“这样周而复始,日夜不就自然交替了吗?何必让整个天空每天费劲地绕地球转一圈?”
这个用日常茶具做的演示,比抽象的笔杆更直观、更有冲击力!那圆壶在灯光下明暗交替的景象,深深印入每个人的脑中。日夜交替,原来是这样产生的,很多人的思路一下子被打开了!
“至于四季轮回,和南北冷热的不同,”范离继续演示,他保持茶壶自转,但整个手臂开始以灯火为中心缓慢绕圈,同时,他巧妙地让茶壶的壶嘴,始终保持指向同一个方向。
“如果大地在绕太阳公转的时候,它的轴不是垂直的,而是有点倾斜,并且这个倾斜的方向在运行中大致不变……”
他让倾斜的茶壶绕灯火慢慢转圈,特意在不同位置停顿,展示壶身不同区域被灯光照射的角度、面积大小和时间长短的变化。
“那么,当运行到不同位置时,”他指着壶身一侧,“这里正对着灯光,光照集中强烈,不就像夏天吗?”
转到另一个角度,他指向壶身下端,“这里斜对着灯光,光照微弱分散,不就像冬天吗?而壶嘴一直指向或背离灯光的地方,不就是极昼极夜的现象吗?南北半球季节相反,也可以这样解释!”
“这也不是我乱猜的。”范离把茶壶轻轻放回桌上,灯火依旧跳动。他的目光扫过震惊的众人,“苏学士引用的《尧典》中‘日中’、‘日永’、‘宵中’、‘日短’,恰恰记录了不同季节太阳运行轨迹的变化,这和我刚才演示的‘因为大地倾斜运行导致阳光照射角度和时间长短不同’的道理,不但不冲突,反而吻合!只是古代贤人可能没有看到全貌,误以为是天动而地静。”
他停顿了一下,语气认真而有力:“认识到我们其实也活在星辰之间,遵循着这些简单而深刻的规律,难道不是对天道更深层的敬畏和探索吗?”
“关于大地是个圆球,人站在上面不掉,我写过一本书叫《万物至理》,书里详细讨论了天体运行和大地的关系,还有很多其他事物的规律,今天我就不多说了。如果各位对里面的计算和推理有疑问,等这次辩论结束,可以随时拿着书来找我讨论。”
整个摘星楼鸦雀无声,仿佛连灯火燃烧的声音都听得见。
范离就用一把茶壶、一盏油灯,竟然把宏大宇宙的运行规律演示得这么清楚明白!
范寻早已激动得难以自制,他盯着茶壶和灯火,仿佛看到了宇宙的真相,印证以前所想,融会贯通,豁然开朗,他的声音发颤,状如疯癫:“自转!公转!地轴倾斜!原来……这就是天象的奥秘!我的猜测果然没有错!我没有错!”他眼中现出狂热的光,看着范离:“先生真是神人也!”说着,手指锦帛:“这道题,请先生解答。”
满场哗然的质疑声消失了,取而代之的是一种极度安静却充满思想震撼的气氛。所有目光都集中在范离身上,迫切等待他接下来的计算。
范离也不推辞,在纸上画出南北两城,“阳光从极远的地方平行照过来。南城此时太阳正好在头顶,所以影长是零。而北城,因为大地是圆弧,它头顶的方向已经偏离了阳光方向,所以立表有影子。”
范寻指向北城的影长:“这一尺二寸五分的影子,是从十尺的表来的。根据这个,可以算出此时阳光照到北城表顶的光线与铅垂线的夹角。”
“没错。”范离赞许地点头,“这个角,就是北城相对于南城的地心夹角!可以理解为,南北两城之间的大地弧线,所对应的圆心角,就是这个角。”
这话一出,楼里不少精通数学的学者已经隐约抓住了关键,发出低低的惊叹。
范离继续推演:“既然知道两城南北相距八百里,这个距离实际上是大地圆弧的弦长。”他稍作停顿。
范寻声音急切:“如果两地非常近,可以当做弧长。但八百里不算短,需要考虑……”
范离微笑:“问得好。不过在这个尺度下,弦长和弧长相差非常小,可以暂时用八百里的弧长来推算。已知这段弧长对应的地心角。那么,整个圆周三百六十度所对应的弧长,也就是大地的周长,很容易便能算出来。”
他笔下的算式已经完成,清晰严谨,一步步深入,每一步计算都有依据,逻辑环环相扣,连南楚国几位精通数学的老臣也忍不住点头,手指在桌上悄悄跟着算,最后都露出惊骇的表情。
楼内一片寂静,先前质疑的官员学者们都目瞪口呆,沉浸在这宏大的计算中。尽管“地圆”之说仍然让人震惊,但范离的数学推导无懈可击,完美解释了影子长度的差异。很多数学家已经在心里验证了好几遍,不得不承认他的逻辑严密,结果必然。
范寻呆呆地站着,怔怔地看着纸上的算式,又抬头看向范离,眼中充满了恍然大悟的狂喜和无比的敬佩。他再次深深鞠躬,语气无比诚恳:“听先生一席话,胜过读十年书!我最近一直的困惑,今天终于明白了!请先生,教我!”