17世纪(确切地说是1652年),法国有一个叫西拉诺·德·贝尔热拉克的作家,在他写的小说《月球上的国家史》中,讲到了一件非常有趣的事情:
在一次做实验的时候,不知怎么搞的,主人公突然升到了空中,还有一些玻璃瓶子也顺带升了上去。在天上飘了几个钟头后,他终于落了下来。令他惊奇的是,他并没有落回到法国,甚至不是在欧洲,而是到了美洲的加拿大。也就是说,在这几个小时里,他跨越了整个大西洋。想了一会儿后,主人公似乎想明白了其中的缘由:当他离开地球来到空中的时候,地球不是静止的,而是在自西向东自转。所以,当他从空中落下来的时候,地球已经转了一定的角度,他脚下的地方变成了美洲大陆,而不是法国或者欧洲其他地方了。
这件事听起来似乎很有道理,而且不失为一个非常经济的旅行方式——不需要花什么钱,而且非常简便易行。只要在空中停留那么一会儿,哪怕只有几秒钟的时间,就可以来到另一个地方。有了这个方法,我们根本不用穿越海洋或者整个大陆,更不会感觉到劳累,只要升到地球上面,等着地球转动,到了目的地后落下来就可以了(图)。
这种经济的旅行方式只不过是幻想罢了。一方面,即便能够升到空中,我们也还是没离开地球,而是仍然处于随地球自转的大气层之中。我们知道,地球外面包裹着大气层,在地球自转的时候,这层空气会跟着地球一起转动,包括空气中的云、飞机,还有鸟、昆虫等。反过来说,如果大气层没有跟地球一起转动,我们恐怕就要整天生活在极强的大风之中了。这种大风可比最猛烈的飓风厉害多了。其实,我们站在地上让风吹过身体,和我们跟着空气一起运动,本质上是一样的。在没有风的时候,如果一个人骑着摩托车以100千米/小时的速度前进,一样会感觉到对面吹来的大风。
图 我们能不能从高空中看到地球的转动?(此图并非按比例画的。)
另一方面,假设我们可以升得很高,到了大气层的最高端,或者假设地球上空不存在空气,我们也不可能像小说中说的那样旅行。在我们离开地面的时候,由于惯性作用,我们仍然会跟着地球前进,因此在落下来的时候,我们也还是会落到原来的地方。打个比方,这就像在火车上跳起来一样,落下来的时候,我们还是会落到起跳的位置。需要说明的是,当我们跳起来的时候,惯性会让我们沿着地球的切线运动,而不是绕着地球进行弧线运动,但是由于时间很短,这段距离可以忽略不计,并不会改变问题的实质。