月亮跟着我们走的原因:月亮真的会跟着我们走吗?

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月亮真的会跟着我们走吗?今天就由童乐福科学网小编为同学们讲解月亮跟着我们走的原因:月亮真的会跟着我们走吗?

月亮跟着我们走的原因:月亮真的会跟着我们走吗?插图

在晴朗的晚上,望着夜空的明月,我们总会感觉,月亮好像跟着我们走。我们向前走,它也往同一方向走;我们停,它又静止不动了。

月亮真的会跟着我们走吗?

事实上,月亮只会依着自己的轨道来运行,而不会跟着我们走的。它会跟着我们走,只是看起来”而已,是一种视觉幻象。在夜晚,只要在没有障碍物的地方都会有月光照射,这就意味着在这些地方,你可以看见月亮。但月亮距离地球太远了,于是无论何时何地,它都只是我们的“背景”:在这,它是背景,我们走过两条街,它仍是我们的背景。相隔两条街,对我们来说可能很远,但相对于广阔的天空,这只是微不足道的距离。在这条街和那条街看上去的天空,都是一样的,所以我们在望着月亮步行时,便觉得月亮也在走了。

我们会很自然地想到用“相对运动”来解释这一现象。探讨相对运动必须要有参照物,在此现象中,要讨论的对象是月亮,涉及的物体有三个:月亮、路旁的树木(或与地面相对静止的物体)、行走中的人。这三者之间到底有怎样的关系呢?

应以谁做参照物呢?我们要研究的对象是月亮,月亮当然不可能作为参照物。

曾有一本书讲到运动的相对性时,举过这样的例子:“夜晚走路看到月亮跟着人走就是以树木为参照物的结果。”是否如此呢?其实,在我们研究问题的短时间、小范围内,月球绕地球公转的距离是可以忽略的,也就是说在这种情形下,可以认为月亮相对于地面及地面上的树木等物体是静止的,所以,以树为参照物所看到的月亮是静止不动的。况且,如果以树为参照物来讨论月亮的相对运动,就根本与人的运动无关了。因此,以树为参照物也不正确。

也许有人会说“月亮跟人一起走”就是以人本身作为参照物的结果。可是,由于月亮在短时间内可以看作是相对于地面静止的,那么在人行走时,相对于人来说,月亮、路旁的树木都应该后退,而不会是“月亮跟人一起走”。由此看来,单纯以人为参照物去研究也不正确。

另外一个原因,就是角度问题。在地球上,无论我们步行还是乘车,对于遥远的月亮来说,构成的角度都是很小的。换句话说,如果我们坐在月球上回望地球,我们会发现即使一个人在地球上走了1000米,我们却觉得这人根本没移动过半分相对地,在地球上的那个人,他也会发觉无论他走到哪,月亮和他的角度、位置也丝毫没有改变。由于人的平衡感觉、人的体位感觉及本体知觉等因素,人可以感知物体(如月亮)和人的位置(如长轴)的相对角度。当人在移动时,人的长轴和人眼及月亮连线的角度会发生极其微小的变化,由于这个角度的变化无法被人察觉,所以会感觉月亮和人的相对位置总是没有变化的,所以晚上人在路上行走时看月亮像是跟着自已走。

其实,“月亮跟人一起走”这一现象解释起来比较复杂不能简单地用运动的相对性原理去解释。在这里,还要考虑到人眼的视觉,更不能抛开它们之间的关系,把月亮、路旁的树木、行走的人三者分开来研究。

人眼的视觉特性之一就是同样大小的物体离人眼越远,成在视网膜上的像就越小,看起来也就越小。表现在长度(或距离)上,同一长度(或距离)离眼越远,看起来就越短。当人走路时,由于月亮到人的距离很远,人眼实际感觉不到月亮后退的距离。这样,在人眼看来,月亮并未后退,而是跟人相对静止。而路旁的树木到人的距离很近,人眼很容易感觉到它们在后退。月亮、路旁的树木、走路的人三者具有以下的关系:月亮与走路的人相对静止,月亮与路旁的树木相对静止,路旁的树木与走路的人相对运动。当人向前走的时候,我们不妨把月亮和路旁的树木作为一个整体,月亮与路旁的树木的“连线”跟行走的人与路旁的树木的“连线”形成一个夹角,这个夹角会随着人前进而逐渐变化。也就是说:月亮、走路的人以路旁的树木为中心发生相对转动。以月亮、路旁的树木这个整体为参照物,则人在向前运动的同时,也以路旁的树木为中心相对于月亮发生转动。反之,以人为参照物,月亮则在以路旁的树木为中心向前发生转动。人不断向前走过路旁一棵棵树木,月亮则不断以路旁的一棵棵树木为中心相对于人向前转动。这就是我们感觉到“月亮跟人一起走”的真正原因。准确地说,月亮不是在跟人一起向前“走”,而是在围绕着一棵棵树木向前“转”。人走得快,月亮转得也快,人走得慢,月亮转得也慢,人停下来时,月亮也停下来。“转”在这种现象中比“走”更明显。

在日常生活中,这种并未运动的物体看起来好像在运动的现象并不少见。比如,马路旁有树木、电线杆,远处有高楼,当你在马路上行走时,会看到远处的高楼跟着你走,你快它也快,你慢它也慢,你停它也停。其道理跟“月亮跟人一起走的道理相同。又比如,当你坐在高速行驶的摩托车、汽车或火车上时,你会看到田野和远山在围绕着近处的树木、电线杆等向前转动。此时你若换一个角度,就会发现路旁的树木、电线杆、田野等物体也会围绕远山在向后转动。这是因为,虽然树木、电线杆、田野以及远山相对于人都向后运动,但是人眼看到的却是在同一时间内的运动距离:近处的长,远处的短,更远处的几乎为零。以人、远山这个整体为参照物,路旁的树木电线杆向后退得多,较远处的田野向后退得少,远山则不动,你看到的结果就是路旁的树木、电线杆、较远处的田野围绕着远山向后“转”。这时,假如路旁有与路垂直的田埂或小路时转”的感觉就更明显了。

综上所述,“月亮跟人一起走”这类现象有一个共同之处,即人的旁边有两类物体,可以同时被人眼看到:一类基本在眼前,离人很近;另一类离人较远或很远。这样,当人沿着垂直于它们连线的方向运动时,就可以看到远处的物体以近处的物体为中心向前转动,也可以看到近处的物体以远处的物体为中心向后转动,人动它转,人停它停。以相对静止的人和远处的物体这个整体为参照物,则近处的物体向后转;以相对静止的近处物体、远处物体为参照物,则人以近处物体为中心向前转;以人为参照物则远处物体向前转,近处物体向后转。这两类物体缺一不可,如果没有近处物体,则只会感觉远处物体相对静止不动。如果没有远处物体,则只会感觉到近处物体在后退。

在“月亮跟人一起走”的现象中,如果你是走在一片空旷的无树木、无房屋等近处物的原野上,你看到的月亮应是相对静止的,不会“跟人一起走”。

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