月海是月亮上的平原。
為什麽要把平原叫作」海「呢？我們得從歷史上月海的發現過程開始講起。
這是一個非常精彩的科學探究故事。雖然這個故事聽起來有一點復雜，但是我想講完之後，你一定會喜歡並且受到啟發的。
伽利略是最早一批使用天文望遠鏡對月亮進行觀察的人，在觀察月亮時，伽利略註意到月球表面有明暗不同的區域。他饒有興致的想：這種差異從何而來，明暗區域又分別是什麽呢？
如果離的更近，或者是有更好的望遠鏡，就可以看得更清楚，但當時人類可沒有探測器，沒有「嫦娥」，更別提登月了，所以伽利略無法改進他的觀測條件。
這無疑是一個壞訊息，但是我還要帶來一個好訊息， 那就是對於各位小朋友來說，我們和他擁有的觀察條件基本上一樣的。 今天的入門級別的天文望遠鏡和望遠鏡剛剛發明的時候相比，在基本的結構上相差無幾，對於大多數普通人而言，我們平時看到的，其實和伽利略看到的幾乎一樣。
當我們和伽利略站在同一起跑線上時，其實可以更加容易看到他在這個問題上的展現的思考方法，學習到科學巨人的過人之處。讓我們繼續講故事。
伽利略沒法去月球，但是他提出了個有意思的問題：如果我們在宇宙中看地球，地球上會哪一部份亮一點，哪一部份暗一點呢？
這個問題咋看起來提的有些奇怪。用我們今天的話來說，伽利略認為 我們看著月球，月球上發生的一切，和在宇宙空間看地球時，地球上發生的一切，其實是一樣的。
也就是說，伽利略的解決思路是：如果月球上有些地方看起來存在明暗的差異，那麽這種差異在地球上也一定存在。
如果好好考察了地球上的明暗差異，或許就會找到揭開「月球上為什麽存在明暗差異？」這個問題的鑰匙。
地球上最明顯的地貌差異是陸地和海洋的差異，那麽站在宇宙空間看地球，地球上的陸地和海洋會有什麽區別呢？
這個問題嘛。。。好像難度沒有變化啊！
呵呵。當時連飛機都沒有，又怎麽去宇宙空間觀察地球呢！退一步說，即便找到了這種區別，和月球上明暗差異又有什麽關系？
先別著急，伽利略的思考並沒有結束，他繼續進行著分析： 他認為在宇宙中觀察地球，和我們在地球上觀察生活中的事物也沒有區別。 在宇宙空間看地球，雖然是難以實作的事情，但是其中的奧秘，也許就潛藏在生活之中，如果生活中存在類似的差異，我們或授權以追根溯源，直到找到解開月球之謎的這把鑰匙。
所以，重點是要去觀察生活中的事物。好了，我們在這裏暫停一下，看看截止到目前為止，伽利略所做的幾件事情：
1.註意到了月球上的明暗差異，他想解釋這種差異的成因。2.轉換問題：他認為這個問題，其實可以透過對地球的觀察來加以解決。
3.再次轉換問題：他覺得尋找生活中的差異，可以找到解決上述問題的鑰匙。
可見，伽利略沒有急著進行的觀察，他所做的是把他的關註點一直放在了追尋差異上： 他似乎很關註和重視差異，而且他對隱藏在差異背後的東西，有一種很特別的信心，從而開始進行有目的的觀察。
接下來會發生什麽事情呢？下面就是他思考和推理的核心部份了。
伽利略現在需要的就是一個生活中的例子了，具體的說，他開始註意觀察生活中那些看起來有差異的東西。
伽利略註意到的是掛在墻上的鏡子，進而對鏡子進行了細致的觀察。
（ps.至於為什麽會想到鏡子，也許是因為中世紀的人們基於自己的信仰，堅信月亮上遍布著水晶，因此月亮光潔如鏡，這一點啟發了伽利略去觀察鏡子。）
我們一般認為，鏡子是比墻面亮的， 但是伽利略告訴我們，其實你在屋子裏走動，在走動的同時觀察鏡子，鏡子大多數時候是比墻面暗的。為什麽會這樣？
伽利略解釋說，走上前觀察其實可以發現， 墻面坑坑窪窪，鏡子表面很光滑。 當光照過來時，鏡面只能單一的朝某個方向反射光線，而墻面反射的光線則是朝向各個方向。（這就是以後在中學裏會學的「鏡面反射」和「漫反射」）
所以只有面向鏡子反光的方向，鏡子才會比墻面看著亮一些，大多數的情況下，鏡子沒有墻面亮。 。
如果你沒有觀察過屋子裏的鏡子，那麽試著去尋找找一個平靜的湖面，觀察月光照在湖面上的反光，然後再攪動一下水面，是不是隨著這個鏡面變得不再平滑，它反射月光的區域變多了呢？
不同情況下光在湖面上反射的差異
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「這不就是陸地和海洋之間的差別麽。」伽利略的思維突然被點亮，啊哈！一切都說的通了。
因為水面與陸地相比，明顯水面更「光滑」。所以站在宇宙空間觀察地球，在大多數情況下，陸地看上去會亮一些，海洋看上去則暗一些。導致這樣的差異的原因，和我們在墻面和鏡子的問題上所觀察到的原因是一樣的。
太空中看到的地球上的海洋和陸地，和我們大多數情況下看墻面和鏡子， 其結果並沒有什麽區別。
好，在宇宙空間看地球的問題就這樣被解決了。那麽最開始的問題——月球上明暗區域分別代表什麽呢？
伽利略給出了他的結論： 月亮看起來有明有暗，其實是因為月球上存在著陸地和海洋，因為同樣的原因，陸地更亮而海洋更暗。 因此，他把看上去更暗的部份，稱為「月海」，看上去更亮的部份，則認為是月亮上的陸地。
當然，後來科學家發現月海不是海，而是月球上低窪的平原，而所謂月球上的陸地，則是月球上比較高的高地。兩者有差異，但月海裏沒有水。不過，由於是伽利略最先發現了並解答了這個問題，「月海」的名稱被保留了下來。
直到今天，隨著科技的進步，我們對月球早已知道了更多更加準確的結果，也不再對月球上的明暗區域的答案產生疑問，人類也把自己的腳步踏上了月球。但是每當遙望月亮的時候，熱愛科學的人們仍然回想起伽利略的故事，和他在這個觀察的過程中展現出來的勇氣與智慧。
故事講完了。
回顧他的探索過程，之前我們提到過：伽利略和現代人在觀測條件上，基本差不太多；但是他卻在觀察和思考兩個維度上，做到了常人難以企及的深度，展現出了自己的過人之處。那麽他是怎麽想到這一切的，他的做法對今天的我們有哪些啟發呢？
我想一個非常重要的啟發就是： 要學會關註差異，並且在差異的指引下進行有目的的觀察。
正是因為重視差異，他才條件有限的情況下，摸索出了觀察的方向。
要學會對差異背後的本質存在一種信心 ，正是對差異背後的本質存在一種信心，他才能夠突破限制，超越當時有限的觀測條件，及時的轉化問題，從生活中找到破解宇宙問題的線索和鑰匙。
雖然我們不知道具體的原因是什麽，但是我們知道這個世界是可以被認識的！探究的樂趣也就在於此。
如果你想像科學家一樣去觀察。那麽試著主動去尋求差異吧！而且希望你對差異背後存在的本質充滿信心。
本文的創作過程中，參考了【從古希臘到愛因史坦：物理學史父子談】（湖南科學技術出版社）一書的內容。也像大家推薦這本對話體的物理學史。
