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发信人: rainy (段誉), 信区: Science
标  题: 第28章　天空的机制
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年07月10日14:05:14 星期二), 站内信件

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　　虽然现代读者并不期望，一篇讨论天体力学的文章读起来有如摇篮曲一般浅显
易懂，但是，他们相信，他们能够立刻理解神话“意象”，因为在他们的观念中，
只有那些长达一页的近似值公式和类似的东西才是“科学的”。 
　　他们没想到，同样深奥的知识以往也可能通过日常语言来表达。这个可能性，
他们从未考虑过，尽管古代文化一些显而易见的成就——诸如金字塔和冶金术——
足以证明，当时有一群认真的、聪明的人在幕后主导这一切，而这些人肯定懂得使
用科技语言……① 


 
 


　　这段文字引自麻省理工学院已故科学史教授桑提拉纳（Giorgio de 
Santillana）的著作。在以下数章中，我们将探讨他对古代神话所做的革命性研究
。简单地说，他的论点是这样的：远古时代，一群认真的、聪明的人设计出一套方
法，把先进的天文学所使用的专门术语，隐藏在神话的日常语言背后。 
　　桑提拉纳的看法正确吗？如果正确，那么，这些聪明认真的人——在史前的舞
台后面默默工作的天文学家和科学家——究竟是谁呢？让我们从一些最基本的事实
开始。 
　　　 
天空的热舞

　　每24小时，地球绕着自己的轴旋转一周；它的赤道周长24902.45英里。因此，
当一个人一动不动站立在赤道上时，事实上他是在移动中，以大约每小时1000英里
的速度跟随地球旋转。从外太空俯瞰北极，我们会发现，地球的自转是反时针方向
的。 
　　地球每天绕着自己的轴旋转，同时也绕着太阳运行（同样也是反时针方向）；
它的轨道略呈椭圆，而不是完整的圆形。地球以惊人的速度环绕太阳轨道，每小时
运行666O0英里，约莫相当于一般驾驶人在6年中开车的里数。换言之，我们是以每
秒钟18.5英里的速度飞驰在太空中，这比任何子弹都快得多。您读完这一小段文字
时，我们已经沿着地球绕太阳运行的轨道航行了大约550英里。 
　　地球环绕太阳一周需要一年时间，因此，我们惟有通过四季的缓慢变化，才能
察觉到我们参与的这一场惊人的太空轨道赛跑。在四季的循环更迭中，我们可以看
出一股奇妙的、公正的力量在运作，把春、夏、秋、冬平均分配给世界各个地区，
对南半球和北半球一视同仁，不偏不倚，年年如此，从未发生过偏差。 

 
 


　　相对于轨道面，地球的自转轴略为倾斜（大约和垂直线成23.5度角）。这个倾
斜造成季节的变化：每年6个月，它将北极和整个北半球引离太阳，让南半球享受
温暖的夏季，然后在剩下的6个月中，将南极和南半球引离太阳，让北半球度过夏
天。阳光照射到地球表面任何一个地点的角度每年一次的变化，以及那个地点接受
阳光的时数在一年中的变易，是造成季节循环更迭的原因。 
　　在天文学中，地球的倾斜被称为“斜交”（obliquity）；它的轨道面向外延
伸在天球中形成一个大圆圈，则被称为“黄道”（ecliptic）。天文学家常提到的
“天赤道”（celestial equator），是将地球的赤道延伸到天球。今天，天赤道
和黄道之间大约成23.5度角，因为地球的自转轴和垂直线之间成23.5度角。被称为
“黄赤交角”（obliquit of the ecliptic）的这个角度并不是一成不变的。一如
我们在本书第11章讨论安第斯山帝华纳科城兴建日期时提到的，在漫长的岁月中，
黄赤交角不断地改变，虽然速度极为缓慢，而改变的幅度也从未超过3度——最接
近垂直线时是22.1度，离垂直线最远时是24.5度。整个周期，从24.5度到22.1度，
然后又回到24.5度，总共需要大约4.l万年的时间才能完成②。 
　　就这样，我们脆弱的地球在沿着轨道环绕太阳快速运行时，还得一面旋转，一
面摆荡。运行一圈费时一年，自转一周只消一天工夫，完成摆荡的周期则需要4.1
万年。一场狂热的舞蹈仿佛在太空中进行；我们不断跳跃旋转，飘过永恒的时空，
时时刻刻感受到两种相反的欲望在心中交战——有时我们渴望投入太阳的怀抱，有
时却想逃遁入外太空的黑暗中。 
　　　 
玄秘的影响

　　现在我们知道，太阳的引力范围延伸到太空中广达15兆英里，几乎是前往最近
的恒星的一半路程，而地球就是被困在这个引力范围的内圈。因此，它对我们这个
行星的吸力大得不得了。同时影响我们的，还有太阳系其他行星的地心吸力。这些
星体竞相发挥吸引力，试图将地球导离它环绕太阳运行的正常轨道。由于这些行星
大小不等，绕太阳运行的速度也不同，它们发挥的共同引力，会以复杂但可预测的
方式随着时间改变，而地球绕行太阳的轨道也会不断改变形状，作为回应。轨道是
椭圆形，因此，这些改变影响到它的伸长程度——这在天文学上称为“离心率”
(eccentricity）。离心率有时低到近乎零（当轨道的形状接近完整的圆形时），
有时高达6％（这时轨道的形状显得最修长，最像椭圆形)。 
　　此外，地球还得遭受其他形式的星体影响。学者指出，当木星、土星和火星排
成一列时，地球上的短波无线电周率就会受到干扰，但原因至今不明③。关于这个
现象，我们已经掌握有明确的证据： 
　　 
　　木星、土星和火星绕太阳运行时的位置，与电波在地球高层大气所遭受的强烈
干扰之间，显然存在着某种奇异的、出人意料的关联。这似乎显示，行星和太阳共
享一个宇宙性的、从太阳系中心向外延伸10亿英里的电子平衡体系。这样的一种平
衡，在目前的天体物理学理论中还找不到解释④。 

　　撰写这项报道的《纽约时报》记者，并未深入探讨这个现象的意义。他们也许
不晓得，上述这段文字听起来很像公元前3世纪巴比伦历史家、天文学家与预言家
贝洛苏斯（Berosus）说过的话。他对“世界末日”来临之前出现的预兆，做过“
深刻”的研究。值得注意的是，对玛雅人预言的“第五太阳纪”结束日期素有研究
的现代占星家指出，在那一天，行星将以极为奇特的形式排列——奇特到“45200
年中只会发生一次……我们可以预期，这种不寻常的排列肯定会产生不寻常的效果
”⑤ 
　　精神正常的人难免会对这种预言抱持怀疑的态度。但是，无可否认的，各种各
样的影响力——其中有很多我们到现在还不完全理解——在太阳系中竞相发挥作用
。这些影响力，最强劲的要数我们自己的卫星：月亮。例如，地震通常发生在（一
）满月的时候，或地球位于太阳和月亮之间时候；（二）新月的时候，或月亮位于
太阳和地球之间的时候；（三）月亮穿过受影响地区子午线的时候；（四）月亮在
运行的轨道上最接近地球的时候⑥。第四种情况出现时——学者管它叫“近地点”
（perigee）——月亮对地球的引力作用增强约6％。每隔271/3天，这种情况就会
发生一次。在这个时候，月亮产生的潮汐作用不仅影响到地球海洋的起伏，也影响
到禁锢在脆弱地壳内的炽热岩浆的动静。（有位学者形容，地壳就像“一个纸袋，
里头装满蜂蜜或糖蜜，以赤道旋转的1000多英里时速，加上地球绕太阳运行的6．
6万多英里时速，一路摆荡前行”。）⑦ 

 
 


　　　 
一颗畸形行星的摆荡

　　这种圆周运动当然会产生强大的离心力，使得地球的“纸袋”在赤道部位向外
膨胀，一如牛顿在17世纪证明的。其必然结果就是两极的扁平化。故此，我们的地
球实在不算是一个完整浑圆的球体；严格说，它应该被称为“扁球”（oblate 
spheroid）。地球的赤道半径是3963.374英里，比两极半径（3949.921英里）多出
约14英里。 
　　多少亿年以来，地球扁平的两极和膨胀的赤道，就一直跟奇妙的引力展开一场
隐秘的数学互动。一位专家解释：“由于地球是扁平的，月亮的引力总是把地球的
轴引到一边，使它倾斜，与月亮的轨道形成一直角。在较小的程度上，太阳也发挥
类似的作用。”⑧ 
　　同时，赤道的膨胀——赤道周边地区体积的增加——促使地球稳定在自身的轴
上，如同回旋器（gyroscope）的边缘所发挥的作用一样。 
　　年复一年，在星际互动中，这种回旋器效应防止太阳和月亮之间的“拔河”剧
烈改变地球自转轴的方向。然而，这两个星体共同发挥的引力作用毕竟相当强大，
足以迫使地球的轴“进动”（to precess）——在天文学上，这意味着地球的轴以
顺时针方向缓慢地摆荡前进，与地球的旋转方向相反。 

 
 


　　这样的一种运行，是地球在太阳系中所表现的特征。玩过陀螺的人不难理解这
点；陀螺毕竟只是另一种回旋器。充分地、持续不断地旋转时，陀螺是直立的。可
是，一旦它的轴偏离垂直方向，它立刻就表现出第二种行为：绕着一个大圈子缓慢
地、固执地反向摆荡。这种摆荡——天文学上称为“岁差”（precession）——改
变地球的轴所指的方向，同时使它新近取得的倾斜角度保持稳定。 
　　第二种比喻方式略为不同，但也许能进一步帮助读者理解这个复杂深奥的天文
现象： 
　　①、想象地球漂浮在太空中，略为倾斜，和垂直线形成大约23.5度角，每24小
时绕着自己的轴旋转一次。 
　　②、把地球的轴想象成一根粗大的坚实的枢轴（Pivot）或轮轴（axle）：它
穿过地球的中心，两端从地球的南极和北极凸出来，一路延伸进太空中。 
　　③、把你自己想象成一个巨人，肩负特殊的使命，跨着大步走过太阳系。 
　　④、想象你朝着倾斜的地球走过去（由于你是一个巨人，在你眼中，地球这个
行星比水车的轮子大不了多少）。 
　　⑤、想象你伸出两只手，抓住那根轴子凸出的两端。 
　　⑥、接着，在你想象中，你开始缓慢地旋转轴子的两端：一只手推轴子的一端
，另一只手拉轴子的另一端。 
　　⑦、你抵达时，地球自身已经在转动中。 
　　⑧、你的任务并不是干扰地球自身的旋转，而是赋予它另一种运动：被称为“
岁差”的缓慢、顺时针方向的摆荡。 
　　⑨、为了完成这个任务，你必须把轴子的北端往上推，在北半球绕着一个大圈
子旋转，同时，把轴子的南端往下拉，在南半球绕着同样大的一个圈子旋转。你必
须使用双手和肩膀，完成这个缓慢的回旋动作。 
　　⑩、提醒你：在你这个巨人眼中，地球虽然只不过是一只“水车轮”，但它比
你想象的要沉重得多——事实上，它是那么的沉重，你必须花25776年时间，转动
地球轴子的两端，完成一个“岁差周期”。（任务完成时，你会发现，轴子的两端
在天球中所指的方向，跟你抵达时一模一样。） 
　　⑾、哦，顺便一提，既然你已经开始执行你的任务，我们最好跟你说清楚：你
永远不得离开工作岗位，因为当一个岁差周期结束时，另一个周期必须马上开始，
然后另一个……另一个……值到永远永远。 
　　⑿、你可以把这一切看成太阳系的基本运作机制之一，也可以将它视为上帝的
旨意。随你便。 
　　在整个过程中，当你缓慢地绕着天空推动地球的轴子时，它的南端会顺序指向
围绕南天极的不同星体（有时候，当然会指向空无一物的太空），北端会顺序指向
围绕北天极的不同星体。 
　　这种情况有点像孩子们玩的“大风吹”游戏。使一切不断移动的，是地球的轴
向岁差（axial precession）——巨大的引力和回旋力造成的运动，具有规律性，
利用现代仪器很容易推测出来。例如，现在的北极星（polaris）是小熊座a型星（
alpha Ursae Minoris），但是，通过电脑我们可以精确计算出，公元3000年时占
据北极位置的却是天龙座a型星（alpha Draco nis）。在古希腊时代，北极星是小
熊座β型星（beta Ursae Mi noris）；到了公元14000年，它将变成织女星（
Vega)。 
　　　 
往昔的一大秘密

　　关于地球在太空中运行和定位的一些基本数据，我们不妨重温一下： 
　　●球轴略为倾斜，和垂直线大约成23．5度角。在41000年的周期中，角度的改
变每一边可达1．5度。 
　　●每25776年，地球完成一个岁差周期。 
　　●每24小时，地球绕轴自转一次。每365天（实际是365．2422天），地球绕太
阳运行一次。 
　　●影响地球季节最大的是，地球沿着轨道运行时，太阳光线在不同的轨道点照
射到地面上的角度。 

 
 


　　我们也必须记住，每一年有四个关键性的天文时刻，正式宣告春、夏、秋、冬
季开始。这些时刻（或称“基点”）是冬至、夏至、春分、秋分，对古时候的人十
分重要。在北半球，冬至在12月ZI日来临，是一年中白昼最短的一天，夏至则在6
月21日出现，是一年中白昼最长的一天。南半球正好相反：冬季从6月ZI日开始，
夏季在12月21日来临。 
　　春分和秋分则是一年中全球各地白昼和黑夜等长的两天。一如夏至和冬至，北
半球春季来临之日（3月2O日）正好是南半球秋季的第一天；北半球秋季的第一天
（9月22日），南半球的春季正好开始。 
　　如同季节的微妙变化，这一切都是地球的倾斜角度造成的。地球沿着轨道，运
行到北极直接对准太阳时，北半球的夏至就来临；6个月后，当北极背向太阳时，
北半球的冬至就出现。春分和秋分这两天，全球各地白昼和黑夜长度相等，因为地
球沿着轨道运行到这个阶段，它的自转轴正好侧向太阳。 
　　现在，让我们看一看天体力学的一个奇妙现象。 
　　这个现象被称为“分点岁差”（the precession of the e quinoxes）。它具
有严谨的、一再重复的数学特质，可以精确地加以分析和预测。然而，若是缺乏精
密的仪器，我们就很难观察它，更不用说精确地加以测量了。 
　　解开历史一大谜团的线索，也许在这里可以找得到。 
　　①桑提拉纳与戴程德《哈姆雷特的石磨》，57～58页。Giorgio de Santil 
lana and Hertha von Dechend Hamlet’s Mill，DaVid R.Godine,Boston,1992，
pp 57-8 
　　②海斯、英相端与沙克登《地球轨道的变化与冰河时代的进程》，《科学》，
第194卷第4270期，1125页。J．D Hays，J0hn Imbrie and N.J．Shackton，“
Variations in the Earth's Orbit，Pacemaker of the Ice Ages，”Science，
volume 194，No．4270，10December 1976，p .1125． 
　　③伊曼纽尔·维里科夫斯基《变中的地球》，266页。lmmanuel Ve likovsky
，Earth。in Upheaual,Pocket Books,New York,1977,P.266. 
　　④《纽约时报》，1951年4月15日。 
　　⑤罗伯妲·史克洛华《预测行星位置》，附录于法兰克·华特斯《墨西哥秘密
》，285页及其后各页。Roberta S.Sklower，“Predicting Planetary 
Positions，"appendix to Frank Waters,Mexico Mystipue,Sage Books ,Chica 
go，1975，p．285ff． 
　　⑥《剧变中的地球》，138页。 
　　⑦唐纳·派登《圣经洪水与冰河时代：科学史的一项研究》，49页。Donald 
W．Patten，The Biblical Flood and the Ice Epoch：A Study in Scientifc 
History，Pacific Merdian Publishing Co，Seattle，1966，p．49． 
　　⑧《大英百科全书》，1991年版，第27卷，530页。 


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我一直想要,和你一起,走上那条美丽的山路.             .oooO  Oooo.
有柔风,有白云,有你在我身旁,倾听我幸福和快乐的心.    (   )  (   )
我的要求其实很微小,                                  \ (    ) /
只要有过,那样的一日,                                  \_)  (_/
只要走过,那样的一次. 

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