超越孔子——“两小儿辨日”之现代科学解读！

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      《两小儿辨日》是《列子·汤问》中的一篇寓言故事。文章叙述了古时候，两个小孩凭着自己的直觉，一个认为太阳在早晨离人近，一个认为太阳在中午离人近，为此，各持一端，争执不下，从“孔子不能决也”中可以看出就连孔子这样博学的人也不能作出判断，而文末以“两小儿笑曰：‘孰（shú）为汝(rǔ）多知（zhì）乎？’”不了了之。如今，时光又过去2500年，现代天文学终于做出解读，但这个故事带给我们的哲学思考却仍在继续……

       站在一个现代人角度看，似乎从太阳中心点到地球表面上的一个固定点来说，肯定是早上距离长、中午距离短。只不过这点距离的变化并不足以导致中午热早上凉，中午热早上凉是太阳入射角度引起的，不是“两小儿辩日”中讲的那个道理。事实果真如此吗？真相只有一个！

    【原文】   
孔子东游，见/两小儿/辩斗，问其故。
一儿曰：“我以/日始出时/去人近，而日中时/远也。”
一儿/以日初出远，而日中时/近也。
一儿曰：“日初出/大如车盖，及日中/则如盘盂（yú），此不为/远者小/而近者大乎？”
一儿曰：“日初出/沧（cāng）沧凉凉，及其日中/如探汤，此不为/近者热/而远者凉乎？”
孔子/不能决也。
两小儿笑曰：“孰（shú）为汝(rǔ）/多知（zhì）乎？”

    【译文】
孔子向东游历，见到两个小孩在争辩，就问他们在争辩的原因。
一个小孩说：“我认为太阳刚升起的时候距离人近，而到正午的时候距离人远。”
另一个小孩认为太阳刚升起的时候距离人远，而到正午的时候距离人近。
一个小孩说：“太阳刚出来升起的时候大得像车盖。到了正午就像圆盘一样大，这不是远的小而近的大吗？”
另一个小孩说：“太阳刚出来的时候很清凉，到了中午的时候就像把手放进热水里一样烫，这不是近的热而远的凉吗？”
孔子不能决断。两个小孩笑着说：“谁说你见多识广啊？”

    【解读】
1．太阳什么时候离人们近些？
太阳是在中午离人们近些呢？还是早晨和晚上离人们近些呢？早晚看到的太阳比中午大都是由于人们的错觉；中午阳光比早晚热是由于中午阳光直射，阳光在大气里走过的路程较短，热量被吸收少。首先，我们应该搞清楚在中午和早晚的时候，人们观测太阳的距离为什么会不同。原因很多：（一）地球是球形，不断地自转。如若地球除了自转没有其他运动，而且自转轴与太阳和地球间的直线垂直，则对于在赤道上的人来说中午太阳总比早晚近，也就是说近的距离相当于地球的半径6 400公里。（二）地球的纬度的不同，观测的人不一定在赤道上。纬度愈大即离赤道愈远，太阳在中午和早晚的距离差愈小。（三）地球不只自转，也绕太阳公转，自转轴和公转轴成235°角。自转轴的方向变化很慢。因此中午太阳在天空的高度一年内不断变化。（四）地球公转轨道是椭圆形，所以地心和日心的距离逐日变化。（五）日出日落时间在一年中逐日变化着，同一天的日出日落时间又随纬度而不同。（六）由于地球自转轴方向很慢的变化和行星引力对地球公转轨道所产生的影响等原因，地心和日心最接近的日期并不固定。（在目前日心和地心距离最近的日子是一月二日，此后每千年往后推移17天半。）考虑到上述原因，可以推出适当的公式来计算中午和早晚太阳和观测者的距离差。必需的资料可由天文年历查到。计算结果如下：对于北纬40度如北京来说，目前每年从一月二十二日到六月五日中午太阳比日出时远，二月初远1 000公里，三月初远4 000公里，四月初远达6 400公里，以后差别减少到零。六月五日之后中午太阳比日出时近，七月初近5 800公里，九月中近达16 000公里，以后差别减少到第二年的一月二十二日。午和晚的差别情况大不相同，从八月一日到十二月十五日午比晚远，其余七个半月午比晚近，四月中近达17 000公里。……上面的计算于1954年所作。但由于第六原因在短时间内影响很小，所以上述计算结果对今后一百年仍适用。由此可见，一切现象必须用科学来解释，才是正确的。
（戴文赛《中午太阳是否比早晚离我们近》）

2．早晨近而冷、中午远而热的原因何在？
早晨较中午太阳看起来大些，是不是早晨太阳离我们近而中午离我们远些呢？不是的。
在一定的条件下，人对物体的视觉会发生错觉，一个物体在一些小的物体中间看起来就显得大些，而一个物体在一些大的物体中间看起来又显得小些。
同理，早晨的太阳，只有地平线上一角是天空，而其余部分是以树木、房屋等做它的背衬，而在中午时，太阳在头顶上是以大得无比的天空做它的背衬，所以看起来中午的太阳就比早晨的太阳显得小些。
另外，我们看白色图形比看同样大小的黑色图形要大些。这在物理学上叫“光渗作用”。当太阳初升时，四周天空是暗沉沉的，因而太阳显得明亮，而在中午时，四周天空都很明亮，相对之下，太阳与背衬的亮度差没有那样悬殊，这也是使我们看起来太阳在早晨比中午时大些的原因。总之，在早晨和中午太阳离我们的距离是一样的，所以其大小也是相同的，而看起来早晨的太阳比中午时大些是因为眼睛的错觉。
还有，中午较早晨时热，是不是因为中午时太阳离我们较早晨时离我们近呢？也不是。那又是因为什么呢？
中午时较早晨热，是因为中午时太阳光是直射在地面上，而早晨太阳光是斜射在地面上，可以看出太阳光直射时，地面和空气在相同的时间里、相等的面积内接受太阳的辐射热较早晨太阳光斜射时多，因而受热最强。所以中午较早晨时热。
而实际上，天气的冷热主要决定于空气温度的高低。影响空气温度的主要因素，是由太阳的辐射强度所决定的，但太阳光热并不是直接使气温升高的主要原因。因为空气直接吸收阳光的热能只是太阳辐射总热能的一小部分，其中大部分被地面吸收了。地面吸收了太阳辐射热后，再通过辐射、对流等传热方式向上传导给空气，这是使气温升高的主要原因。
总之，每天中午较热，早晨较冷，并非太阳离我们地面有远有近之故。

3.这个故事反映了1700多年前的一些儒者对自然现象不仅开始去思考和辩论，而且在思索和探究。这个思辩的问题相当复杂，涉及天文、几何、光学等各种知识。
为什么中国古人没有认真地“穷其理”，没能把这些远早于西方的闪光科学启蒙思想最后变为科学理论呢？深究原因，除了中国几千年的封建专制外，被称为中国人精神粮食的儒家传统思想也对中国的科学启蒙起到了束缚作用。
儒家思想奠基人孔子教导人们：“君子有三畏：畏天命，畏大人，畏圣人；小人不知天命而不畏，狎大人，辱圣人之言。”这样教导国人，把“不知不畏天命”，批判“大人”、“圣人”的人比作“小人”，如何还能谈科学启蒙和创新思维？现代物理学家如果不断追问什么是最基本的物理规律，不断探究宇宙的起源和演化，不就成了“不知天命而不畏”的小人了吗？
假如孔子在听取两小儿辩斗后，不是因被挑战怏怏离去，而是去追问：“难道远小近大就那么普世？这个观点有没有适用范围？”如果孔老夫子这样去启发两小儿，或许两小儿的思考能更深入，或许会琢磨出“远小近大”其实只在欧几里得几何时空适用，在非欧几里得时空，大尺度的范围内远者不再进一步变小，反而变大。其实我们生存的膨胀宇宙时空就是非欧几里得几何，尺度很大时确实有“远者大而近者小”，用射电源的数据就可以证明这点。
要有科学创新就需要富有挑战精神，不断追问、怀疑和挑战“天道”和“圣人”之言，而这恰恰是我们国人最缺乏的。

shajialan

科普片呀，支持

陈教授

学习了，博古通今了。

kongfu

如果能简短点就好了，我就能看完了

韶关行走

昨天还想起这二小儿的事.因我在查看朋像图和月亮升落的时间..............

yukiko

这古文看起来是道家（列子）编派儒家（孔子）的文章。把文中的“孔子”用“列子”替换，全文毫无问题
本文的重点大概是在最后吧。其实西方同样崇拜权威，比如有人反对亚里士多德的理论，直到证明之前，都是被嘲笑的。其实更大的区别在于，中国古代一直都在搞文科，而西方搞理工的地位不低

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有意义                             

waihongzi

孔子不如专家会忽悠！

wangyang--abc

waihongzi 发表于 2013-10-6 07:38
孔子不如专家会忽悠！

正解；孔子太认真了，不能升官，也不能成为大款。

waihongzi

wangyang--abc 发表于 2013-10-6 07:55
正解；孔子太认真了，不能升官，也不能成为大款。

不会忽悠也成不了专家

aoe1981

赛孔子。。。。。。。。。。。。。。。。。。。楼主多知

一表非凡

孔子不是天文学家，他也为难啊。用寓言带来科普，是个不错的构思

旺销奖

waihongzi 发表于 2013-10-6 07:57
不会忽悠也成不了专家

孔子比砖家可爱之处在于，他推行的是他确实信仰的东西；砖家比孔子可恶之处在于，砖家自己都不信的东西，偏偏要向别人推销。

飘零絮

那样的问题在那样的时代，估计没人能说清楚。。。

wangyunlong5120

“孰（shú）为汝(rǔ）/多知（zhì）乎？这句是关键，估计是别人故意在玩孔子。
我感觉孔子太拘泥于礼数和繁杂的规矩了
从某种意义上素服了他
相比之下老子很是逍遥自在