牛弘想了一下,對劉洪說:“那是因爲有地心引力。地心的引力把人、動物和其它東西吸引在地面上。因爲引力來自地心,所以人不管在郭煌、東萊、交州還是在遼東,都可以在地面上站直。來自地心的引力使汪洋大海的表面也是個球面,而不是平面。”
劉洪不是一般的人,面對這樣新潁的觀點也沒有抗拒,而是陷入了沉思。一會兒,劉洪面帶微笑,有點自嘲地說道:“陛下道出天機。微臣自負聰慧,實則愚不可及。”
牛弘鬆了一口氣,剛準備把劉洪引導到地面定位上去,誰知劉洪的問題又來了。
“那月亮爲什麼不會掉下來呢?”不愧爲搞天文的,劉洪的思維又從地面飛到天空去了。
“愛卿請看”,牛弘借用剛纔顯示單擺振動的道具,抓住吊繩的一端把錢幣在空中打起圈圈來,手一放錢幣就飛了出去。
“做園周運動的物體具有離心力,沒有吊繩拉住,就飛出去了”。牛弘說道。
劉洪象發現新大陸一樣,全神貫注地觀察,思考。
“月亮是在圍繞地球作園周運動,它一方面具有離心力,另一方面又受到地球的吸引。兩力平衡,所以能在穩定的軌道上運行”。牛弘接着解釋。
“月動時速時緩,何也?”關於月亮的運行,劉洪可是有大量觀測數據的。不過他的數據是來自空間位置的變化,他說的“速、緩”是指相對於地球的角速度。
“愛卿來試試”,牛弘把道具交給劉洪,讓甩着錢幣旋轉,先由慢到快,又由快到慢。
“速度越快,離心力就越大;反之而小”牛弘說這話時劉洪點頭。
“月亮與地球之間沒有繩索牽引,所以月亮到地球的距離不是一個定數。當月亮在離地球最遠時,速度最慢。這時,地心引力大於離心力,就開始向地球靠近,並且由於引力加速。當月亮轉到近地點時,速度最快,使得離心力大於地心引力,月亮又開始遠離地球,到最遠點時就完成了一個循環。象這樣的循環周而復始,就是我們現在看到的樣子”。
牛弘拿出準備好的橢圓規,在地上畫了一個橢圓;又畫了一個園。
“園球可以當作地球,那麼月亮就沿着橢圓型軌道在白道上運行”牛弘借用白道這一概念,劉洪能很快理解。因他曾測量並研究黃道與白道的夾角。
劉洪看得很興奮,因爲這個模型與劉洪多年的觀察吻合。
“那太陽就是圍繞地球,沿着橢圓型軌道在黃道上運行。”劉洪的思維轉向太陽。
牛弘一想,麻煩終於來了。如果說出真相,就推翻了地心說,對自己的皇權有多大的影響呢?心裡沒底。如果僅談太陽,地心說還是能糊弄的。因爲運動是相對的,如果以地球爲參照物,太陽還真是在圍繞地球運動。但再延伸到劉洪觀察已久的其它五大行星(金、木、水、火、土)就非穿幫不可。
是富不爲禍,是禍躲不過。牛弘作出了決定,對待學者,特別是自然學科的學者,應尊重科學。
“太陽是比地球大幾十萬倍的火球,太陽的引力比地心引力大得多。地球是圍繞太陽在黃道平面上作橢圓運動。五大行星也是圍繞太陽作橢圓運動。”
這話一出口,把劉洪驚得目瞪口呆。人類都有以自我爲中心的傾向,劉洪也不例外。當得知自己所在的地球不是宇宙的中心時,衝擊是巨大的。但學者與一般人還是有區別的,劉洪沒多久就緩過神來,開始思考。
“地球在黃道平面的橢圓形軌道上,那麼春夏秋冬是不是因爲地球與太陽之間的距離遠近不同而造成的?”劉洪在思考太陽系模型時就會聯想着思考。
“地球運行軌道盡管是橢圓的,但很接近於園形。兩者之間的距離變化對地球氣侯的影響不是很大。”
“地球除了圍繞太陽公轉外,還在不地自轉。地球自轉一圈是一天,繞地球公轉一圈是一年。地球的自轉平面赤道與公轉平面黃道有一個夾角(劉洪知道這兩個平面及夾角。只是他原先認爲赤道是天圍繞大地旋轉的平面,黃道是太陽圍繞大地旋轉的平面),當地球在軌道上運行到遠日點時,陽光直射北半球。太漢帝國在地球的北半球,處於夏天。此時南半球處於冬季。到近日點時正好相反。春秋兩季季節交匯”。說到這兒,牛弘這個非專業人員對太陽系模型的認識都說得差不多了。要是劉洪最往深裡問,牛弘就沒轍了。
還好,劉洪沒有接着問,而是又陷入了沉思。
太陽系裡的事情不是三兩下想得明白的,牛弘得把這位學者拉到現實中來。
“劉愛卿,請過來看”。牛弘拿出了水晶球,放在掌心。透過水晶球,可以看到一些掌紋被放大了,看得很清晰。
“透過水晶球面可以改變視角。可以把物體放大,也可以看得更遠”。牛弘說道。
“做個什麼樣的球可以看得更遠?”劉洪問道,在他心裡,小皇帝簡直是先知。
牛弘拿出帛紙,畫了一個凸透鏡與凹透鏡組合成望遠鏡的圖。告訴劉洪,用水晶磨製這樣兩個鏡片,裝在竹筒上,就可以看得很遠。
劉洪不用牛弘說,表示自己願意去試着做一個望遠鏡。
牛弘提醒這位學者,如果做出瞭望遠鏡,千萬不要直接對着太陽看。牛弘害怕把帝國的這位學者整成瞎子。
“要是速度足夠快,人是能夠飛到月亮上去看看的。”牛弘還要觸動一下這位學者。
“要多快?”劉洪幾乎有點急不可耐了。
“一秒鐘二三十里”,牛弘說道。
劉洪覺得需要很快,但還不知要快到什麼程度。
“現在帝國良將用硬弓躲箭時,射出時的速度大概一秒種一里左右”牛弘得給這位學者一個參照,讓他有個基本概念。
“要怎麼樣才能飛得那樣快?”劉洪還是不願意放棄這個念頭。
“現在帝國的技術是不可能做出這樣快的飛船的”,牛弘借力打力,要把這位學者引導到地面上來,“帝國需要一步步地發展技術,象愛卿這樣的學者更要挑起大梁,做出更精密更好的東西來”。
“願憑陛下吩咐”,劉洪的態度還是蠻端正的。
“萬丈高樓平地起。要想上天,首先得把地面上的功夫做好。比如在大漠裡,人怎麼確定自己的位置?”牛弘開始了第三個議題。
“只能憑起伏地貌,只是太漠變幻莫測,很容易迷路”。劉洪實話實說。
“要是汪洋大海中就更難了。不過也不是沒有辦法,可以把地球看成是用經緯網格罩起來的球,只要確定一個地方的經緯度數,就能定位了。”牛弘向他推銷現代的經緯理論,並說了經緯怎麼劃分。
劉洪想了些時,回道:“春分日或秋分日正午,測量豎杆的影長。再通過杆長與影長來推算緯度。但經度沒辦法確定。”
牛弘有點吃驚了,自嘆弗如。這位學者竟這麼快想出確定緯度的辦法了。
“測定經度需要精密的時鐘。比如,你先在洛陽正午校對好時鐘,把時鐘帶到另一個地方,看看正午時鐘指着的時間。就能知道自轉了多少角度,經度就出來了。”
劉洪恍然大悟。
牛弘在接下來說如何用經緯度來畫精確的地圖時,這位學者完全跟上了思路。
這時,張讓進來了。
“陛下,您還沒吃飯呢”,張讓說道。
牛弘這才發現,兩人談了大半天,連太監中途送來的飯都沒及時吃。肚子還真有點餓了。
“劉愛卿,一起用餐”,隨着牛弘的招呼聲,兩人都不講究。狼吞虎嚥地吃完了飯。
臨走前,牛弘交待劉洪,帝國的建設需要大量的學者。希望劉洪在做這些研究時帶一些年輕的助手。劉洪滿口允諾。牛弘還把橢圓規送給了劉洪。劉洪道謝後就告辭了。