论“两小儿辩日”

段凯

摘要：本文简要论述：为什么早晨太阳看起来较大，中午看起来较小以及早晨感觉凉爽，中午感觉较热的原因。

关键词：参照物；能量

孔子东游，见两小儿辩斗，问其故。

一儿日：“我一日始出时去人近，而日中是远也。”

一儿以日初远，而日中时近也。

一儿日：“日初出大如车盖，及日中则如盘盂，此不为远者小而近则大乎？”

一儿日：“日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤，此不为近者热而远者凉乎？”

孔子不能决也。

两小儿笑日：“孰为汝多知乎！”

一个孩子认为，太阳刚升起（即早晨）距离地球近，而中午距离观察者远，因为早晨太阳看起来较大些（大如车盖），中午看起来较小一些（如盘盂），所依据是近大远小。

另一个孩子认为，太阳早晨距离观察者远，而中午距离观察者近些，因为早晨感觉凉爽（沧沧凉凉），中午感觉较热一些（如探汤）。所依据是：接近感觉热，远离感觉凉爽。

孔子不能判断其对错。

为此，我对古人提出的问题谈点自己的看法和意见。

首先，关于一日之中，太阳距离地球远近问题的分析：地球绕太阳公转一周360度，所需时间为一年（约365日），公转轨道是近似正圆的椭轨道，地球公转平均角速度为每天1度，且太阳和地球之间的平均距离约为1.5亿千米。在浩瀚的宇宙空间中，一日之中，转过1度的地球可以认为是近似不动。所以由人眼观察太阳和地球问的距离，一日内可以认为是不变的。因此两小孩关于早晨和中午太阳距离地球远近问题的说法是不符合事实的。

其次，为什么早晨太阳看起来较大而中午较小一些？

一方面因为人们早晨观察太阳时，潜意识会以地球表面附近的树木或房屋为参照物做比较，因此与较小物体相比时，太阳看起来稍大些；中午太阳在空中无任何参照物，由于天空漫无边际，与较大物体（天空）做比较，因此看起来较小一些。

如图：有两直径相同的实心圆A，B。与其旁边较小的圆相比，看起来较大；与其旁边较大的圆相比，看起来较小。

另一方面，太阳光从太空中向地球传播时，地球周围有一层厚厚的空气层（即大气层）会令其发生折射，我们知道，大气层在地球表面附近密度大，离地面越高的地方，空气越稀薄，密度越小。早晨，光从水平方向入射时，在大气层处发生偏折，且偏折角度较大，人们所看见的太阳是进入人眼光线的反向延长线所形成的虚像，像比实际物体稍大一些。如图：

中午几乎垂直入射，因此几乎不发生偏折现象，所看到的太阳与实际太阳大小相同，所以与早晨相比，看起来稍小一些，如图：

上述两方面的结果就是：“日初出大如车盖，及日中则如盘盂”的原因。

再次为什么早晨感觉凉爽，中午感觉热呢？

早晨感觉温度低、凉爽，是下面兩个原因综合的结果：第一、早晨太阳光是斜射到地球表面，因此太阳辐射到达地表的能量较小，所以地表所能吸收到的太阳辐射能量也较小，所以早晨温度低；第二、地球一方面吸收来自太阳的辐射能量，同时又向太空辐射本身所储存的能量。前一整个晚上，太阳消失了，同一位置处，地球没有吸收来自太阳的辐射能量，但是会将上一白天所储存的能量，在整个晚上纯粹向太空辐射，经过一晚上能量的散失，早晨地表温度最低，所以早晨感觉凉爽。

中午感觉温度高，天气热，也是两个原因的综合结果。第一、相对早晨，中午太阳光垂直入射，太阳光辐射能量大，地表可以吸收更多的太阳辐射能量；第二、白天地球在吸收能量的同时又向太空释放能量，但吸收的能量多于所释放的能量。经过前半天，地球所吸收储存的太阳辐射能量越积累越多，地表温度会越来越高，到达中午，地表温度最高，因此，感觉天气热如探汤。

这就是“日初出沧沧凉凉，及其日中如探汤”的原因。

综上简要分析了两小儿辩日中关于太阳距离地球远近的问题；同时分析了为什么日初出大如车盖，日中如盘盂和曰初出沧沧凉凉，日中如探汤的原因，孔子若是明白，应如上作答。