大家有沒有發現一個有趣的問題,從地圖上看,橫跨太平洋是中國飛美國航班最近的路線,那為什麼飛機非要繞一個大彎子走北極呢?仔細觀察後發現,原來航空公司才是最明智的選擇。從中國飛往美國,經過北極才是最近的路線。這是怎麼一回事呢?
首先,從中國到美國橫跨太平洋並不是最近的路線。原來我們平時見到的世界地圖並不能真實地反映地球的實際距離情況。地球是一個球體,而我們平時看到的世界地圖卻是平面的。在製作世界地圖的時候,從球體上將矩形投影到平面上是有很大偏差。因此我們從平面的世界地圖上測量距離是不準確的。
其次,為什麼說飛機從中國出發去美國,經過北極才是最近的路線呢?我們可以藉助於地球儀或者軟體來了解一下。我們就以北京和華盛頓這兩個城市為例,我們連接北京和華盛頓也看一下,如果是在地圖上,這兩點之間的連線是一條直線,但是在地球上北京到華盛頓之間的連線就是一條弧線,軟體自動顯示距離,最短的連線是經過北極地區的,這個距離大約是一萬一千零九十公裡。
如果我們橫跨太平洋畫一條連線,距離會有多遠呢?北京和華盛頓正好位於北緯四十度附近,而我們只要沿著北緯四十度緯線,從北京一路向東橫跨太平洋,就能夠到達美國的華盛頓。這樣經過的距離大約是一萬四千三百一十五公裡,所以我們很容易看出,從北京到華盛頓最近的路線是經過北極地區的這一條,它要比經過太平洋的那一條多了三千二百多公裡呢。如果飛機的速度是每小時九百公裡的話,這樣就可以節省三個半小時的時間呢。
為什麼經過北極的航線是最近的呢?我們可以用一個立體幾何定理來解釋一下,那就是球面上兩點間最短的距離是經過這兩個點的大圓劣弧,解釋一下什麼是大圓呢?大圓就是球面上原先位於球星的圓,與之相對應的就是小圓,小圓就是原先沒有經過球心的圓。那什麼是劣弧呢?劣弧就是弧度小於一百八十度的圓弧,優弧是弧度大於一百八十度的圓弧。
北京和華盛頓可以看作是地球球面上的兩個點,它們之間的大圓劣弧是經過北極地區的,而橫跨太平洋的那條北緯四十度的連線,不是大圓劣弧,而是小圓裂弧。
所以它必然不是最近的,所以很多長途航班都是這樣飛行的,這叫做大圓航線,這樣長途飛行的距離最短,當然也就最經濟了。明白了這個道理,中國飛美國的飛機為什麼要經過北極地區,就不奇怪了吧?