月亮跟着我们走的原因:月亮真的会跟着我们走吗?

月亮真的会跟着我们走吗?今天就由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?

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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 。