Title Text:It’s just that I get nervous about heights.
Origin:https://xkcd.com/2800/
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下方
https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2800
我们称之为“下”的方向通常被定义为地球上物体下落的方向,从所有意图和目的而言,这与指向地球中心的方向是一样的。因此,这个方向是相对的,因为它依赖于您相对于地球中心的位置,并且在不同地点的人们的方向是不同的。例如,从外部视角来看,西班牙马德里的人们的“下”方向与新西兰韦伯的人们的“下”方向正好相反,因为这两个地方位于地球的对跖点上。
通过选择不同的参考点,例如其他行星的中心,我们可以重新定义“下”,这就是这幅漫画所展示的情况。我们看到梅根坐在桌子旁,如果不是因为场景以一种完全不自然、几乎倒置的角度展示,这将是完全正常的。梅根向库博尔解释,“下”的方向被重新定义为相对于火星,而不是地球。由于火星位于数百万英里外的太空,这意味着“下”可能指向几乎任何方向。
将“下”重新定义为相对于火星对地球上的人们来说是不可行的,因为火星相对于地球是不断移动的;这意味着“下”的方向将随着时间而漂移。此外,由于地球每天自转一次,“下”的方向也会经历24小时的周期性摆动。很难追踪这个不断变化的方向。将“下”设定为相对于地球中心可以避免这些问题(至少对于地球上的生物来说!),因为地球的中心在相对于地球的运动和自转方面是静态的。
梅根并没有解释是谁重新定义了“下”,或者他们为什么有权这样做,但很可能是一些科学机构,例如国际天文学联合会或国际计量总会,这些机构有权做出此类决定——例如,国际天文学联合会在2006年定义了行星和矮行星,国际计量总会在2018年重新定义了千克。实际上,除了没有一个 governing body 来确定“下”的方向之外,只有在有充分理由时才会做出这样的定义,并且它们会努力最小化变化。(例如,千克的重新定义是为了避免千克的质量在将来变化,这通过将其与物理常数关联来实现。)尽管如此,在这幅漫画中,重新定义“下”似乎频繁到足以让库博尔感到沮丧,但并未因此而受挫。
还应注意,重新定义“下”并不会自动改变重力的方向,重力仍会朝着之前的方向作用。因此,梅根或库博尔是如何意识到定义变化的还不清楚,除非他们以某种方式意识到他们所处的漫画,并“知道”他们正以一种奇怪的角度定向。
库博尔提到,重新定义“下”是重新定义他们坐标系统原点的副作用。坐标系统是一种使用一组数字表示空间中位置的方法,其中每个数字(称为坐标)测量在某一空间维度上移动的距离。为了使这些数字有意义,始终需要定义一个单一的点作为原点,所有坐标的值均为0。然后,可以相对于原点测量位置。
例如,地球常用的坐标系统是地球中心、地球固定坐标系统,该系统将原点定义为地球的质心,并使用地球表面上的三个点对来定义三个空间维度的方向;这允许任何相对于地球的点以三维坐标的三元组形式指定。可以推测,现在漫画中使用的坐标系统是一个“火星中心、火星固定”的坐标系统,这对于从火星发射卫星等事情是有用的,但对大多数地球情况则不太有用。
在标题文本中,库博尔表示他对高度感到紧张。高度是两个不同海拔点之间的距离,而海拔取决于“下”的方向——因此,重新定义“下”也重新定义了高度的概念。由于“下”现在指向火星,而火星与地球相距数百万英里(在最接近时约为34,000,000英里或55,000,000公里),这意味着库博尔——实际上,地球上的每个人——现在站在距离火星约3400万英里的高度上。尽管对高度的恐惧是常见的焦虑源,但在这种情况下,库博尔感到紧张并没有什么道理——通常,当人们害怕高度时,是因为他们害怕摔倒。然而,重力仍然指向地球的中心,因此库博尔并没有落向火星的危险。笑话在于,库博尔仅因情况的重新定义而感到害怕——之前他站在坚实的地面上,而现在他在一个“危险”的姿态中,紧紧抓住一个34百万英里深的行星底部。
使用火星作为“下”的唯一优势是,地球上的每个人都同意“下”的方向,因为火星距离地球如此之远,即使在相对于指向火星的方向的地球两侧的人,几乎也会同意“下”的方向。
在最近的游戏漫画2765:逃逸速度中,水晶球外的行星(基于“点击和拖动”漫画)没有自己的重力。所以不论宇宙飞船位于该行星哪一侧,都会被拉向水晶球。这使得导航变得困难。仅仅因为能够安全着陆并坚持在其表面,使得适当地探索这个行星成为可能。
这幅漫画也可能是对奥森·斯科特·卡德的小说《安德的游戏》的引用,在该小说中,主角安德通过注意到在太空中“上”和“下”的方向是任意的,帮助他的团队在零重力战斗中进行定向;他用口头禅“敌人的门就在下方”来总结这一点。这一见解为他的团队提供了一个锚点,使他们在无重力的场地中更容易发挥作用。《安德的游戏》的这一方面在241:战斗室中曾有过提及。