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本期Dr.YOU栏目隆重推出思想实验党话题: 如何用便宜的设备验证地球是圆的?

鉴于题目答案范围宽泛,本期问题优胜者数目不限,Dr.Who认为的靠谱者均可获得松鼠会特制卫衣一件~~~

Dr. YOU栏目今后还会不定期推出实验党话题,欢迎大家推荐有关选题。

本期问题的来信截止期为6月13日晚12点。让我们期待新的Dr.You~~

新来的同学,请继续阅读什么是Dr.YOU。查阅往期内容及优胜者,请点击群博右边栏的Dr.YOU栏目。

==================== 什么是Dr. YOU ==========================

我们都曾梦想过成为万事通,就像机器猫的口袋,能应付朋友提出的所有问题;我们也曾时不时冒出古怪问题,它们中的绝大多数都未获解答,随着少年(或 成年)梦想慢慢灭掉。

事实上,由于个体知识的局限,谁都不可能真正包治所有疑难杂症。然而,在互联网时代,当我们汇聚在一起,真有可能无所不能。在这个栏目里,松鼠想和 读者们一起来打造一位真正的问不倒先生,姑且叫他Dr. YOU吧,你们中的任何一位,都有机会成为他!

别小看我们!这里绝不会出现“人一共有几颗牙齿”这样的简单知识型问题,不会有“怎么样动心脏手术”这样的专业问题,也不会出现“打呵欠会传染吗” 这样被解答过无数次的“陈词滥调”型问题,你也不要以为求助google或wiki甚至百度百科就可以获胜。我们严阵以待,琢磨出最精怪最有趣的问题,来 刁难Dr. YOU。

每两周,我们会在这里提一个问题,如果你觉得能够解答,就告诉我们吧,在这一刻,你就是所有人眼里最牛X的Dr. YOU。

规则说明:

1) 你可以在主贴下尽情讨论。但是,只有当答案超过500字(但不鼓励超过1000字),并在科学松鼠会的论坛“松鼠学堂”https://songshuhui.net/forum/forumdisplay.php?fid=15注 册并贴上答案,或者将答案发送至 DrYou@songshuhui.net,你才可能成为真正的优胜者。如果你在“松鼠学堂”发布稿件,你还有机会成为科学松鼠会的亲友团,获得直接进入 论坛“橡树大厅”版块的机会,也可以优先参加我们的各种活动

2)我们每两周的周一出题,下一周的周日晚十二点截止。优胜者将在投稿的读者中产生。你有两周的时间充分思考、寻找资料。我们将就每道问题评出一到 两位优胜者,文章的科学性与文字性都将被考虑到。获奖者会被宣布成为本轮的Dr. YOU,我们还将为他送上一份神秘礼品!

松鼠小贴士: 我们无比鼓励看到一个问题的多角度解答,例如,回答“人为什么有两个鼻孔”时,您可以考虑动用建筑学知识……你也可以结合自己的生活经验来解答。所以,不 要觉得某个问题与你的专业领域无关,或许你能给出出人意料的漂亮解答,让所有人都吃一惊!

3)答案将由Dr You编辑整理修饰,发表在科学松鼠会主页以及平面媒体上。该文字版权归科学松鼠会所有。

往期内容,请点击松鼠会主页右上栏的Dr.YOU项目查阅详情。

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44 Responses to “[Dr.YOU第60期]我们是在地“球”上吗?”

  1. 孤竹牧狼人说道:

    沙发~~
    好问题~

  2. 孤竹牧狼人说道:

    Dr.you的问题.....建议选择这种开放式的问题.......
    “如何”怎么怎么样的,会很有趣~
    封闭式的问题,回答“是不是能不能的”,都很难发挥~

  3. 大宁说道:

    上网搜一张地球的卫星照片就可以了啊……

  4. 笛谣说道:

    家住港口边的,直接跑到海边拿相机照张“孤帆远影碧空尽”的n小时分桢照片(估计10分钟为单位就成)……其实去照日出也可以,只要在天边的那一过程就成~~
    没条件的拜托符合上述条件的朋友、童鞋等等等等,也可以完成^^

    如果地球不是圆的,从远方就应该能看到完整的船帆,而不是逐渐显露出完整的景象吧……推测中~~

  5. mouse说道:

    其实我还有个疑问 难道地球真的是球形的吗 现在已证明光线是可以弯曲的。人的实现同样是弯曲的。所谓眼见不一定为实。 大家有没有办法再次挑战地球不是圆形呢。

  6. Mithril说道:

    材料:两个一模一样的杯子,水,笔。
    方法与步骤:
    1. 先在两个杯子里面放上水,多少无所谓,只要不满就行。然后找个水平的地方将两个杯子放在一起,然后在杯子水面的位置画上一圈标记。
    2. 找两地方,距离越远越好。更推荐的做法是找两栋比较高的楼,楼顶就可以了。
    3. 放好这两个杯子,仔细调整杯子的位置,让两个杯子的水面与你原来画上的标记重合。
    4. 记下放杯子的位置,倒掉杯子里面的水。
    然后你就可以等着见证奇迹了
    等到太阳升起来以后,你可以用笔在杯子里面画上杯口在杯底留下的影子的位置。或者如果你更有耐心的话,一直等到太阳可以完全照进你的杯子那一瞬间,看看另外的那个杯子。如果你的两个杯子完全一样,如果地面是平的。那么里面影子的位置应该是相同的。如果不相同,显然地面不是平的。根据这两个杯子里面影子的位置差别,可以判断出当地的地表弯曲情况。既然不是平的,而题目要求是证明地球是圆的。所以你的下一步目标就是证明地面不是波浪线以及其他各种曲线。这个很简单。你可以在各种地方都试试这个实验。理想状态下弯曲情况差不多。
    误差分析:
    1. 太阳光不是平行光,但是因为太阳距离较远,而且有空气存在,可以假设太阳光为平行光。
    2. 影子可能带来误差,通常情况下影子的边缘不会很清晰,有半影存在。所以建议尽量找个晴朗的天气进行试验。
    3. 杯子形状上的误差。这个误差比较小,如果选择两个相距较远的地方,或者两栋比较高的楼的楼顶,这个误差对实验的影响会小很多。
    既然话题是“如何证明”,我的方案就仅仅给出一种方法,我并没有实验过这种方法,如果有任何不足之处我会听取大家的意见并改正,如果因为按照我的方案进行试验带来任何意外或者意料之中的伤害本人一概不负责。

    • 沐右说道:

      根据规则:

      只有当答案超过500字(但不鼓励超过1000字),并在科学松鼠会的论坛“松鼠学堂”https://songshuhui.net/forum/forumdisplay.php?fid=15注 册并贴上答案,或者将答案发送至 DrYou@songshuhui.net,你才可能成为真正的优胜者。

    • big_ken说道:

      那个什么埃及学者做的井的实验的微缩版。当然,我认为还有一个可能就是太阳高度有限,即太阳和地面的距离比较小,因此不是平行光就可以发生你说的在平面上都会有不一样的影子的情况。

    • 有点坏说道:

      这只能证明地面是曲面,不能证明地球是圆的。如果要证明是圆的,必须在全世界各地都做这个实验。这个费用就高了。现在说的是要用最简单的方法,估计应该也是最便宜的方法。

  7. 哈哈说道:

    地球不是圆的,甚至椭球也只是用于近似逼近它而已...准确地说,现在使用大地水准面来表示地球的形状,从各项研究结果中我们可以看到,地球是一个一头较扁的成梨形的凹凸星体。

  8. 太空人说道:

    看月球的阴影。

  9. allplay说道:

    请注意一个逻辑:
    目前看到的所有的有限测量点数量的天文几何方式都不能证明地球是圆形。
    只能证明地球不是平面而是凸面。最多只能印证北美印第安人的传说:地球是个大乌龟。
    kenyaa的证明过程我看了,毫无新意而且有逻辑硬伤:使用已知结论来论证自己。
    这种天文几何方式最多只能提出地球圆形这个假设,而不能证明!
    要证明,只有一直向前进,最后回到原地。类似的办法古人早就做到,在圆形的假设上来证明,那就是航海大发现。

    • 阿达姆说道:

      “要证明,只有一直向前进,最后回到原地。类似的办法古人早就做到,在圆形的假设上来证明,那就是航海大发现。”

      这个也是有问题的。试想如果地球不是球形的,而是救生圈形状的。从一个地方厨房,一直前进,最后也可以回到原地。

      • 阿达姆说道:

        所以,要证明“地球是圆的”和要证明“地球不是平的”难度差别很大哦

  10. MILESJ说道:

    我觉得没有简单的设备可以证明我们在一个球体上,球体最开始只是一种设想,然后慢慢地积累测量数据得来的。

    除了卫星比较直观,小区域的测量只能证明小区域范围类似球曲面,任何不规则的形状都能成为行星,所以我们只要得到球曲面的简单测量方法就够了。

    如果说我们住在不规则形状的行星上,当我们不站在垂直于中心(质心)的平原上时,我们最多认为自己在很高很高的山腰上。

    • 阿达姆说道:

      nod
      上次那个学生制作的 气球+相机 升空拍照倒是个快速方法,可惜不便宜

  11. uboomla说道:

    给大家一个参考
    用一张日落照片估算出地球的半径http://www.matrix67.com/blog/archives/3331

  12. soros说道:

    有某种时候,感觉冥王星被开除九大行星挺可惜。现在只剩八大行星喽。

  13. 阿拉伯说道:

    条件一:用巨大吊摆可以证明我们的星体在自转。
    条件二:火山喷发,地热资源证明地心内多半是液态,而地壳是薄壳,浮动在外表。
    第三:用离心力原理,可以证明地壳成发散状均布,结果是地壳为圆球体,而赤道处直径最大。

  14. 阿拉伯说道:

    解法二:一次月全食,发生、消除的全过程,看我们的影子被投射到月亮上,可以证明我们的星体在某一角度看是圆形:再出现一次,还是圆形,直到N次后,,,我们相信我们所处的地方是个球体。

    • 有点坏说道:

      这个方法感觉是最靠普的。
      不过实际上你不是忽略了一个事。
      在一个同一个地方,你就是看上N边也不能证明地球不是圆盘型。

      修正方法:可以考虑在不同地区的人同时观察月食。然后相互验证一下。就OK了。
      这样还不用N边月食,有二,三次就够了。

  15. wynn说道:

    http://www.matrix67.com/blog/archives/3331
    刚看完这个问题一回头就看到这个强悍的文,兴冲冲来分享结果发现有人抢在前面了,sign..
    科学控的圈子果然比较小啊!

  16. laoma说道:

    在月食的时候连续拍照,可以看到月亮上的地球的影子,是圆的。

  17. MILESJ说道:

    我想到一个模型,一块长方形磁铁,中心放一个磁性小钢珠来模拟地球上的人。
    把钢珠往偏离中心的方向拨,放开,钢珠是否会滑会中心点?

    如果地球是平的,当我们向偏离中心的方向移动,是不是会感觉在爬坡。而球形很好的解决了这个问题,球曲面给我们的感觉刚好是平原的感觉。当然前提是我们已知万有引力的作用方式。

    • MILESJ说道:

      说错,钢珠不需要有磁性。
      当然模型只是得出球形的设想,验证还是需要各区域的测量数据来对照。

    • MILESJ说道:

      该死弄错了,磁铁是两极磁性强,不应该用长方形磁铁。

      应该在长方形磁铁的一极上方,铺一块光滑平板,钢球放在磁极正上方为中心。

  18. 哈哈说道:

    哈哈,最便宜的设备……

    使用一些纸,一些笔,带上足够的研究经费作为盘缠,赤脚走天涯,按照步幅将走过的线路绘制在纸上,直到返回到起点。按照地球半径6300km计算,大圆周长约40000km,加上地表起伏、可能的海岸线干扰,也许需要走80000km,按4km/小时的速率,每天行走8小时,适当的时候给自己放放假,5年应该可以走一圈;这样在不同方向上走几遍,基本就可以确定地球是圆的了。从18岁开始走,走到60岁,可以走上8趟了。如果8趟还不充分,可以请儿孙们继续这项工作。人不能算设备,是不?

    当然如果研究经费有富余的话,可以买个测角仪、买个测距仪,方便绘图;再买双鞋子、买把伞、买顶帐篷改善研究条件;甚至也还可以坐坐麻木、大巴、火车、飞机,从而加快项目执行进度。

  19. zxx说道:

    谁能告诉我一下怎么证明一个空间几何体是球型或者近似球型哪?证有曲面好证明,但是如何证明是个球型哪?就算你绕地球一圈,也不能证明是球啊

  20. wynn说道:

    “只能证明是凸的但不能证明是圆的”这个似乎不算是个大问题,只要在不同的位置上重复同样的实验步骤就可以解决这个问题了,处处曲率(基本上)一致又为正的形状就是个球吧。

  21. liliana说道:

    我看到这个问题以后是这样想的:如果让很多人在世界各地测量当地的重力加速度,那么应该得到差不多的数值吧…虽然说我们已经知道地球其实是一个扁球形,它的数值肯定是不一样的。但是至少能够推得地球表面到其球心的距离近似相等,它也许会是类似曲面正方体什么的吧…呃(以下纯属不负责任的胡诌)地球上有很多比较长的河流,假如有一条条的“棱”,它大概也流不动了吧…总之,如果要实验,可以以第一宇宙速度投掷一只沙包,让它贴着地球表面飞一圈再回来。这样地球就知道是圆的了。但我说的这个实验实在太异想天开了,笑笑就算了吧。

    • 有点坏说道:

      这个回答里也有一个硬伤。就是混淆了“质心”和“球心”的区别。
      你还要证明质心和球心基本在同一个位置才行
      否则还是不行。

  22. 点茶说道:

    看月亮的阴晴圆缺······月亮的阴影就是地球的边缘遮出来的····

    • 有点坏说道:

      这位同学明显不明白月亮的阴睛圆缺和,月食的关系。好好研究一下。

  23. 曹操说道:

    利用互联网。在twitter上征集志愿者,然后处在地球不同地方的大家在同一时间测量太阳角度,然后把数据汇总。每一小时,测量一次。
    根据角度和大家所处经纬度数据,用计算机建立模型。
    我相信最后得出的结果应该是大家分布在一个球面上。一小时,一小时,类推下去。最后得出的模型相信是个球星。

    利用现有的网站twitter,网友做志愿者,测量太阳角度可以用最原始的方法(影子和物体的长度比例计算),基本没有成本。
    问题就是收集的数据和计算机建立模型的程序。需要写专业知识,但是理论上完全可以实现,只是可操作性比较难。

  24. 西郭先生说道:

    很简单,只见过圆的“球”,没见过“平”的:)
    这个题目不够严谨,应该说“球”,而不是“圆”

  25. zuodd说道:

    我发现大家都进入误区了。我们不能已知的知识来验证已知知识的可靠性,这是循环论证。比如说月食,你怎么知道那是地球的影子?最多算是佐证,利用海边船只的方法也不靠谱,折射了怎么办?唯一正确的我认为只有依靠环球航行。还有大量证明地球不是平的,我认为这也没意义。假如地球是正方形的,就那一部分凸出,怎么办?这也只是佐证。

  26. sdbzd说道:

    做一只带帆的小帆船,让它分别沿球体和正方体的背面自下而上移动,从上方观察有什么不同:
    在正方体上,总是先看到小纸船的船头,在看到帆;在球体上,总是先看到小纸船的帆,在看到船体。
    古时候,人们就是通过观测海上归来的帆船证明地球是圆的。

  27. dob502说道:

    我们是在地“球”上吗?…… 证明有弧面容易,但证明是个球呢?…… 放之于蒙昧的当年,难度可就象是要验证玻色子存在的今天,也仿如要求便宜地验证歌德罢课猜想。貌似是忽悠有点大了哈!

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