用現(xiàn)在的天文學(xué)知識來判決,勝利應(yīng)該歸給那主張中午最近的孩子.太陽離地球平均14960萬公里,在中午的時(shí)候,它直射在地球上,它的距離也就大約是14960萬公里,而在早晚卻從斜處射來,距離就總要多一點(diǎn).但要贊同第二個(gè)小孩的主張,就不能不附帶著反駁第一個(gè)小孩的理由.既然早晚的太陽較遠(yuǎn),照理應(yīng)該小一點(diǎn),至少也得要與中午的太陽差不多相等,為什么看起來反而會大了呢?重要的就是這一個(gè)問題.
為要解答這問題,首先我們得找一副望遠(yuǎn)鏡,準(zhǔn)備用它來觀察太陽.因?yàn)樘柎萄劬?少不得還要再找一塊黑色玻璃遮在望遠(yuǎn)鏡鏡頭上,才容易窺看.倘若眼力不好,遮上黑玻璃還覺得不濟(jì)事時(shí),不妨等到月亮圓的時(shí)候,用月亮來代替太陽,也一樣的有效；因?yàn)樵铝烈埠吞栆粯?在初升和降落的時(shí)候,看起來會比當(dāng)天的時(shí)候大得多.準(zhǔn)備好了,就可以進(jìn)行觀察.于是我們很快地就得到一個(gè)可驚的發(fā)現(xiàn)：原來望遠(yuǎn)鏡中所看見的現(xiàn)象,和肉眼所見的完全不同；不論早晚或中午,望遠(yuǎn)鏡里的太陽總是一樣大!
望遠(yuǎn)鏡里所見的是真實(shí)情形.早晚的太陽雖然比中午遠(yuǎn)一點(diǎn),但所增加是很有限的.地球的直徑還不到13000公里,太陽從斜面射來時(shí),增加了的距離不會比地球直徑更長,與全部距離14960萬公里比較起來,還沒有增加了萬分之一.馬虎一點(diǎn)就說全無增加,也不妨事的.因?yàn)檫@樣微小的差別,要精密天文器械才測量得出來,普通望遠(yuǎn)鏡決發(fā)覺不到那么微細(xì)的地方,所以,我們在望遠(yuǎn)鏡里看起來是一樣大小,并沒有什么奇怪.
但為什么肉眼所見的情形會完全不同呢?我們可以斷定是由于錯(cuò)覺.現(xiàn)在就要解釋,何以有這錯(cuò)覺.
第一,我們對于整個(gè)天空先就有了一種錯(cuò)覺.由肉眼看來,地平線附近的天空,總覺得比天頂上的天空要離得遠(yuǎn)一點(diǎn).這在心理學(xué)上,是用眼球的筋肉運(yùn)動狀態(tài)來說明的.地面上有樹木房屋等種種物體,這些物體吸引著我們的注意,使我們的眼球感到牽引,覺得要將視線從自己身邊移到地平線上,眼球筋肉比較勞累,”于是就感到那兒的天空較遠(yuǎn).天頂上卻不同,一望上去,決沒有什么滯礙的物體,眼球的運(yùn)動很舒適,就覺得天空的近.因?yàn)橛X得地平線上的天空遠(yuǎn),也就覺得那兒的太陽遠(yuǎn),因?yàn)樘祉斏系奶炜战?所以那兒的太陽看起來也很近,這種現(xiàn)象,只要稍稍注意的人,都能知道的.
其次,再研究一下物體與眼睛的關(guān)系.一件物體映人眼睛里來,對于眼睛常形成一定的“視角”,所謂視角,就是假設(shè)從物體的頂點(diǎn)和腳點(diǎn)各引一條線到眼睛上,其中間所成的角度.同一樣?xùn)|西,放近了,視角便加大,離遠(yuǎn)了,視角便縮小.同時(shí),大的東西,如果隔得遠(yuǎn),它的視角也許會比近處的小東西來得更小.例如一只手掌,不過五寸,一個(gè)人,也許長到五尺,倘若這十倍長的人站在二丈以外的遠(yuǎn)處,那我就可在離一尺的地方用一只小小的手掌將那人全部遮著,使眼睛完全看不見他.這就因?yàn)橐怀咭詢?nèi)的手掌,它的視角比二丈以外的人來得大的緣故.但現(xiàn)在我們就發(fā)現(xiàn)眼睛的一個(gè)特性：手掌雖然能夠遮了人,眼睛卻決不會誤認(rèn)手掌比人大.這是一種很重要辨別能力.一件大的東西,只要我們知道它離得遠(yuǎn),即使視角很小,我們?nèi)阅鼙鎰e出它的大.反之,我們覺得近的東西,即使視角很大,也能辨別其小.這能力,對于我們的生活是很重要的.它能指示我們?nèi)粘Ｊ挛镎鎸?shí)的人小,沒有它,我們會把摩天樓看成玩具,豈不要到處碰釘子?但我們要曉得,這辨別能力只在日常的小事物里才有效果,應(yīng)用到廣大的天空上去,結(jié)果便完全相反了.數(shù)量的增大會引起性質(zhì)的突變,在地上可以認(rèn)識真理的這同樣的眼睛,在天空中卻使我們發(fā)生錯(cuò)覺.
早晚的太陽和中午的太陽,與地球的距離是相差無幾的.視角也幾乎完全是一樣.因此在望遠(yuǎn)鏡中看起來是一樣大小,但肉眼的辨別力卻來搗亂.它說：天頂上的太陽,是比較近的,所以視角雖然與地平線上的一樣,而面積卻應(yīng)該小一點(diǎn).反之,地平線上的太陽比較遠(yuǎn),所以應(yīng)該是大的.我們的腦髓素來只知道聽從肉眼的判別,所以就真覺得兩處的太陽大不相同了.
在封建社會里,人類對于自然界的知識完全依賴著表面現(xiàn)象的觀察,因此被自己的眼睛騙了幾千年,無法解答那傳說里的疑問.遇到了科學(xué),疑團(tuán)是這樣輕便地就消釋了；倘若有人不相信,還可以做一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn).用一塊乳色的玻璃,或較薄的磁片,離眼睛六七寸的地方遮著太陽,太陽的紅紅的圓形就映在這塊玻璃上.這時(shí)眼睛就會說,現(xiàn)在太陽更近了,所以它的視角雖然和天上一樣,它本身卻應(yīng)該更小一點(diǎn).細(xì)細(xì)一看時(shí),果然,這玻璃上的太陽還不到一顆黃豆大!

因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)24小時(shí)一周(圍繞太陽公轉(zhuǎn)是365天一周),地球自轉(zhuǎn)到中午時(shí)恰與太陽(太陽是恒星)接近垂直,兩點(diǎn)間距離,垂線最短.所以,中午太陽與地面接近垂直照射,距離最短,所以中午溫度高.

而早上,太陽是與地面呈斜射,太陽與地面距離遠(yuǎn),所以早上溫度低冷.因此人們在感覺上覺得中午太陽離地球更近一些,那是因?yàn)樘柟饩€照射地球的角度不同所引起的人們的誤覺.