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第39章

上帝的指纹-第39章

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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

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