兔子和火星探测车教给我的关于比例的知识

本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

智利北部阿塔卡玛沙漠的景色，地质学家作为比例尺（阿曼达·贝克）

很多时候，当我看着照片时，我总觉得缺少了什么。 这不是对光线或构图的批评，而是从字面上看，缺少了某样东西：比例尺。

作为一名地质学博士，我可能带有偏见。我拍摄的岩石锤和野外笔记本的照片比我认识的任何人都多。因此，当我发现自己因模糊的景观图像而感到沮丧时，我只是告诉自己，在数千张尺寸模糊的沙漠地貌照片中，我的观点已经变得扭曲。

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沙漠地貌的例子，其大小大约为铅笔、野外笔记本或野外助手大小（阿曼达·贝克）

但是，当我看到一张新的火星上的巨石或山脉的照片时，我感到很兴奋。 就像这张在两张图像之间出现的神秘岩石一样——我告诉自己，如果他们给它命名并发布新闻稿，那它一定很重要。 然后我查了一下，发现这块岩石“大约有一个甜甜圈那么大”。 它在科学上同样重要，但最初我脑海中想象的东西让我感到有点傻。

机遇号探测器观测到的“顶峰岛”岩石的外观（来源：NASA/JPL-Caltech/康奈尔大学/亚利桑那州立大学）

当火星探测车“好奇号”的团队发布这张全景图时，我仿佛身临其境，站在广阔的火星景观中，就像我在阿塔卡玛沙漠一样。

来自“好奇号”探测器在Point Lake露头附近拍摄的图像拼接图（来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS）

我当时想象我看到的东西和这个类似。 请注意，山谷中的小点实际上是三辆卡车和五个帐篷。

智利北部阿塔卡玛沙漠的景色 - 请注意远处的小卡车和帐篷（阿曼达·贝克）

但是，当我更仔细地观察火星景观的图像时，我注意到了比例尺。 与其说是看着上面那样的风景，不如说它更接近下面图像的范围。 如果您注意一下，帐篷会更容易看到。

阿塔卡玛沙漠的蓬塔德洛沃斯 - 再次，帐篷提供比例尺（阿曼达·贝克）

尽管这很引人注目，但我最终的惊喜可能还是火星上的夏普山。 我看着照片——最近被甜甜圈大小的岩石“烫伤”了——我持怀疑态度。 “真的，”我心想，“他们想把那个叫做山？ 它可能只是一座被美化的山丘。”

显示夏普山（也称为埃俄利斯山）的图像拼接图，来自火星探测车“好奇号”（来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS）

我以为它就像这样——很大，但你可以在不到一个小时的时间内走到山顶。

亚利桑那州弗拉格斯塔夫附近的火山渣锥，研究生提供比例尺（阿曼达·贝克）

但是，不。 我查了一下，落差（从山峰到陨石坑底部）约为 18,000 英尺！ 如果我要包含一张地球上类似比例尺的地貌照片，它看起来会像这样

（麦金利山，德纳里国家公园和保护区（来源：Anconcagua））

珠穆朗玛峰从山脚到山顶的可比测量值约为 15,000 英尺（其整体海拔高于海平面）。 对于麦金利山（上图），可比测量值约为 18,000 英尺。 这让我回头看了看火星的图像——再一次——当我不得不重新调整时，我只是感到有点傻。

作为一名在沙漠中花费大量时间假装自己在火星上的人，我发现这些例子特别引人入胜。 但我知道，思考遥远景观的图像可能不是一个常见的爱好。 为了考虑另一个可能更贴近生活的例子，请慢慢向下滚动并观察下一张图像中的动物。

当您看到这张照片时，您可能会想，“嘿……一只兔子！” 大概就是这样。（来源：Eponimm）

现在，您想象它有多大？

除非您在兔子方面有一定的专业知识，否则您可能会认为，“这是一只兔子。 它可能比猫小一点，”或类似的。

现在看接下来的两张照片，它们也包含兔子，但也包含一些其他物体来提供比例尺。

孩子抚摸一只（小得多的）兔子（来源：Piotrus）

弗拉芒巨兔与设得兰群岛牧羊犬（来源：Stamatisclan）

请诚实地说，您可能需要花一点时间来思考一下。 供您参考，原始照片中的动物也是弗拉芒巨兔。

每当我们遇到我们认为自己理解的景观、动物、数字或任何其他事物时，我们往往不会考虑我们可能存在的误解。 也许有人告诉您一场风暴有几英里宽，但是如果您没有关于这个数字有多大的参考点，您可能不会深入思考它。 如果有人说同一场风暴有德克萨斯州那么大，它可能会改变您对它的看法。

将数字相互比较也是如此，如下面的漫画所示

欣赏您所看到事物比例的另一个教训（改编自来源：xkcd.com）

科学家在观察或测量周围世界时非常需要精确，但是花时间将数字和图像放入一个您可以更容易理解的框架中，对于任何人来说都是重要的实践。 即使是训练有素的头脑，在没有参考点的情况下也难免会陷入困境。

虽然您可以利用这一点来欺骗您的父母，让他们在他们说家里只能养兔子而不是狗时给您买一只弗拉芒巨兔（请不要这样做），但这对于与您每天接触的图像和信息互动也是一种重要的心态。

来源

http://en.wikipedia.org/wiki/Aeolis_Mons

图片

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17761

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17595

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA16768

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Denali_04.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geant_des_flandres_101.JPG

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hampyeong_butterfly_festival_111.JPG

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Runt_and_Paxie.jpg

http://xkcd.com/558/ - 改编为仅包含完整卡通的一部分。

*注意：来自 xkcd.com 的漫画是从本文早期版本中裁剪出来的，以更适合年轻受众。