【討論】如果一個人站在地球的北極點上,他會不會察覺到自己在原地轉圈?

天空之城 2022/09/07 檢舉 我要評論

人類曾經認為,太陽一直在圍繞著地球旋轉,地球上被陽光照耀到的區域就是白天,而沒有陽光的區域則是黑夜,太陽繞著地球轉一圈,地球上也就度過了一次晝夜交替。

但隨著對宇宙認知的不斷增加,人類才逐漸意識到實際情況是反過來的,原來地球只是太陽系中的一顆行星,它其實是在圍繞太陽公轉,而地球上的晝夜交替,則是地球本身的自轉所造成的。

我們知道,地球的自轉是相當有規律的,地球的自轉軸當然也就非常穩定,因此地球的表面上就存在著兩個固定的「點」與地球自轉軸相交,其中位于北半球的就被稱為「北極點」,而位于南半球的則被稱為「南極點」。

那麼問題就來了,如果一個人站在地球的北極點上,他會不會察覺到自己在原地轉圈呢?

要回答這個問題,我們需要簡單了解一下我們人類的大腦到底是怎麼感知到自己是在原地轉圈的。

當我們在判斷自身的運動狀態的時候,只要有合適的參照物,我們的大腦就可以憑借視覺系統獲取到的外界信息迅速確定自己的運動狀態。

比如說當我們看到周圍的眾多原本不會動的景物如高山、河流、大樹、高樓等等,全部都在圍繞著我們「旋轉」的時候,就會很快意識到自己是處于原地轉圈的狀態。

除了視覺系統之外,我們的大腦還可以通過前庭系統來判斷自身的運動狀態,簡單來講,前庭系統位于人類的內耳之中一個感知系統,它可以為大腦提供空間定位、空間方向、線性加速度等等信息。

前庭系統主要由「橢圓囊」、「球囊」以及三個「半規管」組成,當我們處于原地轉圈的狀態時,三個「半規管」中的內淋巴液也會跟著轉動,此時一個被稱為「壺腹帽」的感受器會感受到這種狀態,并將信息發送給大腦,于是我們就知道了自己在原地轉圈。

實際上,由于三個「半規管」基本上是互相垂直,因此空間中任意方向的旋轉都可以被我們察覺到。

在有些時候,即使我們將眼睛閉上,也能夠察覺到自己在原地轉圈,這其實就是前庭系統在起作用,但這有一個條件,那就是在轉圈的速率要足夠高。

然而地球的自轉周期卻大約為23小時56分4秒,簡單計算一下可知,地球每秒鐘只會轉動大約0.0042度, 如此低的轉動速率,人類的前庭系統根本就不可能察覺到

這就意味著,如果一個人站在地球的北極點上,他想要察覺到自己是否在原地轉圈,就只能依靠視覺系統,而 這就需要有一些合適的參照物

因為整個地球都在自轉,所以這個人在地球上看到的所有景物都在與他同步旋轉,在這種情況下,他就只能在地球之外去尋找合適的參照物,其中最理想的應該就是夜空中那些閃亮的星星,畢竟它們中的絕大多數都是遙遠的恒星,其與地球的距離都是以光年來計算。

可以想象的是,如果這個人可以觀察到夜空中的星星在整體上的運動狀態,那他就可以察覺到自己在原地轉圈。但問題在于,地球的自轉速率實在是太低了,以至于人類的視覺系統根本就不可能察覺到星空的變化。

所以我們就可以得出一個結論: 對于一個站在北極點上的人來講,他僅憑自身的感知系統是無法察覺到自己在原地轉圈的。

當然了, 如果借用工具的話,情況就不一樣了。一個簡單有效的方法就是,這個人可以利用專業的設備對星空進行長時間攝影,比如說好幾個小時甚至更長的時間。

在此之后,他可以將拍攝到的影像進行快速播放,一切順利的話,他就可以看到快放影像中的整片星空都在圍繞著北天極旋轉,而這正是地球的北極點在「原地轉圈」所造成的現象。

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