本影片完整講稿各位觀衆大家好 我是孫維新 今天是我們星空奇航 這個小品系列的第二集 主題是 一個充滿活力的宇宙 一個充滿活力的宇宙 這我們要從什麼地方開始講 我們從文學慢慢地談到科學 各位 一千年前 就在西元1082年 偉大的文學家蘇東坡 在清風明月裡面 寫下了一首膾炙人口的文學作品 前赤壁賦 當時蘇東坡觀察了整個星空跟江水東流 所以他前赤壁賦裡面雖然是大家耳熟能詳 傳誦千古的文章 可是這裡面卻也有不少重要的科學事實 所以今天我們想跟大家講一個秘密 蘇東坡不但是個文學家 他還是科學家 他這段探討自然的過程有兩個主題 一個是水 一個是月 各位 蘇東坡觀察了江水滔滔向東流 他得了什麼結論呢 他說 逝者如斯而未嘗往也 逝者如斯而未嘗往也 告訴大家 水雖然滔滔向東流 可是基本上整個流量流速並沒有變化 這個文學這句話 逝者如斯而未嘗往 也是多令人佩服 多令人艷羨的一句精彩的佳句啊 但如果這一句話用同樣的科學術語 把它描述出來 您聽 變成什麼了 這句話轉換成科學術語就是 在單位時間之內 通過單位面積的水流量是固定的 意思相同 可是極端無趣 各位 這是蘇東坡對江水的描述 接下來他看到了月亮 月亮上升 有的時候是新月 而有的時候是滿月 他說了 盈虛者如彼 而卒莫消長也 盈虛者如彼 而卒莫消長也是什麼意思 他說 月的月象盈虧 有的時候滿月 有的時候是新月 可是呢月亮的本質並沒有改變 蘇東坡好厲害 他知道 但是您知道嗎 晚他一百多年以後的南宋詩人 辛棄疾 對月亮的理解可就沒有蘇東坡那麼厲害了 辛棄疾在他的詞裡面寫 月亮掉到海裡面去怎麼樣 怕萬一長鯨 縱橫觸破 月亮掉到海裡頭以後 怕海裡頭的長鯨把月亮給碰破了 而有趣的是 辛棄疾也很好奇月亮滿月新月的變化 他說 若道都齊無恙 云何漸漸如鉤 如果一切都安穩沒變化 為什麼月亮從滿月逐漸轉成了一鉤新月 這是我們看到的蘇東坡在文章裡面 對大自然現象的描述跟解釋 一千年前的文學家對自然的描述 今天我們看起來覺得有趣而好笑 但是這個整個過程的發展的過程是怎麼過來的 各位 當我們走到大自然星空底下 這個認知的過程 一開始當然起自於欣賞 讚嘆欣賞 然後產生了好奇了以後 開始努力的去探索 探索的過程中有失敗 有成功 到最後終於能夠接觸到 大自然現象背後的物理定律 這就是一個欣賞 探索 認知 還有珍惜的過程 這是我們今天所看到科學發展必然的走的道路 可是很多時候 這個科學發展跟我們的直覺是互相抵觸的 其實我們從另外一個有名的人裡面聽過一句話 這個人是誰 也就是英國的柯南道爾爵士 所創作出來的夏洛克福爾摩斯 福爾摩斯說過一句很有名的話 他說 世上沒有任何事實 比明顯可見的事實來得更會欺騙人的 There is nothing more deceptive than an obvious fact 只有明顯可見的事實是最容易騙人的 的確是 今天你要是拿一個普通人來 把他腦子裡面的地球科學的知識完全抹去了 然後把他擺在學校操場裡面二十四小時 讓他觀察日月星辰的運行 您知道他的結論是什麼 當然是太陽繞著地球轉嘛 太陽繞著地球轉這件事情 這個概念 影響世人幾千年 一直到1543年哥白尼開始提出來 日心說 地球繞著太陽轉 但是我們就知道 太陽的東升西落是我們的直覺體驗 但它不是事實的真相 所以很多時候 直覺帶給我們的不一定是正確的知識 另外一個直覺騙人的例子是什麼 各位 就是我們自己 在空間中移動的速度 我們自己在宇宙這個廣漠無垠的空間中 移動的速度 我們很簡單 看著 我們看著我們自己 每天 太陽 月亮 行星 恆星 東升西落 各 位那不是真的 那不是真的 您說了 孫教授那怎麼不是真的 太陽 月亮 行星 恆星 每天從東邊地平起來 橫過夜空從西邊地平下去 怎麼不是真的 各位 我必須要說 那是我們地球自轉所造成的錯覺 太陽 月亮 行星 恆星 它們移動的方式 並不是我們每天習以為常的東升西落 那只是地球自轉造成的錯覺 而地球自轉的速度到底有多快 各位 我們每天在地球 地表 跟著地球日夜輪替 我們能夠體會到地球自轉的速度有多快嗎 體會不到 但是數學可以告訴我們 各位 地球的半徑六千四百公里 數學很簡單 六千四百公里的半徑 我們要計算周長就乘上2π 乘上二π π是3.14 所以大概是六點多一個數字乘上六千四百公里 各位 地球赤道一圈的周長是四萬公里 就這麼一圈 四萬公里 各位 如果您今天站在赤道上 跟著地球繞一圈回到原地 要多久時間 二十四小時 就是一天 一天轉一圈 也就是說您在赤道上一天二十四小時裡頭 地球帶著你回到原來的位置 那這樣速度有多快 很簡單 四萬公里除上二十四小時 您相信嗎 平常我們在高速公路上開時速一百公里 就覺得挺快的 開到兩百公里肯定要吃罰單的 地球的自轉速度在赤道上 四萬公里除上二十四 時速一千六百公里 一千六百公里 各位 那是我們在赤道上的速度 您說了 我們在台灣吧 不是在赤道上 離赤道緯度23.5度 那很簡單 一千六百公里乘上cos23.5度 也還好 大概是一千二到一千三百公里 各位 也就是在我們現在講話的過程中 我們移動的速度 時速是一千三百公里 學生一聽 趕快去抓椅子 把椅背給抓住 就怕自己給甩出去了 您感覺得到嗎 感覺不到 所以直覺告訴我們　我們沒有動 但數學告訴我們 我們正在高速跟著地球自轉 每次講到這個地方 就不禁讓我們發出深深的嘆息 為什麼 為什麼青少年要去飆車呢 他只要坐在地上 就能夠體會速度的快感 這個叫飆地球 連安全帽都不用戴 新穎的極限運動 各位　地球帶著我們用這麼快的速度繞軸自轉 但這是最快的速度嗎 您說　不是吧 您這樣問　話裡肯定有詐 地球帶著我們繞太陽公轉的速度是多少 您說　怎麼知道 很簡單　算嘛 老方法 地球到太陽距離是一億五千萬公里 一億五千萬公里繞一圈 很簡單　乘上2π 又乘上那個六點多的數字 就算九億公里啦 繞一圈　您告訴我多少時間 一年　三百六十五天 所以九億公里寫在分子 分母除上了三百六十五天跟二十四小時 您知道地球帶著我們繞太陽走的速度是多快嗎 還好啦　時速十萬公里 時速十萬公里 地球帶著我們時速十萬公里繞著太陽轉 夠快了嗎 這是最快的速度嗎 您說　肯定不是 太陽帶著地球 繞銀河中心公轉的速度是多少 很簡單　算嘛 怎麼算　老方法 太陽到銀河中心 我們的太陽不在銀河中心 太陽在銀河旁邊那一個漩渦臂上 離中心三萬光年 一光年　各位　十兆公里 一光年是光走一年的距離就是十兆公里 乘上三萬 再乘上2π繞一圈的圓周 除上多少 太陽要繞銀河一圈需要兩億年 除上兩億年 再除上三百六十五天 再除上二十四小時 各位　您相信嗎 這麼算下來 太陽帶著我們八個行星繞著銀河中心轉 時速是一百萬公里 一百萬公里 各位　我們真的可以說 我們活在一個充滿活力的宇宙裡 這句話不是運動飲料的廣告 事實如此 太陽繞銀河中心轉 你要說銀河會不會繞著宇宙中心轉 這話就不能再講下去了 我們目前所知宇宙沒有中心 宇宙在膨脹　但是 這個膨脹是沒有中心的膨脹 所以並沒有銀河繞著宇宙中心轉的這件事 但是我們銀河怎麼樣 正以高速對著室女座星系團衝過去 我們把自轉速度加公轉速度 加上太陽繞銀河中心公轉速度 銀河對著室女座星系團飛奔過去 這些速度全部加在一起 各位　您相信嗎 我們每個人現在運行的速度是千分之一光速 千分之一的光速 您想像不到 整個宇宙高速在變化 可是　可是 晚上我們出去走在夜空底下 我們根本不會覺得這個夜空有任何改變 您知道嗎 我們所看到的恆星 恆星吧　是永恆不變的意思吧 的確　在我們的有生之年 我們不覺得恆星的位置　恆星的方位 它所構成的圖案會有任何改變 可是今天科學家的研究告訴我們 每一個恆星都以高速在做運動 但是我們就需要怪我們自己了 我們人所生存的空間 廣度跟時間的尺度都太小　太短 所以在我們有生之年 我們不會感覺到夜空的星星有任何改變 但是今天我們知道了這些有趣的事實之後 當我們再度走到星空底下 無論是中秋節 舉杯邀明月　對影成三人 或者是冬至　夏至 看到了月亮　看到了太陽在不同的位置上 我們心裡會知道 其實日月星辰　所有的天體 都在以高速做變化 而這回到我們剛剛講蘇東坡的赤壁賦 他裡面說了一個觀念非常好 他說　自其動者觀之　則宇宙曾不能以一瞬 從動的角度來看 宇宙根本沒有一秒鐘是停下來的 而自其不動者觀之呢 則物與我皆無盡也 長長的宇宙 萬事萬物　包括我　包括生命的延續 都是沒有盡頭的 很高興今天 能夠從文學的角度出發跟各位分享科學 希望能夠讓大家以後看文學的時候 也能夠有一點科學的美感 今天的課到這邊結束　謝謝各位