文章来源：果壳网
琢磨地球大小和月亮、太阳的计算，想起在月亮上看地球，感觉挺好玩的，一个在天空永恒不动的神奇大陀螺。这方面的专门文章肯定有，以前好像没看过。
(一) 地球上的月亮什么样
先说点废话，描述一下地球上的月亮什么样，补充点基础知识。
【样子】地球上的月亮，是一个银色的圆盘。因为月亮本身不发光，只反射太阳光，所以在不同的晚上，有不同的圆缺盈亏月相，对应地月日三者不同的彼此方位。又因为月亮始终一面朝地球，所以我们看到的月亮表面，永远是一个模样，而没有地球仪那样的旋转变化。
阿波罗8号看到的地球。维基图片
总之，在月亮上看到的地球，是一个神奇的大个蓝色陀螺，镶嵌在天穹上的某一个固定位置，没完没了转个不停。它没有太阳火热，却比太阳大了大致13倍，以最明亮、最皎洁和最柔和的光线，永恒地照亮夜空。地球上的白天太阳、晚上月亮，其实是相对的，只有一半的晚上有月亮；月亮上的白天太阳晚上地球却是绝对的，鲜活的地球永不落，而且从没有云雾遮掩，白天湮没在日光中，天黑后必定出现，从未缺席。
如果有月球人，他们的生存环境是这样的：白天太阳东升西落，夜晚永远有地球的明亮照明，从不间断，连后面说的“地食”都是地球上很小的一个阴影。地球对月球人的意义，肯定远比月球对地球人的意义要大得多得多。有了白天太阳晚上地球的永不停歇的照明，月球人的生活没有黑暗。月球人对于“天行健”的理解，与地球人一定有相当的不同，而且一定更为深刻。
当然，月亮上的地球也不是永恒。地球上只有一半的夜晚有月亮，月球上只有一半的地方能看到地球。对月球人最严酷的惩罚，是被流放到月球的背面；那些流民的最高理想，回到有地球的地方去。
(四) 月亮上的日食和地食
类似地球上的日月食，在月球上，当地球遮住太阳的光芒时，会发生日食，当地球进入月球的阴影时，会发生“地食”。相关内容较多，单独一节。
【日食】前面瞎猜的，在月亮上看天，也许同在地球上一样，白天的天上只有明晃晃、慢悠悠旋转的太阳(一白天是地球上的半个月)，天上没有星星，也看不到地球。跟地球上不同，不是太阳追月亮，而是等到太阳某一天旋转到地球所在的天上的固定区域，阳光会被地球遮掩，发生月球上的日食。月球上的日食，即地球上的月食。
【地食】而当某一个夜晚(一晚上也是地球上的半个月)，当明亮的地球上，出现一个圆形的小阴影，对月球来说是“地食”，对地球是日食。
当然，日食和地食都只在月球面向地球的正面能看到。
【频率】在地球上，由于地球投影比月球投影大很多，所以月食比日食多很多。在月球上正相反，日食多、地食少。
【日食的表现】由于月球上看到的地球大小是太阳的将近4倍，因此发生日全食的几率相对很多，而且太阳光芒被遮掩得严严实实，不像地球上日全食时也能看到月亮阴影边缘的光亮。前面说月球人的生活没有黑暗，议论不严谨，月亮上还是有黑暗的，那就是日食的时候。太阳失去了光明，地球所在的区域，也变成一块黑漆漆的阴影。那是月球上(面向地球一面)唯一没有光亮的时刻，月球人失去了地球，也许比失去太阳更让他们恐惧。
【日食的经历时间】相比地球上的日食，月亮上的日食更多、更显著，经历时间也长很多。地球上的月亮与太阳同方向运动，日食相当于太阳在天上一点点赶上并超过月亮的过程，而月亮上的地球位置固定不动，太阳的超越速度本应当快很多。但是，月球上的一个昼夜是地球上的29.53天，太阳在天上的速度，即地球上的29.53分之一。
具体计算结果：地球上日食从初亏到复圆最长经历时间为2小时4分钟。月亮上日食最长经历时间为4小时47分，即月球上日出经历时间的大约5倍(一个地球加一个太阳)。从日食的食既到生光，有2小时41分完全黑暗，这个数据与地球上的月食计算结果相吻合。以上数据是自己按日地月平均距离计算，不一定正确。
【地球上日食的分析】由于在地球上看到的月亮是移动的，分析日食的原因对古人来说有相当的难度。只有将日食的时间、阴影大小和移动速度等与月球的运动进行仔细比较，才能得出日食与月球的内在关联，这至少需要相当的智慧程度。古巴比伦人在公元前几个世纪就已经发现日月食的18年11天又8小时的沙罗周期(不一定如此精确)，虽然严格说来与日食原理分析是两码事，对我们来说同样不可思议。
【月球上日食的分析】月球上的日食很多，相比地球上的日食，很容易判断原理：那片天空是地球的固定地盘，白天的日食的阴影，和晚上地球的位置和大小一模一样。发生日全食时，应该比晚上还黑，因为连地球的光亮都没有。黑暗中地球的模样也许能看得很清楚，当然这时地球表面不会像晚上有太阳照亮，但阴影的明亮边缘，应该足以让月球人知道，遮挡住太阳光芒的那个大号圆盘，就是地球。
【地食投影的大小】由于地日和地月距离的不固定，月球上地食阴影的大小也是多变的。这次美国日全食，看网上视频演示的动画图，阴影大小大概是美国大陆东西距离的几十分之一，直径大概也就100公里上下，如果是在月球上观测，肯定很容易忽略。全食都如此，更不用说偏食和环食。地球上出现日环食时，月球上的地食现象应该很不明显，肉眼可能不易察觉。理论上，如果在地球上看到的太阳和月亮一样大，则月亮在地球上的投影就是一个点。
【地食的影响】由于月球上的地球更明亮，月球在地球上的投影那么小，地食现象发生时对月球表面的影响应该非常小。整体上，月亮上的太阳有日食失去光芒的时刻，只有晚上的地球永恒。
【地球上月食的意义】对地球人来说，日月食有着特殊的意义，尤其是月食，历史上起到过非常关键的作用。亚里士多德通过月食时地球投影是圆的，证明地球是圆的，从而认识到大地是球体，完成人类文明史上那一次具决定性意义的非凡飞跃。另外，月食中地球阴影的大小，应是古人计算月球尺寸、地月距离以及太阳大小和地日距离等的唯一线索。
【月球上地食的分析】同地球上一样，月球上地食的意义也很大。地食天文现象虽然不显著，但应当足够显眼，地食发生的时间、阴影的方向和速度等，都和太阳与月球的位置有着十分明显的关联，可以帮助月球人得知自己所在的大地其实是一个球体，并提供计算地球大小等天文数据的依据。
【地食的方向】地球上发生日食时，月亮阴影在地面上的移动方向，是一个有趣的问题。以大地为参照系，太阳月亮都是由东向西运动的，但看美国日全食动画，月球在地球上的投影，却是从西向东移动。想半天才明白，这里决定阴影方向的，不是太阳和月亮各自的绝对方向，而是它们彼此的相对方向。和在地球地面上观测日食的道理一样，太阳比月亮跑的快，太阳追上月亮时，月亮的阴影方向当然是从西向东。
站在月球人的角度，地食的方向也不是很容易理解。月亮是固定的，太阳在月亮的后面由西向东移动(在月球的北半球面向地球，是由右向左)，落在地球上的月亮阴影的移动方向，是从左向右由西向东。但地球本身同时也在从左到右自转，只是月球投影比地球自转更快，整体上，投影掠过地球表面的方向还是从左到右。这里的参照系，其实是地球公转的黄道面(非常接近月球公转的黄道面)，月球的左东右西，与地球的左西右东，是一正一反的对应关系，不多说了。
【偏食和全食】对地球人来说，日全食和月全食惊天动地，日偏食和月偏食也是很显著的天文现象。如果在月亮上观测，地球上发生日偏食的区域，亮度几乎没有明显变化。而地球上发生日全食的区域很小(前面说宽度只有100公里左右)、速度很快，只有少数地球人能赶上，但在月球上面对地球的任何地方，都能从头至尾清楚观看到地食中月球阴影在地球上移动的全过程。
对于地球上的月食，我们看到的地球阴影遮住的月球区域，在月亮上发生的是日全食，地球遮天蔽日。我们看到的仍然明亮的月球区域，发生的是日偏食。事实上，有更多的情形，月亮只是进入了地球的半影而不是本影区域，这时发生在地球上的月食现象称为半影月食，月面光亮的减弱很轻微，但同时发生在月球上的日偏食，相对而言要显著得多的多。
【频率和影响】月球上看到的地食，比地球人对日食的感受差得太远，但只要地球上某些地点发生日全食，月球上任何地方都一定能观测到。月球上的日食，比地球上的月食要多很多，更要显著得多的多。综合，月亮上的日地食，发生的频率和影响，比地球上的日月食都要大很多。其原因只有一个：地球比月亮大多了。
最后，月球上的日地食，人类估计还没有看到吧。其实，像后面议论的，别说月球上的日地食，月亮上的地球的美丽模样，到今天人类还没有真正领略过呢。
后文见续。
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