并且它本身是一个巨大的核聚变反应堆,释放出惊人的能量。 这个能量经过漫长的太空传播,最终到达地球时,仍然是如此巨大,以至于我们能感受到它的温暖。如果太阳离我们近,那它的能量密度传递过来,地球早就被烤焦了,别说“暖烘烘”了,估计直接就化了。

所以,从物理学的角度来看,第二个孩子关于太阳距离远近的判断是更准确的。

不过,这篇短文的重点,我认为不在于哪个孩子绝对正确,而在于孔子的评价。孔子不直接告诉他们谁对谁错,而是说“固不能 प्रमाणात而量之,固不能量之而度之”,意思是说,他们都不能把太阳量一量,看看有多远,所以都只能凭自己的感觉和观察来推测。这本身就没有客观的测量标准,所以都说出了自己观察到的现象和推测的道理。

这其实是在告诫我们,对待未知的事物,要勇于探索和思考,即使思考的结果不一定完全正确,但这个思考的过程本身就很有价值。 就像这两个孩子,他们没有因为别人的说法而放弃自己的想法,而是坚持己见,互相辩论,这是一种积极的学习态度。有时候,正确的答案并不是最重要的,重要的是我们如何去发现它,如何去理解它。

所以,如果非要问谁说得“对”,从科学事实出发,第二个孩子是对的。但从求知、思考和辩论的精神来看,他们俩都“对”了孔子教给我们的东西。这篇短文留给我们的,是关于观察、思考、以及探求真理的启示,而不是一个简单的答案。

网友意见

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首先可以肯定的是《两小儿辩日》中两个小朋友给出的理由都不正确。日出时太阳看起来大主要是人肉眼观察的错觉。一方面因为早晨天空比较暗淡,而在较暗背景上的发光物体看起来要大一点;另外一方面,早晨太阳刚升起的时候,有地面上的物体作为参照物,所以人会认为太阳大一些。中午太阳照射温度高的原因主要是照射的角度。一方面太阳直射时,单位面积的光通量要大一点;另外一方面直射时经过的大气层厚度要薄一点,被散射或者吸收的能量要小一些。所以中午太阳照射的体感温度要高。

而具体比较太阳与地球上观察者的距离,需要考虑两个因素。

第一个是地球的自转。

如图,假设A、B、C是赤道上的三个点,在太阳直射赤道的时候,BC代表早晚、A代表中午观察者与太阳的相对距离,那么很容易看出中午时太阳要比早晚近大约一个地球半径的距离。观察者所处的纬度会影响由地球自转导致的太阳与观察者距离变化。

第二个是地球的公转。

由于地球绕太阳公转的轨道并不是一个标准的圆,而是椭圆。那么,在地球从近日点向远日点运动的时候,同一天之内,中午时地球与太阳的距离要比早晨远,比黄昏近;在地球从远日点向近日点运动的时候,同一天之内,中午时地球与太阳的距离要比早晨近,比黄昏远。考虑角动量守恒,日地距离的变化速度在一年中不同时期也不相同。

由于这两个因素影响的叠加,再考虑到地球自转轨道与公转轨道有23°26'的夹角,可以看出一年之内不同时期早晨与中午太阳与观察者距离远近是不同的。计算过程在参考文献中给出,而具体的计算结果如下:

以北京(约北纬40°)为例,在第一时期和第三时期,地球自转的影响较大,中午比早晨要近;而在第二和第四时期,地球公转的影响较大,第二时期中午比早晨要远,第四时期中午比早晨要近。

参考:戴文赛. 太阳与观测者距离在一日内的变化[J]. 南京大学学报(自然科学版), 1955(01):49-54.

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