(聲明：刊用中國《新聞周刊》稿件務經書面授權)

　　中國的楊利偉和美國的賽爾南，在太空看長城產生兩種不同的結果，原因可能就在于他們的視力和運氣的不同

　　-文/劉曉軍 原題：太空中真的看不到長城？

　　歐洲航天局一次不算太尋常的“認錯”，讓人們重新開始對“太空中能不能看到長城”這一話題發生興趣。

　　5月19日，歐洲航天局承認他們于5月11日發表的一張從太空中拍攝到的“長城”衛星照，其實只是一條流向北京東北地區密云水庫的河流。更正的主要動因是一些學者，包括來自復旦大學的地理學教授滿志敏的質疑。

　　歐航局在官方網站上表示，造成這樣的錯誤，是因為他們在向公眾公布這張照片之前沒有進行合理的調查。

　　實際上，這張照片和歐航局的“認錯”對于“太空中能不能看到長城”這個問題都毫無意義，因為衛星負載的光學儀器拍攝長城和人眼看長城完全是兩碼事。據滿志敏介紹，用衛星看到長城并不是新鮮事，比如美國的Quickbird商用衛星負載的光學儀器，其分辨率在1米以下，曾經在450公里高空拍長城照片，連城垛和烽火臺都清晰可見。

　　為什么看不到長城？

　　與楊利偉不假思索地回答“沒有看到長城”相比，美國航天員賽爾南3月在新加坡的聲明同樣堅決：他可以在太空160～320公里高度用肉眼看見長城。

　　從科學角度上說，100個甚至10000個人沒有看見長城，也不能證明其他人真的不能看見長城；而只要有1個以上的人真正看到了長城，就可以證明人可以看到長城(一個科學的結論必須可以在實驗中再現，但不必每一次都再現)。可惜的是，航天員本來就是小眾，他們上天的任務又不是為了看長城，導致了這個“實驗”很少被重復，對這個問題感興趣的人也只好紙上談兵。

　　本來，軍方有關專家對人眼遠距離識別問題研究了百年以上，是最適于從理論上正確解釋這個問題的人；軍方教科書中也有很多相關知識介紹。但由于眾所周知的原因，軍方專家一直沒有出面解釋，軍方教科書也不能公之于眾。

　　從理論推測而得出“太空中看不到長城”的代表人物是中國科技館館長王渝生。他的依據是：人眼分辨率的張角(眼睛的分辨率指眼睛能夠分辨兩個相鄰近的點或線的能力，通常以剛能被分開的兩點或兩線對眼睛瞳孔中心的張角來表示)是6分，即0.1度，也就是圓周的1／3600。航天器通常的飛行高度是300～400公里，假設在較近的300公里高度，并以此為半徑畫一個圓，周長約1800公里。那么，肉眼在300公里高空能夠看到的圓周應為1800000米×1／3600＝500米，也就是說，只有長寬都能達到500米的物體才能在人眼中表現為一個點，從而被人看見。

　　而長城的寬度僅在10米左右，照此方法推斷，僅靠肉眼，在20公里的高度就很難將它分辨出來，在36公里的高度，長城就會從我們的視線內消失。

　　看不清不等于看不見

　　但問題并沒有那么簡單。

　　按照王渝生“看不見長城”的理論，在較近的300公里高度，只有長寬都能達到500米的物體才能在人眼中表現為一個點，從而被人看見。根據幾何中相似三角形的原理類推，王渝生的“理論”意味著，在3米高度，只有長寬都能達到5毫米的物體才能在人眼中表現為一個點，從而被人看見。進一步類推，也就是說，高個的人低下頭，幾乎看不見地面的米粒，顯然這個理論和生活實踐相去太遠。

　　其實，所謂“分辨率”，簡單地說也就是平時人們熟悉的“視力”。每個人的視力是不同的，人們看不清視力表上超出自己視力的那幾行小字母的方向，也就是無法分辨那幾行小字母內兩個相鄰近的點或線，但確實可以看到小字母模糊的影子，也可以看見視力表周圍方框的細線。

　　所以，看不清不等于看不見。在王渝生前面一段話基礎上正確的推論應該是，航天器的飛行高度假設在300公里，地面上只有間隔達到500米的兩個物體才能在人眼中分開，而長城的寬度僅在10米左右，所以人眼不可能分清長城的兩道墻垛，但這不等于“看不見長城”。

　　亮度更重要

　　有一本公開的軍事科學專著——《戰場武器系統與技術》，由中國軍事科學出版社出版，原主編是英國皇家軍事科技學院的軍事研究部部長杰弗里·李，所有作者均為該學院各學科專家、教授。

　　這本專著相關部分理論指出，能否看到物體與光線夾角無關，僅僅與光量有關。所以只要一個物體發出足夠亮度的光，就可以被看見。

　　年歲大一點的人可能還記得30多年前全國人民觀看中國第一顆衛星從頭頂飛過的故事，那一顆衛星軌道近地點高度439公里，但它只有約一米直徑，距離“500米大小的物體”很遠很遠，但當時全國人民在地面上的確都看到了衛星，這是因為，它和周圍夜空相比，亮度突出。

　　實踐也可以證明上述理論。直到現在，用小于手掌的鏡子反射陽光仍是召喚空中飛機的有效工具之一。抗戰時大批漢奸就是用小鏡子反射陽光給日本戰機上的飛行員指示目標，轟炸用先進德國武器裝備起來的國民黨軍隊，使國民黨軍隊本來性能優于日本的德制、美制武器裝備大量被炸毀在地面。今天，小鏡子仍是飛行員跳傘后、船員棄船后召喚空中飛機救生的簡易聯絡工具之一。

　　夜間，在客機上我們可以看到十幾公里甚至幾十公里外的一盞孤燈，還可以輕易地發現遙遠的無數顆星星。小鏡子、孤燈和星星在人眼中所成的視角遠小于0.01度，遠小于前文所述人眼分辨率的張角極限，即0.1度，小到我們甚至可以把它們看作點。顯然，看到小鏡子、孤燈和星星并不是因為它們的張角達到了人眼的分辨要求，而是因為它有足夠亮度，并與周圍的背景形成了一定的反差。

　　線狀物更顯眼

　　大約從第一次世界大戰開始，軍事教科書就強調這樣一個事實：肉眼觀察一個點和一條線的極限距離是截然不同的。所以在90年前，發達國家軍隊就逐步開始采用不同的色塊，分割細長的武器裝備，特別是長度超過百米的戰艦，以免被對手遠距離發現，發展到今天這就是各國軍隊普遍采用的“迷彩”。

　　每個人可以親自做一個簡單的小試驗，剪下一長段黑色頭發，拿在手里完全豎過來看它的斷面，這時多數人都無法看到它，說明暗的點狀目標不易被發現。但當你把手中的頭發橫過來，這時你就能看到頭發。如果把一根黑頭發橫粘在2米外的白墻上，多數人都可以看到它，有人甚至可以勉強看到橫粘在4米外的白墻上的頭發，和粘在6米外窗戶玻璃上，以藍天為背景的頭發。

　　晴朗的夏日中午，如果運氣好，同時你或同伴視力正常，可以看到200米至500米外屋頂上和田野上空懸掛的細細的電線，這遠遠超越有關張角小于0.1度的物體人眼看不見的理論。同時我們卻看不見同等距離上的一只大得多的麻雀，證明人眼對線條的觀察距離確實比點狀物大得多。

　　人頭發的粗細在0.05～0.08毫米之間，以上述2米外看到頭發的試驗結果從理論上推算，正常人眼至少在200米距離可以看到5～8毫米的細線，在200公里距離可以看到5～8米寬度的線狀物。而長城正是線狀目標。

　　太空看長城依然難

　　當然，地面對地面觀察的結果不能簡單地作為天、地之間觀察的依據，天和地之間還隔著大氣層。大氣湍流使天、地間觀察時目標發生輕微抖動。另外，飛船對地觀察時對比度及觀察結果還受很多氣候和環境條件影響。例如空氣污染、沙塵暴和雨、雪、云、霧都嚴重妨礙觀察。太陽角度以及植被季節亮度變化也同樣嚴重影響對比度及觀察結果。

　　不同的人觀察目標的能力也有巨大差異。例如部分鄉村小孩發現遠處小鳥的能力比城市小孩強得多；一些飛行員長期在空中和機場上遠距離觀察，結果變成視力超常的“遠視眼”，遠距離觀察能力非常人可比。

　　從這些因素來看，美國航天員賽爾南在160公里高度看到長城，以及楊立偉沒有看到長城都是可能的，都很正常。

　　賽爾南上太空是30多年前的事，那時空氣污染還不嚴重，能見度良好；或許他眼睛很好，沒有被長期航天員學習傷了視力；又沒有遇到沙塵暴和雨雪云霧；另外飛船位置、太陽角度以及季節植被亮度也許恰好適合觀察長城；同時賽爾南160公里的最低軌道高度比楊立偉的343公里低了許多，自然觀察地面也更清晰。而楊立偉上天是在秋季，地面一片風塵，陽光暗淡，地面對比度不好，在高軌道飛船上看不到長城完全屬于正常。-

　　(來源：《中國新聞周刊》 本文作者為軍事科普作家)