地球漂浮在宇宙中不停地自转，人类为什么从没有头朝下的感觉？

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这是一个看起来很简单，因为用万有引力就能回答这个问题，但要说清楚却并不容易，值得由浅入深的来探讨一下这个司空见惯，却蕴含不少科学道理的问题。

万有引力定律

曾经亚里士多德很认真的考虑了这个问题，他认为物体分两种，一种轻物，一种是重物，轻物比如空气和火是轻性，天然的网上走！重物比如泥土、水等是重性，它们是会往下掉的。这很有道理啊，所以此后数千年时间里，居然没有人再去认真考虑过这个问题

时间走到了伽利略时代，他提出了验证这个轻性和重性的方式，一个向上走，一个向下走，绑在一起，上下综合一下，下落速度少一半喽，所以亚里士多德的结论就此破产。

万有引力定律认为，天体之间的引力与它们的质量积成正比，与距离的平方成反比，我们站在地球上，那么就适合距离为“零”的这种条件的设定，假如一个50千克的人站在地球上，那么他所受到的引力为多少呢？

F=G×地球质量×人体质量/地球半径的平方=490.261N的引力

这个与G=mg计算所得是一样的，因为这两个一个是计算引力，一个简便计算。因此我们可以将这种不太好理解的问题变成两个天体之间的引力，似乎会更容易理解一些，但两者之间的距离不是零哦，因为还存在地球的半径。

人类的视觉与前庭器官

刚上文我们交代了历史上对于重力的认知，以及万有引力的来历，那么光有这些够了吗？完全不够，因为人体是一个很复杂的系统，比如对于方位的的“传感器”就至少有两个：

前庭器官

视觉器官

前者是我们人类位置感知的首要器官，它包括半规管、椭圆囊和球囊，是人体对自身状态和头部空间位置的传感器，当运动方式改变时，前庭器官会给我们准确的反馈。

后者则为我们提供视野以及经验验证，两者互相协调时我们对自身空间所在位置判断准确，因此感觉舒适，当两者不协调时就会感觉不适，比如坐船或者坐车时，很多朋友的前庭器官感觉比较敏感，而视觉器官却得不到准确的位置信息，因此晕船或者晕车就成了必然。

为什么很多晕车的朋友自己开合就不晕车了呢？

其实这个很简单，因为他在驾车时对于操作已经有了心理准备，而眼睛接收到的信号感知与前庭器官的反馈是一致的，所以大部分晕车的朋友做司机时就不会晕车了。

站在地球的“下面”时候为什么也不会晕呢？

其实这点很容易理解，我们感觉到的方向从头开始到地心的，而我们视觉器官接受到的所有的景物也跟感觉一致，所以并不会有不适感。

有什么能够模拟引力

以大质量天体来“模拟”引力当然是最好的，但其实此时本来就是引力无需模拟，一般工程上我们会用圆周运动产生的“离心力”来模拟引力，原理很简单，但却有一点要注意，以为人体有个套视觉和前庭器官在“监督”这个“离心力”是否模拟的足够好，比如圆周运动的直径太小时，前庭器官感受到周围空间位置迅速变化，会有眩晕感，因此模拟重力的设备直径与转速很关键。

一般认为1.5-2周/分钟的速度旋转模拟的“离心力”会比较舒适，2.5-3周/分是上限，长期在这个转速下工作人员会比较容易疲劳，眩晕，如果超过3周/分钟则会极度不适，即使经过训练的飞行员，短时间没问题，但长时间会严重影响工作。

a为向心加速度，一般一半也差不多了(一半重力下工作还是比较舒适的)，取值4.9m/s^2，w为弧度，每分钟2周，那么换算成弧度为：

720°/分=12.566371弧度(rad)/分=0.20943弧度/秒

那么R=111.75M

如果要实现0.5倍的向心力加速度，那么需要111米半径的环形工作站以每分钟2周的速度旋转，模拟出来的“离心力”是比较舒适的。

但很可惜我们的国际空间站整个结构也之后所需尺寸的一般（国际空间站最大尺寸也就110M左右，模拟需要222米直径），这也是国际空间站上无法满足这个模拟重力的原因，不过在未来也许将达到这个水平，我们非常期待。因为长期在失重条件下会影响人体各项机能。

引力和“离心力”的本质区别

用圆周运动产生的向心力来模拟引力可以欺骗前庭器官，但却骗不了科学，因为这两者有非常明显的区别，前者所谓的向心力（“离心力”）用电磁力驱动下的旋转所模拟的，并不属于四大基本力之一，而引力则是由质量弯曲时空所产生，它是属于四大基本力之一。

但引力在四种基本作用力中间是最小的，不过有一个好处是可以无限叠加，因此有无数基本呢粒子组成的地球的引力可以强大到留住大气层，创造出生命诞生的环境，最后让我们这帮唧唧哇哇研究人类为什么倒着站着地球“下面”也不会晕的这种话题，更可以继续长大成为像木星一样超级行星，或者恒星，甚至最后成为白矮星、中子星和黑洞，因为引力在这个宇宙中它处在上帝的角色，但它有一个黑暗界的对手：暗能量，在宇宙的头90亿年对决中，引力占了上风，但最近却是暗能量占了绝对优势，它的作用与引力相反，产生斥力，未来的宇宙将会被它拆的七零八落......再也拼凑不起来！

因为引力作用。地球是有引力的，引力是地球中心发散的，人类站在地球上被地球中心的引力吸附，所以才没有头朝下的感觉。

因为地球有很大的地心引力，地球表面的物体都是向上的，所以人类从没有头朝下的感觉。

因为地心引力的关系。引力会吸引所有的生物和物体，将其牢牢固定在地球上，所以人类也就没有头朝下的感觉。

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