图1｜claus lunau/science photo library
物理学家也许会惊讶地发现，世界还有很多人真心相信地球是平的。为何这种观点越来越流行？物理学界应该如何有力回应？这篇文章尝试给出回答。
撰文 | 瑞秋·布雷泽（rachel brazil）
翻译 | 于茗骞
校译 | 张 晗
责编 | 陈晓雪
2017年，美国说唱歌手b.o.b（真名为bobby ray simmons jr）发起了一项众筹，想要发射一颗卫星。b.o.b是地平说的坚定支持者，他希望找到证据证明我们的星球是一个圆盘，而不是球体。他计划在 gofundme 网站上筹集20万美元（后来升至100万美元），以便将一艘或多艘飞船送入太空，帮助他 “找到那条曲线” ，也就是“地平说支持者”们所说的盘状星球的边界。这位说唱歌手的目标看起来像是个玩笑或者宣传噱头。确实，目前没有证据表明b.o.b筹到了很多钱或者快要达成目标。但是，过去几年间，像b.o.b一样的地平说信徒的人数增长惊人。现在每年都有一次地平说大会在美国举行—— 最近一次会议有600多人参加，而 youtube 上则充斥着各种视频，都声称能够证明地球是平的。物理学家可能并不会把地平说放在心上，但地平说正在获得越来越多的支持，尤其在容易受到其他阴谋论影响的人们当中。“他们真的相信这个。” 波士顿大学哲学家，研究 “否认科学” 现象的专家李•麦金泰尔（ lee mcintyre）说。他的著作包括《尊重真相：互联网时代里的顽固无知》（respecting truth: wilful ignorance in the internet age，routledge, 2015）。麦金泰尔亲身体验过，地平说支持们者的信仰有多么真诚——他参加了在科罗拉多州丹佛市举办的2018年度地平说国际大会。德克萨斯理工大学的心理学家阿什利·兰德鲁姆（asheley landrum）也参加了丹佛的会议，她也认为地平说的支持者们是发自真心的，并不是在闹着玩。“如果是（钓鱼引战）的话，那他们演得太好了。” 她说，“我们与地平说团体的90多个成员聊过，他们对自己的信仰都非常真诚。” 丹佛会议的讲座包括 “与您的家人和朋友谈论地平说”，“ nasa 和其他太空谎言” 以及 “圣经中提到地平说的14 种方式”。地平说的观念源于简单的科学误解，这些误解也很容易被驳斥。对于大多数人，即使是对没有物理学背景的人来说，地球是球体的证据也是显而易见的。因此，我们需要问自己：为什么在21世纪这些观念依然存在，也许对物理学界更重要的是，我们应该如何回应？早在古希腊，哲学家们几乎就已经确定了地球是个球体，例如亚里士多德（aristotle，公元前384-322年），他到埃及旅行，看到新的星座之后，获得了经验证据。公元前三世纪的埃拉托色尼（eratosthenes），成为了第一个计算地球周长的人。伊斯兰学者从公元9世纪左右开始进行了更精确的测量，而欧洲航海家则在16世纪环绕了地球。如果有需要的话，还有来自太空的图像作为终极证明。不过，对于这一普遍认为毋庸置疑的理论，今天的地平说信徒并不是第一批质疑者。基于对科学进步的强烈反对，地平说的概念最初在1800年代重获关注，尤其在希望回归圣经直译主义（biblical literalism）的人们中间。最著名的支持者也许是英国作家塞缪尔·罗伯瑟姆（samuel rowbotham，1816–1884）。他提出，地球是一个固定的平面圆盘，以北极为中心，而圆盘边界上的冰墙则取代了南极洲（图1）。1956年，英国多佛的招牌画匠塞缪尔·申顿（samuel shenton）成立了国际地平说研究协会（the international flat earth research society）。许多人觉得该协会只是英国人古怪行为的象征——惹人发笑且无伤大雅。但是在21世纪初，随着互联网成为表达非主流观点的成熟工具，这个观点开始再次兴起。这次主要是在美国。相关的讨论在网络论坛上出现。2009年10月，地平说协会重新成立，一年一度的地平说大会也开始正经办了起来。图2 “球”的影响
地球是球体的一种表现是，由于科里奥利效应，低压气旋在北半球逆时针旋转。（来源：jacques descloitres, modis rapid response team, nasa/gsfc)
与所有边缘学说一样，地平说也存在内部分歧，有几种不同的“平地”模型供信徒选择。一些模型提出，地球边缘被海洋中的冰壁包围着。另一些模型认为，我们的扁平星球和大气被包裹在一个巨大的半球形雪花玻璃球中，什么都没法从其边缘掉出来。对于白天和黑夜的解释，大多数地平说支持者认为太阳绕北极旋转，发出的光线像聚光灯一样。例如，最新的“美国模型”认为，太阳和月亮的直径为50 km，并在5500 km的高度上围绕盘状的地球旋转，而天上的星星在旋转的穹顶上。许多地平说的支持者也拒绝承认重力，比如 “英国模型” 指出，是地盘本身以9.8m/s2的加速度向上运动，才产生了重力的错觉。物理学家会对这些观点嗤之以鼻，但令人担忧的是，这些观点正在迅速传播，并在美国之外也获得了支持者。“尽管（在欧洲）可能没有那么多，但他们的声音和美国的支持者一样响亮。” 捷克赫拉德玆-克拉洛韦大学（university of hradec králové）的物理学家扬·斯莱格（jan slegr）说道。2018年他与人合著了一篇论文，概述了教师和其他人在面对荒唐的地平说时如何用物理学来应对（phys. educ. 53 045014）。这样的努力很重要。例如，datafolha 公司民意调查数据表明，巴西7％的人口（约1100万人）相信地球是平的。这个惊人的数字归功于一个复兴的基督教福音派教会，但也有迹象表明，宗教原教旨主义也正在伊斯兰国家中传播这些思想。2017年，青年非洲（jeune-afrique）网站报道说，一名突尼斯的地质学学生打算在提交的博士论文答辩里，捍卫她在平面地球模型上的工作。
我们很容易觉得是因为缺少教育，地平说支持者们才受到了误导。尽管有迹象表明，容易受到此类观点影响的人的科学素养水平较低，但德州理工大学的兰德鲁姆说，地平说支持者们不一定就不相信科学。“这实际上不是教育问题。” 她说，“实则是对当局和研究机构的不信任。（这）似乎基于阴谋论心态和某种根深蒂固的信念，这种信念看起来很像过分虔诚的宗教信仰，但不一定与某种宗教直接相关”。兰德鲁姆认为，与这种阴谋论心态相关的，是 “否认科学” 并且易于相信社交媒体上的欺骗性主张（politics and the life sciences 38 193）。这些人不再是 “戴锡纸帽1的一小撮人”，她认为有阴谋论心态的人已经不能判断什么时候该相信，什么时候该质疑。他们对权威的不信任并不局限于科学家，还包括 nasa 这样的科学机构，（他们认为）这些都是为了隐瞒地平的真相的巨大阴谋的一部分。“（他们）通过漆黑的滤镜来观察世界，认为一切官方、研究机构和公司都是为了剥削你而存在。”麦金泰尔补充道，他接触过的每个地平说支持者都选择性地相信一系列的阴谋论，包括政府控制着天气变化，飞机的尾迹里有化学或生物制剂。他说，“我发现，他们全都相信的只有一件事，就是我们从未登上月球。如果给他们看反方证据，比如从月球上看到的地球的景色，他们会说是假的。” 的确，许多地平说支持者们更关心 “阴谋” 是否存在，而不是想办法找到地球是平的可行模型。英国伯明翰大学的哲学家尼克·埃芬汉姆（nikk effingham）在伦敦的一次聚会中遇到了地平说支持者，这位支持者表示，我们往往没有意识到相信权威会多大程度左右我们的信念。“当我们想去证明诸如地球是球形这样的事，因为我们无比确信就是如此，我们就会低估了权威在此过程中发挥的作用。” 他说，大多数人很乐意接受地球是圆的这一结论，即便不能立刻讲出科学证据。但是，那些陷入阴谋论心态的人却并非如此。显而易见的是，互联网和 youtube 视频尤其推动了地平说的兴起。“几乎所有与我们交谈的人都说，他们要么直接在 youtube 上接触过地平说，要么是家人在 youtube 上看过地平说，然后再告诉他们的。” 兰德鲁姆说。地平说的视频经常接连不断地提出很多论据，造成了 “头头是道的错觉”。这些视频获得成功的关键还在于算法，这些算法会把视频推送给其他阴谋论内容的观看者。“算法让阴谋论正常化，让你感觉这已经是你社群内的共识。” 兰德鲁姆解释说。“地平说只是其中的一个例子。” youtube 在2019年确实承认了这个问题，并表示会调整算法，减少对阴谋论视频的推荐。但这些视频仍在其平台上，这一事实并未改变。麦金泰尔对 “科学否定论” 的研究，促使他参加了2018年丹佛的地平说大会。参会代表们讨论了他们理论的 “证据” 和更具体的细节，还有他们认为的地平说不为大众知晓的所谓阴谋。他说，“我以为如果我明白了该如何反击地平说支持者，我就可以用相同的方法来回击气候变化否定论者和疫苗的反对者。” 毕竟，他们的想法通常都是基于科学上的谬论和误解。“一些地平说支持者有足够的物理学知识甩出专业词汇，但是他们懂的物理学实际上并不足以让他们直面真相。”即便没有从太空拍摄的照片证据，地平说支持者们的许多论点也可以用三角学或基本物理定律轻易瓦解。首先可以想到的是傅科摆，这一装置以法国物理学家莱昂·傅科（léon foucault）的名字命名。1851年，傅科在巴黎的先贤祠做了个著名的实验，把一个重28 kg的黄铜摆锤悬挂在一条67 米的长链上。这样的摆锤可以在任意平面内摆动，在一天之内会改变摆动方向，从而直接证明了地球在自转。（尽管斯莱格指出，这并没有阻止一些地平说信徒声称所有的傅科摆都是骗人的，博物馆会使用电磁线圈来改变摆锤的旋转平面，使地球看起来在自转。）另一个能证明地球是旋转球体的现象是科里奥利力，该力垂直于旋转物体的运动方向。这种力导致气旋在南半球顺时针旋转，在北半球逆时针旋转（图2）。这种力也会通过风向影响洋流。军方的远程狙击手甚至必须考虑科里奥利力造成的偏斜。确实，如斯莱格所说，让学物理的学生给出证据，说明地球是球体而且在旋转，是一个非常好的批判性思维练习。不过，地平说信徒们往往正是缺少这种深入的批判性思维。想想远方天际线的照片，这些照片经常被拿来证明地球是平的。在与地平说理论家的交流中，麦金泰尔经常会看到一张从密歇根湖拍摄的芝加哥的照片（图3），尽管远在100公里以外，却也可以清晰地看到这座城市的摩天大楼。“由于地球的曲率，（原则上）你应该无法从那么远的地方看到城市的天际线。” 他说。麦金泰尔知道，这些建筑物之所以可见，是因为水面上的空气比更高处的空气要冷。这种逆向的气温梯度意味着光线会向更冷、密度更大的空气折射，导致原本形成在地平线之下的水面上的天际线的映像，看起来几乎悬浮于地平线上方（图4）。我们可以在更远的地方拍照来证实这一点，在那 “上蜃” 2将会消失。图3｜© sam cornwell, 2008
这张照片拍摄于密歇根湖东南岸印第安纳沙丘国家公园 （indiana dunes national park）的鲍尔迪山 （mount baldy），此处与对岸的芝加哥市相距约60公里。在这样的距离下，应该看不到芝加哥的天际线，因为地球的曲率使之位于地平线以下。实际上，这些建筑物可见的原因其实只是海市蜃楼。通常，当冷且密度大的空气层位于更热且密度更小的空气层上方时，海市蜃楼就会产生。比如在炎热的夏日，太阳照射在深色路面上，灼热的地面加热了地表几厘米的空气，光线折射到眼睛里，形成“下蜃”。但如果视线上方有一层热空气，而下方有一层冷空气，我们就会看到“上蜃”。光线会朝着下方密度更大的空气折射，但是由于我们的眼睛默认光线沿直线传播，因此物体看起来比实际位置要高。这一现象还解释了为什么远方的船只即便航行到了地平线以下也能被看见。“上蜃”甚至能让远方的船只看起来好像漂浮在空中。
图4 | cc-by-sa / ludovica lorenzelli, densitydesign research lab
但是，麦金泰尔发现，这种推理不太可能说服地平说支持者。“对于想要相信的东西，他们的证据标准很低，但是对于不想相信的，证据标准则高不可及。” 他们的主要实验工具之一是一架拥有83倍光学变焦的尼康p900相机，地平说信徒们对它抱有近乎宗教一般的信仰。由于相机能够捕获肉眼看不到的细节，他们希望能够用它证明，物体不会在地平线上消失。相反，在分辨率足够高的情况下，物体又能被看到。麦金泰尔去年在《美国物理学杂志》（american journal of physics）的一篇论文中写过他在地平说支持者身上感到的挫败感。他敦促物理学家给出简单直接、普通公众能理解的回应，以驳斥地平说的“证据”。退休的物理学家布鲁斯·舍伍德（bruce sherwood）接受了这一挑战，他意识到 “仅凭科学事实，谁都说服不了”。鉴于地平说支持者非常重视裸眼观测，他和同事德里克·罗夫（derek roff）决定建立一个扁平地球的三维模拟，你可以在其中移动，看看模型能多大程度重现我们日常所见的现象。这一模拟基于美国版的平地模型，这是一个的虚拟的扁平世界，任何人都可以漫游其间。舍伍德说：“在里面四处走走，就会发现很多东西都与现实有巨大差异。” 主要问题之一是太阳的大小和亮度。在平地模型中，从日出到中午，太阳的大小和亮度相差超过两倍，这显然不是我们看到的情况。夜晚也有所不同。在北半球，我们看到星座从东方升起，在天空上走弧线，但是在平地模型中，它们只会在恒定的高度画圆圈。“地平说支持者们很难对（舍伍德的）模型一笑了之， 因为这一模型认真考虑了他们自己的观点，然后描绘出结果。” 麦金泰尔说， “我认为在此基础上，其他物理学家可以再进一步。”麦金泰尔觉得，地平说阴谋论是一种需要我们直面的危险。“要是10或20年前，我会说，看笑话就好了，他们能得到多少关注？我现在不再这么觉得。” 如果没有人揭穿这些观点，他担心地平说的拥护者会像 “智能设计论” 3的支持者一样，开始竞选美国学校董事会，试图把他们的想法植入美国的教育体系。“他们的推理方式具有传染性，如果没有人站出来反对他们，那么情况只会变得更糟，他们就有办法吸收新成员。” 他警告道。不过，埃芬汉姆也在 facebook 上与地平说支持者们交流过，他怀疑物理学是否能作为击败阴谋论想法的首要阵地。“我并不是说最妥善的办法中不包含任何物理论证，但是仅仅打开 youtube 上的物理学讲座视频是不够的。” 相反，埃芬汉姆想让地平说支持者们明白，看这些 youtube 视频，也是在盲从权威—— 不是科学权威，而是他们所订阅的阴谋论传播者的权威。埃芬汉姆也想点明他们的自相矛盾。“他们的每种观点都需要从不同的角度去解释阴谋，这些阴谋有大有小，也找不到一个连贯一体的解释。” 例如，麦金泰尔记得曾经问过一个地平说支持者，为什么跨南极洲飞行的飞机，比如从智利到新西兰的飞机不需要加油。如果南极大陆是（如他们所相信的）成千上万公里长的冰墙，那就必须要加油。他得到的答案是，飞机可以只用一箱燃料飞行，而给飞机加油可能只是一个巨大的骗局，为了防止我们知道地球是平的。兰德鲁姆赞成，潜在的问题是信任问题而不是物理。“我们科学界以及整个社会，确实应该弄清楚，如何才能重新建立起对我们组织和机构的信任。” 她觉得我们需要直面彼此。“不是说在 twitter 上对这些人大喊大叫—— 这不是一种参与。” 她说，对于科学家而言，重要的是不要居高临下地对待地平说支持者，而是要认真对待这些问题。这一过程可能会非常痛苦，但为了使人们重拾对科学的信任，这一过程必不可少。个人的持续参与可以改变观念。“反驳否认科学的人是有用的。” 麦金泰尔以现任 nasa 局长吉姆·布莱登斯汀（jim bridenstine）为例。2018年，他被唐纳德·特朗普任命，以怀疑气候变化而闻名。 “（但是）自从（他）成了 nasa 负责人，大概在两个月的时间内，他就改变了对气候变化的看法，并且公开表示 ‘我错了’。” 麦金泰尔说。改变的原因在于，他开始相信科学家们提供给他的证据。兰德鲁姆说，奇怪的是，虽然许多地平说支持者可能不相信科学家，但他们并不反对科学方法。“他们中的大多数人对科学充满了‘信心’，我找不到更好的词了。他们有丰富的好奇心和质疑精神，许多可以造就科学家的优秀品质。” 但尽管拥有实验精神，但地平说支持者在实验失败时，也并不总是愿意改变观念。因此麦金泰尔希望以后，一些物理学家可以和他一起参加地平说大会。 “我觉得物理学家要更多地参与进来。” 他说。“ 我们真的没有理由抱着看笑话的心态袖手旁观。因为当我们笑的时候，他们正在招揽人们去相信这些荒唐的东西。”
译注
1. 锡箔帽（tin foil hat），是用一层或多层铝箔或者类似材料制成的头饰。有人贩卖这种帽子，声称它可以抵挡电磁场对大脑的影响，或抵挡思想控制和读脑。
2. 上蜃（superior mirage），看见的影像在实际物体上方的海市蜃楼。
3. 智能设计论(intelligent design)，神创论的变种之一，声称自然界特别是生物界中存在一些现象无法在自然的范畴内予以解释，必须求助于超自然的因素。
作者简介
瑞秋·布雷泽（rachel brazil）是英国伦敦的科学作家。 原文链接
https://physicsworld.com/a/fighting-flat-earth-theory/
▲ 本文为physics world 专栏的第36篇。
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原文标题“fighting flat-earth theory ”，首发于2020年7月出版的 physics world，英国物理学会出版社授权《知识分子》翻译。中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。未经授权的翻译是侵权行为，k8凯发百家乐的版权方将保留追究法律责任的权利。
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