1.17
从不同的角度来看

一件东西从手里掉落下去，你看到这件东西沿垂直路线落到地面。如果有人告诉你，在另外一个人眼里，这件东西下落的路线并非直线，你或许会感到奇怪。然而，如果一个观察者并没有和我们一样跟着地球转动，那么他看到的的确不是直线。

现在我们想象一下有这样一位观察者看到一个下落的物体。图24中表示的是一个重球从500米的高空自由落下。这个重球在下落的过程中，当然同时也参与了地球的运动。我们之所以感觉不到这个下落的物体的这些极快的附加运动，那只是因为我们本身也参与了这些运动。如果我们能都不受地球运动的影响，那我们就会发现，落下的物体不是垂直运动，而是沿着完全不同的路线下落了。

图24　对位于地球上的观察者来说，自由下落的物体是沿直线运动的。

假设我们不是从地面，而是从月球表面来观察物体的下落。月球跟地球一道沿着太阳运行，但是它并不跟着地球绕地轴旋转。因此，如果从月球上观察下落的物体，我们就会看到物体在进行两种运动：一种是垂直向下；另外一种是向东沿着跟地面相切的方向运动，后一种运动是我们以前不曾发现的。当然，这两种同时进行的运动可以用力学定律合起来；因为下落运动是不等速的，而另外一项运动是等速的，所以合起来的运动轨迹一定是曲线。图25中的曲线，就是从月球上看到的地球上的物体所经过的路线。

图25　在月球上的观察者看来，这条路线是曲线状的。

我们进一步来探讨这个问题：假设我们带着极其强大的望远镜，从太阳上观察我们的重球在地球上做自由落体运动。由于我们处在太阳上，所以我们不参与地球绕地轴自转，同时也不参与地球绕太阳公转。这样的话，从太阳上我们就会看到物体下落过程中同时进行着的三项运动：

1）朝地球表面垂直运动；

2）朝东跟地面相切的方向的运动（见图26）；

图26　地球上自由下落的物体，还要沿着跟地面相切的方向运动。

3）围绕太阳的运动。

第一项运动垂直落下0.5千米；第二项（物体落下的时间是10秒），按照莫斯科的纬度计算，等于0.3×10=3千米；第三项运动最快（每秒钟30千米），因而在物体下落的10秒钟内，它围绕地球轨道移动了300千米。这项运动和前两项（向下500米，向一侧3千米）比较起来是很明显的。但由于我们是位于太阳上，所以我们只会注意到最显著的运动。那么这种情况下，我们会看到什么呢？我们看到的情况大致如图27所示（这里没有比例尺）。地球向左运动，而下落的物体从地球上右面的一点移动到左面的一点（只是稍微向下运动了些）。我们还说了图上没有比例尺：因为地心在10秒钟内只移动了300千米，而不是10000千米。

图27　从太阳上观察图24中所示的地球上垂直下落的物体（没有注意到比例尺）。

我们再进一步来探讨这个问题：假设我们在另一个星球，也就是别的太阳上，此时我们摆脱了我们那个太阳的运动。我们会发现，除了前面说到的三种运动，落下的物体还有第四种运动：相对于我们所处的星球的运动。这第四项运动的方向和大小，要根据具体的星球而定，也就是要看整个太阳系跟这个星球的相对运动情况如何。图28中是一种假定的情况：从我们所选定的星球来看，太阳系的运动跟地球轨道相交成一个锐角，运动速度是每秒钟100千米（事实上，这样的速度是存在的）。因此这项运动在10秒钟内就会把下落的物体沿着它的运动方向带走1000千米，这样物体的运动路线就会更加复杂。如果我们再换一个星球，那么物体的运动路线又会是另一种情况了。

图28　从遥远的星球上观察地球上物体下落的路线。

我们还可以提出这样的问题：如果观察者位于银河系之外，那么地球上落下的物体的路线又会是怎样的呢，要知道这时候观察者并不参加我们银河系跟别的宇宙之间的相对运动。但事实上我们没必要想得那么远，因为现在读者已经很清楚了，角度不同，同一物体落下的线路也会是完全不同的。