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東南西北

--(原載1947年7月《開明少年》)
 

  咱們說到方向,總把東、南、西、北——四個方向相提並論。其實,這四個方向性質並不一樣,東、西跟南、北,有著很大的區別。

  咱們可以駕著飛機,一直向正東方飛,繞著地球盡轉圈子;也可以一直向正西方飛,繞著地球盡轉圈子。向正北、正南可不成。這倒不是因為兩極地方到處是冰雪,咱們克服不了寒冷,而是說咱們不能像向正東、正西那樣,老對準一個方向飛。要是咱們向正北飛,飛到了北極上空,再直向前飛,方向立刻倒了轉來,不是向正北,而是向正南飛了;等咱們飛到了南極,方向又立刻倒轉來,變成向正北飛了。向正東,向正西,都沒有盡頭;向正南,向正北,卻都有個止境,止境就是南極和北極。可以這樣說,正東和正西是無限的方向,地球上沒什麼東極和西極;正南和正北是有限的方向,極限就是南極和北極。

  要是在赤道上有兩架飛機,彼此相隔500千米,它們同時起飛,用相同的速度都向正北方向前進。它們必然越飛越離得近,最後在北極的上空相遇。反過來,要是那兩架飛機同時在北極起飛,用相同的速度都向正南方向前進,咱們無法預計它們到達赤道上空的時候相隔多遠:它們可能在赤道上的同一個機場降落;也可能一架降落在南美,一架降落在南洋群島,相隔赤道的半個圈,足足2萬千米。你站在北極,不論面朝哪兒都是正南,因此光說向正南飛,就沒法知道飛機到底要飛向哪兒。從南極向正北飛,情形也一樣,在南極,不論面朝哪兒都是正北。

  向正東飛,向正西飛,那就是另一種情形了。假如那兩架飛機,一架在赤道上,另一架在它的正北500千米,它們同時起飛,都向正東或者正西方向前進,它們就永遠不會相遇。還有一個奇怪的現象,如果它們的速度相同,在赤道上空的那一架會漸漸落後。在地球上,可以畫無數個跟赤道相平行的圈兒,其中赤道是最大的圈兒;離赤道越遠,圈兒就越小;最後小到不能再小,成了一個點兒,那就是北極和南極。要是咱們在北極很高的上空向下望,就會看見那兩架飛機都在繞著北極轉圈兒。赤道上的那一架繞的是外圈,路程最長,它就漸漸落後了。

  方向不只是正東、正南、正西、正北,咱們通常說「四面八方」,那八方就把東北、東南、西南、西北四個方向包括在內。水手在海上,飛行員在空中,氣象員觀察風向,都要把方向分辨得更加精細。咱們知道,通過一個點,可以畫無數條直線,所以方向的個數是無限的。可是很奇怪,在那無數個方向中,只有正南和正北是有限的方向,其餘的都是無限的方向。譬如有一架飛機在赤道上的某地起飛,方向是向東而稍稍偏一點兒北。它要是老不停下來,就得繞著地球老轉圈兒,每轉一圈離赤道遠一點兒,而同時,轉的圈兒越來越小,最後小得不能再小,幾乎成了一個點兒,那就到了離赤道最遠的地方——北極。所以真正的無限的方向,實際上只有正東和正西兩個。

  咱們生活在地球的表面上,說到方向,就得記住地球是個球。可是普通的地圖都是平面的,使咱們養成了不少錯誤的觀念。請看下邊兩個例子。

  有一架飛機從上海起飛,先向正北方向飛1000千米,轉個彎,向正東方向再飛1000千米,又掉過頭來,向正南方向飛1000千米,最後又向正西方向飛1000千米,降落下來,它是不是回到了上海?許多人會回答「是的」。他們想,飛機不是正好飛了一個正方形的四條邊嗎?他們忘記了飛機是沿著地球的表面在飛,它向正東方向飛的時候,是在一個較小的圈兒上;而向正西方向飛的時候,是在一個較大的圈兒上;因而降落下來,它一定會掉在上海以東的東海裡。

  有個人向正東走了1千米,又向正北走了1千米,他所在的地方是在出發點的哪個方向?許多人會回答是「東北方」。這個答案可能對,也可能不對。咱們先得問清楚,這個人的出發點到底在哪兒。要是出發點在離北極1千米的地方,先向正東方向走1千米,就是在離北極1千米的那個圈兒上走了1千米;再向正北走1千米,就到了北極。北極當然在他的出發點的正北方。除了出發點在赤道以南500米的地方外,前面的答案都不能算正確。至於為什麼,請你自己去想吧。

  那麼東、南、西、北,到底指的什麼呢?原來正東和正西,這兩個方向是由地球的自轉決定的。自古以來,人們把日月星辰升起來的方向叫做東,把日月星辰落下去的方向叫做西。後來才知道這些現象是由地球自轉造成的,地球像陀螺似的,在從西向東不停地自轉。而北極和南極,正是地軸——那根想像中的地球繞著它自轉的軸——穿出地球表面的所在。所以咱們說到方向,說到東、南、西、北,都是以地球為立腳點的。天文學家把天空分成北天和南天,在星圖上標明了赤道和兩極,還畫上了經線和緯線,都是為了方便咱們在地球面上觀察星空。要是在廣漠的宇宙空間又一無憑借,那就分不清什麼東、南、西、北了。

  
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