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关于看长城问题回复yuehuan

作者：MatPhy

　　我个人仅从直觉上也不相信从太空中可以看见长城。问题是，我们要的并不
仅仅是这么一个答案而已，而需要能让人信服的理由。

　　神舟的飞行高度如果大致算作 300 km，长城的宽度大致算作 3 m (我没有
去过长城)，那么容易算得在神六上看长城宽度的张角为大约 2角秒，而人眼的
极限分辨率是角分的量级，所以显然在太空仅凭肉眼是不可能分辨长城细节的。
这一点我当然知道。

　　我前文的重点是说，不能仅凭"不能分辨细节"就推断"不能看见"，而不是说
"一定可以看见"。我想我已经说得够明确了吧？我前文中举了"长城上安装灯泡"
的例子，也就是为了说明"不能分辨细节但依旧可以看见"。yuehuan说得没错，
看见灯泡组成的线不等于看见长城，可是毕竟"看见灯泡组成的线"了啊，而这灯
泡组成的线(的宽度)对太空人员眼睛的张角可比长城宽度的张角还小啊。

　　yuehuan 还提到视力的问题，不过我在前文中是有提到"正常视力"的。如果
在文中每次提到"看见"的时候都加上"正常视力的人"作为修饰，那未免也太罗嗦
了。

　　罗嗦了这么多，说正经的。刚刚在网络上搜索发现，一个时间更早的网页
(网址见后，这网页在潘不常的致歉信中也有)报导了同一个研究小组的"较真工
作"，而这篇文章的描述就要比最新的那片报道文章要清晰一些。文中特别提到
(以下为引用)：

　　有人提出了不同意见，认为只要太阳光的照射角度合适，能大大提高长城亮
度，就有可能超越人眼的视觉极限，并以黑夜可以看到超远距离的明灯为例证。
"我们承认当一个物体极其明亮，且与背景反差极大时，有可能达到激活视细胞
产生光觉、色觉和形觉的水平。"戴昌达解释说，"但我们现在讨论的观测对象是
长城，属砖土结构，不是发光体，也不是强反射体，随地形起伏而伸展于山脊、
山坡，与周围背景的反差也不会很大，不管太阳照度发生多大变化，都不可能产
生黑夜看明灯的那种效应。而且长城的宽度有限，除敌楼、城台之外，一般都不
超过５米，高度也有限，不会产生太大的阴影与投影。"
　　(引用结束)

　　这样说就要清晰和全面一些了。但奇怪的是，最新的那篇报导完全没有提到
这方面的考虑，所以我才质疑的。

　　最后说些个人看法。我没有见过那声称从月球 (或太空)可以肉眼看见长城
的原始文章或言论。如果那人没有故意撒谎，那么很可能他/她看见的并不是长
城，而可能是长城所在地域附近的高大山脉(或峡谷)的轮廓，那篇时间较早的网
页里也提到了这点。

　　关于"太空看长城"的问题，我觉得，仅从亮度、对比度以及分辨率考虑都还
不够。即使亮度足够，但若对比度不够的话，当然不能够从周围的环境区分出观
测目标；但即使对比度足够，比如在100 米远的白纸上用黑墨水点出一个小黑点，
那正常视力的人也是无法看见的。问题就在于人眼的感光细胞是具有有限大小
(而不是无限精细)的，因此会对看到的景物有一种"平滑"的效应，会使得感觉到
的对比度小于真实对比度。打个比方，如果景物中一个点相对其邻近区域的对比
度为

　　1，有可能人眼感觉到的对比度只有 0.1，从而导致"看不见"或"看不清"。
参见文后所附的第 6个网页，那个网页的内容可直接用到"长城问题"上。

　　那到底在太空能否看见长城？由于没有精确的数据，咱们可以粗略估算一下。
假定长城的颜色用 RGB 表示 为[1,1,1]，也就是纯白色，而周围环境表示为
[0,1,0]，即纯绿色，当然这个假定是相当随意的，并且叙述得不专业。那么可
以认为长城的亮度为 3，环境的为 1。假定长城对眼睛所张角度为2 角秒，人眼
分辨率为 2 角分，则可算得人眼看到的对比度为大约0.02。人眼能分辨这样的
亮度差异吗？估计够呛。何况前面对长城的亮度的假设有所夸大。

　　作为科研人员，关注这种貌似"常识"的科学问题，我觉得是很好的(当然不
要虚假宣传)。我的前文与那几个科研人员仅是观点之争，没有其它用意。

参考网页(按本文提及的顺序排列)：

1. 我的前文：
http://xys.3322.org/xys/ebooks/others/science/dajia8/changcheng2.txt
2. yuehuan 对我的"质疑"的质疑：
http://xys.3322.org/xys/ebooks/others/science/dajia8/changcheng5.txt
3. 神舟飞行轨道的信息：
http://news.21cn.com/domestic/guoshi/2003/10/13/1299529.shtml
4. 本文提到的那个时间较早的网页：
http://news.xinhuanet.com/newscenter/2004-12/08/content_2309896.htm
5. 本文和前文提到的"最新"网页：
http://news.sina.com.cn/c/2007-02-28/195312393950.shtml
6. 为什么水星凌日肉眼看不到，而金星凌日能：
http://www.5iplane.com/index.php/action_viewnews_itemid_46.html
7. 这个网页是关于焦立中看长城的，也值得玩味：
http://tech.sina.com.cn/d/2005-04-26/0625593276.shtml

(XYS20070307)

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