王伦让长顺等人小心看护着杏儿和妮妮,自己弯腰凑到望远镜后面,根据自己的情况,稍微调整了一下目镜。
在正午阳光直射下,通过目镜和刻度板,可以看见远在2500米之外的标杆,虽然稍微有些模糊,但是红漆、白底、黑墨,线条还是很分明的。
默默的数了一下,十字刻度线的水平轴,位于上方的红漆线以下,差不多是第2根和第3根黑墨线之间的正中间位置。
“按照长顺打下的标杆,上面的红漆线条,就是4米高度线了,一根黑线代表了20厘米,那么望远镜水平视线看见的,就是标杆的3.5米左右位置了。
也就是说,因为地球是圆的,所以水平视线相当于圆形的切线,看到的位置,是抬高了半米左右了”,
王伦默默点头,心里为自己点赞,通过这个方法,就可以直观的明白,地面其实并不是纯粹的平面,而且,还可以通过切线的高度差,以及两点之间的直线距离,通过几何学,大致计算出来地球的半径。
当然了,这个计算,王伦自己是不想费脑子了,肯定会交给兴趣小组了。
枣儿不是对几何有点天赋吗,相信兴趣小组可以计算出来的。
不良中年打定了这个主意之后,才把杏儿、妮妮抱过来,告诉她们怎么玩、呃、怎么观察。
实验条件设定好了,观察起来就很快,不到一个小时,这次观察实验就结束了。
王伦带着望远镜,其他所有人带着迷茫,乘船回到了梁山。
将孩子们都送回学堂,其他无聊的大人们转身就进了议事厅。
作为科研先锋,武植百思不得其解,首先发言:“先生,通过观察,在水平角度下,望远镜的中心点水平轴,原本应该位于高度3米的地方,但是,为什么观察到的标杆位置却是3.5米的地方呢”。
“所以说,先生之前问的,在海上先看到的是桅杆,原来不是因为视线模糊,而是确实只能先看到桅杆,随着距离越来越近,能看到的东西才完整起来了”,
阮小五此时也明白了一部分,不过他还是不明白:“但是,这个现象有什么意义呢”。
王伦看见大家都在苦思冥想的样子,笑了笑,来到黑板前,先在左边画了一根竖线,写下“甲”字,离得比较远的位置,又画下一根竖线,写下“乙”字。
分别在两根竖线上标出一个3米的点,又在乙线的3米上标出3.5米,然后以一虚一实的直线将几个点相连。
把刚才的观察结果,更加直观的呈现出来。
“正常情况下,我们在水平面的3米高位置,水平观察,应该不管多远的距离下,看到的也应该是水平面的3米高,对吧”,王伦先从一个所谓的“常识”开始解释。
见阮小五等几个“学渣”还在点头,王伦笑了:“但是,这个正常情况,要求的是整个地面相对于水平面,都是高度一致的,换句话说,整个大地,应该是一个类似于我们沙盘那样的平面”。
这次,几乎所有人都在点头,接着,又有几个学霸在皱眉思索。
“但是,我们观察到的实际情况却并非如此,那么,为什么会这样呢”,王伦老师再次上线,循循善诱道:
“如果,我是说,如果,整个大地,并不是如同沙盘一样的平面,是不是就能够解释,为什么我们看远处的物体,总是只能看到实际高度更高的位置呢”。
“大地并不是平的?!怎么可能呢?!”,众人哗然,又有人陷入了更深的思索之中。
“但是,如果大地不是平的,那大海不也不是平的吗,那我看到的并不是这样啊。还有,如果大地不是平的,那它是什么形状的。总不会是圆的吧,哈哈”,阮小五干笑了几声,怎么也想不明白。
“浑天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡子中黄,孤居于内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄”,闻焕章诵读道:
“汉时,张衡《浑天仪图说》就曾经认为,天地都是圆形的,故此,大地,还真有可能是圆的。
如果大地真是圆的,那么我们看见的就解释得通了”。
“天地之形,其状如卵,六合之内,其圆如球;日月出没,运行于一天之上,一地之下,上下东西,周行如飞轮”,李助也开始引经据典道:
“唐时,李淳风的《乙巳占》也是如此记载的,如果大地真是圆的,那么他说的,日落月出,却是围绕大地出没了”。
王伦并不打算马上纠正李助或者说是李淳风的“地心学说”,不管如何,“地心说”总比“天圆地方”学说要跟接近事实吧。
有了两个大佬背书,王伦立刻在黑板上画了一个大圆,将甲乙两点的位置调整,并辅以切线,这样一画,大家就直观的认识到了,原来这样就全部可以解释得通了。
最后,王伦甚至还以“地心说”为基础,画了一个日月运行、昼夜变化的简图,还不忘留下后期打补丁的空间:
“虽然说,我们现在并不能明确,太阳月亮是不是围着大地转的。
但是,以目前的猜想,大地应该是一个超级大的圆球,我暂时就把它称为‘地球’吧。
大家看看,我们知道了甲乙两点的距离,又知道了两点切线的高低差,如此,这样的一个大圆,半径是否就能够计算出来呢。
即使这个数据再怎么大,但是,我们的几何割圆,应该还是可以利用上的”。
郑天寿这段时间接触凸透镜的设计多了,对于几何也有了毕竟深刻的认识,看着黑板上夸张的大圆和小小的两个竖线:“好像,似乎,应该是可以计算出来的吧”。
“好,我们就把这个几何计算题交给兴趣小组吧,不过,不要提前告诉他们是在计算地球的半径,可别把孩子们吓到了”,王伦哈哈一笑,就把锅甩走了。
“只是,就算这大地是圆的,又有什么意义呢”,阮小五看来是走不出这个坎了。
“怎么会没有意义呢,至少有助于我们,更加清楚的认识到我们所处的这个世界是什么样子的”,
王伦最后收尾时,想到现在已经是四月初八了,就挖了一个大坑道:
“我还有一个假想啊,如果按照张衡、李淳风所说,天体浑圆如弹丸。
现在,我们有了一个大望远镜,太阳是不能观察的,否则就会灼伤眼睛。
但是,晚上的月亮呢,是不是可以用这个望远镜看一看,放大了15倍之后,可以看见什么。
是不是有广寒宫、还有嫦娥和玉兔”。
“咦,先生,你这个提议很好啊”,阮小五这次就很积极,也没有问“但是意义是什么”,看来,兴趣就是最好的老师啊。
至此,王伦这一次的自然科学实验,宣告大功告成。