在太空能否用肉眼看見(jiàn)長(cháng)城?這是一個(gè)備受?chē)岁P(guān)注的熱門(mén)話(huà)題。2003年金秋,中國人圓了飛天夢(mèng)。在舉國歡騰的時(shí)刻,人們自然不會(huì )忘記向自己的航天員楊利偉提出同樣的問(wèn)題,可惜再一次得到否定的回答。
一時(shí)間,“世紀謬誤”、“科學(xué)謊言”、“國際玩笑”等指責又鋪天蓋地而來(lái)。甚至有人用挖苦的口吻說(shuō),這是國人“對過(guò)去老祖宗的輝煌抱有依賴(lài)情結”,“不過(guò)是一個(gè)美麗的‘長(cháng)城神話(huà)’而已”。
難道人類(lèi)在太空就真的無(wú)法用肉眼辨認出長(cháng)城嗎?對此,我有不同見(jiàn)解。
人類(lèi)肉眼的分辨能力
首先是人的視力問(wèn)題。一雙正常的眼睛,其視距可達到無(wú)限遠。晚上你能看見(jiàn)距地球38萬(wàn)千米的月亮,甚至遠達億萬(wàn)光年的星星,就是明證。但肉眼的分辨能力是有限的,而且差異非常大。據測試,視力正常的人,其分辨率約為二千分之一至五千分之一。舉個(gè)例子,你站在北京天安門(mén)廣場(chǎng),距離國旗400米外的毛主席紀念堂旁邊,如果能看見(jiàn)直徑20厘米的旗桿頂部,那你的眼睛分辨率為二千分之一。這樣,當你乘坐飛機,在10千米高空俯瞰地面,就能清晰地看見(jiàn)寬度5米以上的鐵路、公路以及長(cháng)城。
飛船距地面的高度為350千米至400千米,是飛機航線(xiàn)高度的40倍。按照推理,在飛船上是應該可以清楚辨認出寬度大于200米的河流、湖泊、島嶼和城鎮等地形、地貌的。據報道,2001年9月11日,美國航天員弗蘭克·卡伯特森在地球上空402千米的空間站上,看到了紐約市以及從世貿中心冒出的濃煙。這說(shuō)明,在太空觀(guān)察城市并不難,但觀(guān)察人造建筑物則十分困難。即使龐大如非洲的金字塔,雖然其底邊長(cháng)度接近200米,卻只是一個(gè)個(gè)獨立的小點(diǎn),難以尋覓。那些10多米寬的鐵路、橋梁和60多米寬的高速公路,更是一些極其幼細的線(xiàn)條。它們都會(huì )被融入大地的背景中,無(wú)法辨認。
太陽(yáng)光照的作用
那么,僅有6米多寬的長(cháng)城又是怎樣吸引航天員的視線(xiàn)呢?在這里,太陽(yáng)光起了關(guān)鍵的作用。凡是看過(guò)航拍照片的人都知道,在照片上尋找電線(xiàn)桿,最有效的方法就是看它投在地上那長(cháng)長(cháng)的影子。制圖人員將這些影子的端點(diǎn)連成線(xiàn),就是我們需要測繪的高壓線(xiàn)或者通訊線(xiàn)了。眾所周知,長(cháng)城是修筑在巍峨陡峭的山脊線(xiàn)上的,從大小分水嶺的一座山峰,連接到另一座山峰。這些山峰與周?chē)噜彽纳焦、溝壑之間的高差,一般都在100米至1000米以上。長(cháng)城處在北緯37度至41度之間,基本呈東西走向。如果太陽(yáng)光線(xiàn)從偏南方向,與地面呈30度左右的夾角照射過(guò)來(lái),8米高城墻的背影,連同山峰的背影,在北邊陰面將投下200米至2000米寬的陰影帶。到了冬季,陽(yáng)光從南回歸線(xiàn)附近照來(lái),入射角更小,陰影帶寬度將會(huì )成倍增大。同時(shí),由于陽(yáng)光的作用,長(cháng)城頂面和迎光的墻面那些光滑的淺灰色長(cháng)城磚,還會(huì )在陽(yáng)面山坡與陰影帶之間,形成一條銀白色的亮線(xiàn),使反差更加強烈,更易被發(fā)現。另外,長(cháng)城陰影帶與山巒的陰影是十分不同的,不易混淆。因為每個(gè)獨立的山峰的陰影都在峰的外側,不連貫,不規則;而長(cháng)城陰影則在峰頂上,是連貫的,延續性很強,所以非常容易辨認。
可以想像一下,航天員此時(shí)從太空看見(jiàn)的長(cháng)城,應該像一條一側邊界十分清晰,另一側寬度呈有規律變化的墨綠色的飄帶,它蜿蜒靜臥在淺綠色的群山之中,異常壯觀(guān)。這是地球上其他任何人造建筑物都無(wú)法形成的獨一無(wú)二的奇特景觀(guān)。
軌道設計與大氣層狀態(tài)
要看到長(cháng)城,飛船必須從其上空飛越。而飛船順向飛越一段100千米長(cháng)的長(cháng)城上空,只需10多秒時(shí)間,真可謂“一瞬即逝”,如果斜穿,則時(shí)間更短。所以軌道的設計是決定性的。再有,長(cháng)城上空大氣層的即時(shí)狀態(tài)也是一個(gè)關(guān)鍵因素。任何云、霧、雨、雪、污染物和沙塵暴,都會(huì )影響觀(guān)察的結果,甚至一片茫然,什么也看不清。
所以說(shuō),要在太空看到長(cháng)城,確實(shí)有較大的偶然性。但決不是沒(méi)有可能。如上所述,下列條件一個(gè)也不能少:要有一段適合觀(guān)察的長(cháng)城,一個(gè)陽(yáng)光斜照的季節,一片清澈通透的大氣層,一個(gè)精心設計的航天軌道和觀(guān)察程序等。這一切,單靠航天員的主觀(guān)努力并不能完成,更不是在太空隨意向地球一瞥就能看見(jiàn)長(cháng)城的。
提個(gè)“小題大做”的建議
面對國人的關(guān)注和期盼,我們有理由向我國的有關(guān)部門(mén)和專(zhuān)家提出請求,請你們在完成各類(lèi)重大課題的同時(shí),也來(lái)研究一下這個(gè)小課題——從太空看長(cháng)城,因為億萬(wàn)中國人心中確實(shí)有個(gè)“長(cháng)城情結”。
這是個(gè)小課題,但是非“小題大做”無(wú)法實(shí)現。雖然從理論上說(shuō)從太空看長(cháng)城并非神話(huà),但要真正做到十分不易,因為制約因素很多。沒(méi)有充分的準備和各方面配合,是難以實(shí)現的?墒且坏┯^(guān)察成功,其意義是重大的,影響是深遠的。
我國的神舟六號飛船將于明年發(fā)射,下一步還將建設長(cháng)期有人照料的空間站?梢哉f(shuō),今后中國的航天員將有許多機會(huì )在太空觀(guān)察長(cháng)城。全國人民,乃至全球華人都在翹首等待中國航天員觀(guān)賞到偉大長(cháng)城的瑰麗身影時(shí),向地球發(fā)回特大喜訊!(朱蔭興)
給航天員增設地理課
前蘇聯(lián)的航天醫學(xué)專(zhuān)家曾經(jīng)對航天員用肉眼對地觀(guān)測效應做過(guò)研究,他們認為,在飛船或空間站上要用肉眼識別點(diǎn)性的物體幾乎不可能,但如果是線(xiàn)性的物體則是有可能看見(jiàn)的。比如從高空看大海上的一般輪船,那是看不見(jiàn)的,但能夠看見(jiàn)發(fā)動(dòng)機在船尾“犁”出的長(cháng)長(cháng)的浪花!
對于長(cháng)城看得見(jiàn)還是看不見(jiàn),各國航天員有不同的說(shuō)法,既然長(cháng)城并不是絕對看不到的,因此建議中國航天員的訓練,再加點(diǎn)地理識別課程,讓他們能抓住飛船經(jīng)過(guò)長(cháng)城的瞬間,立即鎖定目標。否則連五大洲都找不到,找長(cháng)城就更沒(méi)戲了。(實(shí)言)
讓長(cháng)城變成火龍
無(wú)論你如何努力,你都無(wú)法用肉眼觀(guān)察到1千米之外的一條墻縫。但是,你可以輕易地發(fā)現10千米之外的一盞明燈。這是為什么?這并不是說(shuō)燈泡的張角達到了人眼的分辨要求,而是因為它與周?chē)诎档谋尘靶纬闪藦娏业姆床钜约氨旧碜銐蛎髁痢?/p>
考慮到長(cháng)城與周?chē)搅旱念伾浅=咏,對比度很小,為了解開(kāi)中國人的“長(cháng)城情結”,在神舟六號飛船上天時(shí),建議在長(cháng)城上安裝照明燈,讓長(cháng)城在夜晚亮起來(lái),讓航天員在太空看到這條蜿蜒的“火龍”。(黃永明)
(來(lái)源:中國航天報)