太空看长城肉眼做不到

http://www.sina.com.cn 2004年12月09日06:05 成都日报

　　四川新闻网-成都日报讯

　　人类究竟能否在太空看到长城？长期以来，人们对此一直争论不休。我国科学家最近的一项实证研究为这一历史谜案画上了句号：科学家通过理论分析、遥感实验和实地验证确认，人类肉眼无法从太空看到长城，但依靠高分辨率遥感技术能“看”到长城。科学家的文章即将发表在核心期刊《物理》上。

　　万里长城是中华民族的象征和骄傲。从国外宇航员“见”长城之说，到把此事写入小学课本，从我国首位航天员杨利伟宣称未见到长城到不久前欧洲空间局制造的“从太空看长城”事件，一时间迷雾重重，争论热烈。

　　今年5月发生的欧洲空间局“从太空看长城”事件，激起了我国科学家一探究竟的强烈愿望。从事遥感图像解译40多年的中国科学院遥感卫星地面站戴昌达研究员在光学物理专家聂玉昕研究员的大力支持下，对此进行了理论分析、遥感实验和实地验证。

　　根据人眼视觉原理和视觉分辨率，几位科学家认为，即使长城宽达10米，常人识别长城的最远距离也仅约36公里，视力好的侦察员大概可在62公里处识别长城。“这些距离都远低于公认的太空高度，何况长城一般只有5米宽？”

　　针对“黑夜看明灯”的类似说法，戴昌达认为，长城属砖土结构，不是发光体，也不是强反射体，与周围背景的反差不会太大，且宽度、高度有限，不会有太大的阴影和投影。“宇航员在升空或降落的瞬间也许能看到长城，但这个瞬间太短暂，宇航员也不能分心，不可能看清。”

　　在分析欧洲空间局5月公布的卫星图像后，专家认为，图像未经精几何校正等应用处理，导致长城影像难于辨别。“欧空局认定的‘长城’实际上是一条山沟，‘大运河’则是密云水库的主要支流———白河。”

　　在拿不到欧空局卫星图像数据的情况下，科学家对法国“斯波特”卫星提供的同一地区图像进行了应用处理、图像解译并驱车赴现场验证，得出结论：5米左右空间分辨率的遥感图片经过适当处理，才能较清晰地显示长城的存在。

　　让我们来梳理一下近年来围绕这场谜案的“大事”———

　　曾在太空站工作的宇航员威廉·博格在1991年出版的《在太空中如何盥洗》一书中说，在那样的高度上已无法用肉眼看到长城，而需要用望远镜才能看到。

　　2003年10月中国首位宇航员杨利伟返回地球后表示：“看到地球景色非常美丽，但我没有看到我们的长城。”

　　2004年年初，全国政协委员王翔在全国政协十届二次会议上的提案要求有关部门尽快纠正小学语文第七册课文《长城砖》中有关宇航员肉眼能看到长城的错误，教育部对此公开答复表示纠错工作正在进行。

　　美国宇航员尤金·塞尔南2004年2月访问新加坡时表示：“在高度为160至320公里的地球轨道上，中国的长城的确可以用肉眼看到。”国际空间站远征七队的科学官埃德·刘也赞同他的观点。

　　2004年5月，前苏联女宇航员捷列什科娃访华期间曾透露她在1963年环地球48圈的过程中看到过长城。

　　2004年5月11日欧洲空间局网站首页以“从太空看中国长城”为题，发布了一张“普罗巴”卫星3月25日过境时获取的高分辨率卫星图像，文字说明指出，该图右上方一条蜿蜒曲折的细线条是延伸7240公里的长城。

　　2004年5月19日欧空局发布纠错公告，承认此前公布的图像发生解释错误，把一条注入密云水库的河流误判为长城。

　　2004年5月27日，北京市测绘设计研究院的科技人员用航片、1∶1万地形图与欧空局的图像进行叠加分析后提出新的看法，长城、河流之说都不正确，是条山间公路。

　　澄清谜案——72岁科学家爱较真

　　肉眼无法从太空看长城，但遥感技术可以“看”到长城。这究竟是怎么回事？记者日前走近“较真”的科学家———一72岁的老科技工作者戴昌达。

　　戴昌达从事遥感应用研究已有40多年，是“我国遥感事业的前辈先驱之一”。今年5月，欧洲空间局“从太空看中国长城”的两次公告，引起了这位老专家的注意。“应该认真做些研究工作了。”戴昌达说，在肉眼看长城问题上，必须用事实和科学说话。

　　在对人眼分辨能力进行理论分析和对欧空局图像初步解译的基础上，6月2日，戴昌达、姜小光等人指出欧空局所指的“大运河”就是注入密云水库的白河，而“长城”只是一条山沟。

　　在光学专家、中国科学院物理研究所聂玉昕研究员的支持下，戴昌达等人进一步对人眼分辨率进行了分析：“人眼视觉是个很复杂的物理、生理及心理过程，据测定，当一个物体进入眼瞳形成的张角正好是以其距离为半径的圆周长度的1／3600左右时，这个物体就表现为一个与背景有别的像点而被人眼看到。如果距离增大或物体缩小，这个物体的像点就融入背景中而不能被眼睛识别。”

　　戴昌达进一步引用了两个前人的实验结果：一个人站在天安门广场毛主席纪念堂前，刚好能看到400米之外直径为20厘米的旗杆顶，站得更远些，旗杆顶就分辨不出了；国外一位训练有素的侦察员在良好的视况条件下可以识别出2公里之外的一辆坦克上大小约32厘米的炮塔和望孔。按照这两个不严格实验结果换算出的眼睛分辨率———分别相当于圆周的1／2000和1／6250，一个大于、一个小于生理光学专家测定的一般人眼视力数据。

　　在此基础上，科研小组进行了理论分析：假设长城宽度达到10米，则人眼可辨别长城的最远距离分别为20公里、36公里和62．5公里这些距离都远低于通常认定的太空高度。据此，科学家们判定宇航员在太空仅用肉眼决不可能看到长城。

　　有人提出了不同意见，认为只要太阳光的照射角度合适，能大大提高长城亮度，就有可能超越人眼的视觉极限，并以黑夜可以看到超远距离的明灯为例证。

　　“我们承认当一个物体极其明亮，且与背景反差极大时，有可能达到激活视细胞产生光觉、色觉和形觉的水平。”戴昌达解释说，“但我们现在讨论的观测对象是长城，属砖土结构，不是发光体，也不是强反射体，随地形起伏而伸展于山脊、山坡，与周围背景的反差也不会很大，不管太阳照度发生多大变化，都不可能产生黑夜看明灯的那种效应。而且长城的宽度有限，除敌楼、城台之外，一般都不超过5米，高度也有限，不会产生太大的阴影与投影。”

　　“宇航员的视力即使比侦察员高一倍，也达不到从太空看到长城的视觉要求。”

　　把一条明显是汇聚流水，宽度、走向多变的弯曲小山沟误判为一般修建在山岭脊部的长城，把一条自然河道误判为人工修建的大运河。欧洲空间局这样的权威单位怎会犯如此低级的错误？戴昌达认为，这是缺乏遥感图像解译知识，遥感图像分析水平低导致的结果。据新华社