根據(jù)劉慈欣同名科幻小說(shuō)改編的《流浪地球》，2019年春節(jié)期間上映啦！本文首先聲明絕無(wú)推銷該電影之嫌，因?yàn)樗麤]給錢，也絕無(wú)褒貶該電影之意，只是探討其中的科學(xué)問題。

《流浪地球》講述了“太陽(yáng)將要成為紅巨星膨脹而亡，地球?qū)⒁惶?yáng)大氣膨脹淹沒”的生死關(guān)頭，人類聯(lián)合政府決定將地球作為一個(gè)飛船駛離現(xiàn)有軌道，駛向距離4.2光年的“半人馬座比鄰星”。如此宏偉的決定，需要經(jīng)歷五個(gè)階段：1.剎車階段：利用赤道上行星發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大推力，使地球停止自轉(zhuǎn)。2.逃逸階段：全功率開啟行星發(fā)動(dòng)機(jī)，使地球加速駛出太陽(yáng)系。3.先流浪階段：利用太陽(yáng)和木星完成最后的加速，使地球駛向比鄰星。4.后流浪階段：全功率開啟行星發(fā)動(dòng)機(jī)，利用500年將地球加速到0.5%光速，然后滑行1300年；然后掉轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，利用700年進(jìn)行減速。5.新太陽(yáng)時(shí)代：地球泊入比鄰星軌道，成為“半人馬座比鄰星”的衛(wèi)星。

現(xiàn)在站在娛樂和研究的角度，利用MATLAB模擬地球的減速旋轉(zhuǎn)（剎車階段），加速旋轉(zhuǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)等過程。整個(gè)模擬特別簡(jiǎn)單，M文件沒有寫太多代碼，只是追求視覺上的感受而已。

第一，創(chuàng)建名為DrawEarth的函數(shù)文件繪制3D地球，具體代碼和相應(yīng)注釋見下圖（該函數(shù)在“航天派”微信公眾號(hào)2019年2月5日“模擬衛(wèi)星發(fā)射”的文章中也有介紹）。

第二，創(chuàng)建腳本，編寫主程序，具體代碼和相應(yīng)注釋如下圖。其中，E=DrawEarth(R)為調(diào)用DrawEarth( )函數(shù)繪制半徑為6730km的3D地球，rotate(E, direction, j)函數(shù)為圍繞z軸旋轉(zhuǎn)圖像對(duì)象（3D地球），j控制旋轉(zhuǎn)步進(jìn)（度），j的絕對(duì)值增大旋轉(zhuǎn)加快，j為正時(shí)自西向東（逆時(shí)針）旋轉(zhuǎn)，j為負(fù)時(shí)自東向西（順時(shí)針）旋轉(zhuǎn)。

第二，保存和運(yùn)行上述代碼，得到視頻中的旋轉(zhuǎn)地球。

第三，將j的數(shù)值增大為j=50，pause（暫停時(shí)間）減小為pause(0.01)，即暫停0.01秒，再次保存和運(yùn)行上述代碼，得到加速旋轉(zhuǎn)的地球。相反，將j的數(shù)值減小，pause暫停時(shí)間增大，就可以得到減速旋轉(zhuǎn)的地球。

第四，我們都知道地球是自西向東自轉(zhuǎn)的（從北極上空觀察為逆時(shí)針自轉(zhuǎn)）。但是將j的數(shù)值改為負(fù)值，如j=-10，再次保存和運(yùn)行上述代碼，便得到自東向西（順時(shí)針）自轉(zhuǎn)的地球。

以上就完成了MATLAB模擬地球加速旋轉(zhuǎn)、減速旋轉(zhuǎn)、自西向東（逆時(shí)針）旋轉(zhuǎn)、自東向西（順時(shí)針）旋轉(zhuǎn)的工作。