兔子和火星探測車教給我的關於比例的知識

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

智利北部阿塔卡瑪沙漠的景色，地質學家作為比例尺（阿曼達·貝克）

很多時候，當我看著照片時，我總覺得缺少了什麼。 這不是對光線或構圖的批評，而是從字面上看，缺少了某樣東西：比例尺。

作為一名地質學博士，我可能帶有偏見。我拍攝的岩石錘和野外筆記本的照片比我認識的任何人都多。因此，當我發現自己因模糊的景觀影像而感到沮喪時，我只是告訴自己，在數千張尺寸模糊的沙漠地貌照片中，我的觀點已經變得扭曲。

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沙漠地貌的例子，其大小大約為鉛筆、野外筆記本或野外助手大小（阿曼達·貝克）

但是，當我看到一張新的火星上的巨石或山脈的照片時，我感到很興奮。 就像這張在兩張影像之間出現的神秘岩石一樣——我告訴自己，如果他們給它命名併發布新聞稿，那它一定很重要。 然後我查了一下，發現這塊岩石“大約有一個甜甜圈那麼大”。 它在科學上同樣重要，但最初我腦海中想象的東西讓我感到有點傻。

機遇號探測器觀測到的“頂峰島”岩石的外觀（來源：NASA/JPL-Caltech/康奈爾大學/亞利桑那州立大學）

當火星探測車“好奇號”的團隊釋出這張全景圖時，我彷彿身臨其境，站在廣闊的火星景觀中，就像我在阿塔卡瑪沙漠一樣。

來自“好奇號”探測器在Point Lake露頭附近拍攝的影像拼接圖（來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS）

我當時想象我看到的東西和這個類似。 請注意，山谷中的小點實際上是三輛卡車和五個帳篷。

智利北部阿塔卡瑪沙漠的景色 - 請注意遠處的小卡車和帳篷（阿曼達·貝克）

但是，當我更仔細地觀察火星景觀的影像時，我注意到了比例尺。 與其說是看著上面那樣的風景，不如說它更接近下面影像的範圍。 如果您注意一下，帳篷會更容易看到。

阿塔卡瑪沙漠的蓬塔德洛沃斯 - 再次，帳篷提供比例尺（阿曼達·貝克）

儘管這很引人注目，但我最終的驚喜可能還是火星上的夏普山。 我看著照片——最近被甜甜圈大小的岩石“燙傷”了——我持懷疑態度。 “真的，”我心想，“他們想把那個叫做山？ 它可能只是一座被美化的山丘。”

顯示夏普山（也稱為埃俄利斯山）的影像拼接圖，來自火星探測車“好奇號”（來源：NASA/JPL-Caltech/MSSS）

我以為它就像這樣——很大，但你可以在不到一個小時的時間內走到山頂。

亞利桑那州弗拉格斯塔夫附近的火山渣錐，研究生提供比例尺（阿曼達·貝克）

但是，不。 我查了一下，落差（從山峰到隕石坑底部）約為 18,000 英尺！ 如果我要包含一張地球上類似比例尺的地貌照片，它看起來會像這樣

（麥金利山，德納裡國家公園和保護區（來源：Anconcagua））

珠穆朗瑪峰從山腳到山頂的可比測量值約為 15,000 英尺（其整體海拔高於海平面）。 對於麥金利山（上圖），可比測量值約為 18,000 英尺。 這讓我回頭看了看火星的影像——再一次——當我不得不重新調整時，我只是感到有點傻。

作為一名在沙漠中花費大量時間假裝自己在火星上的人，我發現這些例子特別引人入勝。 但我知道，思考遙遠景觀的影像可能不是一個常見的愛好。 為了考慮另一個可能更貼近生活的例子，請慢慢向下滾動並觀察下一張影像中的動物。

當您看到這張照片時，您可能會想，“嘿……一隻兔子！” 大概就是這樣。（來源：Eponimm）

現在，您想象它有多大？

除非您在兔子方面有一定的專業知識，否則您可能會認為，“這是一隻兔子。 它可能比貓小一點，”或類似的。

現在看接下來的兩張照片，它們也包含兔子，但也包含一些其他物體來提供比例尺。

孩子撫摸一隻（小得多的）兔子（來源：Piotrus）

弗拉芒巨兔與設得蘭群島牧羊犬（來源：Stamatisclan）

請誠實地說，您可能需要花一點時間來思考一下。 供您參考，原始照片中的動物也是弗拉芒巨兔。

每當我們遇到我們認為自己理解的景觀、動物、數字或任何其他事物時，我們往往不會考慮我們可能存在的誤解。 也許有人告訴您一場風暴有幾英里寬，但是如果您沒有關於這個數字有多大的參考點，您可能不會深入思考它。 如果有人說同一場風暴有德克薩斯州那麼大，它可能會改變您對它的看法。

將數字相互比較也是如此，如下面的漫畫所示

欣賞您所看到事物比例的另一個教訓（改編自來源：xkcd.com）

科學家在觀察或測量周圍世界時非常需要精確，但是花時間將數字和影像放入一個您可以更容易理解的框架中，對於任何人來說都是重要的實踐。 即使是訓練有素的頭腦，在沒有參考點的情況下也難免會陷入困境。

雖然您可以利用這一點來欺騙您的父母，讓他們在他們說家裡只能養兔子而不是狗時給您買一隻弗拉芒巨兔（請不要這樣做），但這對於與您每天接觸的影像和資訊互動也是一種重要的心態。

來源

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

圖片

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/ - 改編為僅包含完整卡通的一部分。

*注意：來自 xkcd.com 的漫畫是從本文早期版本中裁剪出來的，以更適合年輕受眾。