主题：【文摘】《我们的宇宙》解说词 (序) 【赵致真】 -- 不爱吱声

[主持人

　　为什么会有四季轮回？为什么会有潮落潮起？为什么会有日食月食？还有很多很多的为什么。

　　让我们一起继续看看地球的故事。

[电视片解说词

　　我们的地球象一只陀螺，绕着地轴不停地自西向东旋转。地球自转一周需要23时56分4秒平太阳时。于是，我们便有了白天黑夜的轮番交替，日月星辰的东升西落。

　　1851年，法国科学家傅科做了一个著名的实验，他从巴黎国葬院的穹顶上悬挂了一副67米长的绳索，下面吊着一个28公斤重的摆锤。随着每一次摆动，地上巨大的沙盘便留下摆锤运动的痕迹。令观摩者们相顾惊诧的事情发生了。这只大摆没有始终按一条直线来回往复，而是经过一段时间后，摆动的方向偏转了很大的角度。傅科宣布说：“我们看到了地球的转动。”假如这个实验搬到北极去做，傅科摆一昼夜便会转过360度。而在赤道上，摆动就不会发生偏转了。

　　人们还发现在北半球，南北方向的河流更多冲刷右岸，南北行驶的火车更易磨损右侧的铁轨，南北发射的炮弹也会向右发生微小偏移。而在南半球则情况正好相反。这便是我们所说的科里奥利力。地球不是一个惯性系，自转的时候，赤道的地面24小时要走完4万公里的大圆圈，而极点的地面却没有动。地球高纬度和低纬度之间旋转半径的差，便是造成科里奥利力的原因。大气的流动也不能超越这一影响。当赤道的空气被加热上升，造成永久的低气压带后，回归线附近高压带的空气便向赤道流动，并受科里奥利力的作用发生东西方向的偏转。于是在赤道以北形成东北风，赤道以南形成东南风。这种吹彻全球的万里长风曾鼓动麦哲伦和哥伦布远航的船帆，由于它恪守信用，千古不变，所以被叫做信风。当然，科里奥利力只能在大尺度和长时间里才会显示出微弱的影响。我们无须担心在田径场上由北朝南奔跑时会偏离方向。

　　除了自转以外，我们的地球以每秒29.79公里的速度，沿着一个偏心率很小的椭圆绕着太阳公转。走完大约10亿公里的一圈路程要花365天又6小时。于是地球上便周而复始跨进了新的一年。

　　烈焰喷薄的太阳仅仅把22亿分之一的光热投射到地球上，但这对于我们的行星已经足够了。每平方厘米1353瓦，我们把这一高空测出的单位面积垂直辐射能叫太阳常数。太阳是“地球发动机”永不熄灭的“锅炉”，提供了大气运动、水循环和万物生长所需要的全部能量。我们从事农业活动，其实是在利用植物做媒介收获阳光。而地下埋藏的煤炭、石油、天然气则可以看作地球生命亿万年间制造出来的“阳光罐头”。没有太阳，生机盎然的地球将变成冰冷死寂的世界。

　　地球上为什么会有寒暑交替，春去秋来？其中的玄机和奥妙，原来尽在于地球的自转轴有一个23度27分的倾角。当北半球接受太阳光的直射而处在盛夏时，南半球则面对太阳光的斜照而正值隆冬。北半球的春天又对应着南半球的秋天，两半球得到了同样多的阳光。这便是四季的由来。我们把北纬23度27分的纬圈叫北回归线，南纬23度27分的纬圈叫南回归线，意思是太阳的直射到此为界，然后便开始掉头转向，打道返回了。而北极圈、南极圈则会有半年时间照耀着不落的太阳，另外半年陷入漫长的黑夜。由于地球绕日轨道不是一个标准的正圆，因此南半球稍稍比北半球的夏天更热，冬天更冷。有研究者认为，以数万年为周期的地轴变化和日地距离的叠加效应，可能是地球上冰川时期形成的宏观原因。

　　除太阳之外，没有哪个天体对地球的影响比月亮更大。千百年来，美丽的月轮一直是神话创作的素材和诗人灵感的源泉。但实际上，这座“广寒宫”却是个十分枯燥乏味的地方。月亮距地球的平均距离有38万4400公里。半径1737公里，面积不及亚洲大，质量是地球的81分之一，引力也只有地球的6分之一。月亮上的逃逸速度仅为每秒2.38公里，因此根本无法留住自己的大气。亿万年间，长驱直入的宇宙流星轰击着毫不设防的月球表面，因为没有空气和水的活动去风化和抚平，那些疮痍满目的陨石坑至今仍保持着碰撞时的模样。我们称为“月海”的较暗区域是低洼而开阔的平原。33000多个环形山是月球表面最醒目的地形特征。

　　月亮无疑是第一个让我们有了多星球概念的天体。有人猜测它是被地球抓来的“俘虏”，有人认为是从地球身上甩出去的，并言之凿凿说太平洋的凹陷便是留下的“疤痕”，应将月亮视同地球的“第八洲”。而更合乎科学的解释，月亮和地球应该在太阳系诞生中同时形成。当然，按照主星和卫星通常的尺寸比例，月亮的体积有些过大了。倒不如把月亮看成地球的伴星更为恰当。实际上，地球和月亮是互相围绕着共同的质量中心旋转的地-月系统。地球绕日运行的轨道应该是地-月中心的轨道。至于地球自身行走的路径，则是一条起伏很小的波浪线。

　　每当我们看到排山倒海的潮水滚滚而来的时候，便会惊叹大自然磅礴的力量和微妙的机制。潮汐便是月球引力最直观而生动的演示。我们很容易懂得地球靠近月亮的一面受到引力最大，中心部位次之，而背向月亮的一面最小。这个引力差趋向于把地球挤扁和拉长。于是，向着月球的一面和背着月球的一面便同时鼓起两座水丘。由于地球的自转，这两座隔球相对的水丘追着地-月间的连线不断移动，潮汐便产生了。质量大得多的太阳由于距离遥远，起潮力只有月亮的三分之一，当日、月和地球处于同一直线时，叠加效应会使潮高出现极大值。其实作为弹性体，地球的岩石圈也有固体潮。不过形变的幅度不大，“潮峰”只有70厘米左右，平时不易被感知和觉察。还有大气圈因潮汐作用而引起的流动和压力变化，则被淹没在原因复杂、丰富多采的气象活动中了。

　　潮汐作用对地球最深刻的影响在于，海水流动的摩擦，对海岸的冲击，岩石圈的形变，都阻碍着地球的自转，起着一对“刹车片”的作用。尽管这一力量十分微小，只会使地球的自转在10万年里减慢2秒，但我们却不得不又一次惊叹长长的“时间杠杆”撬动的结果。16亿年前，地球每昼夜只9小时，一年有800多天，6亿年前的每昼夜是20小时，一年440天。海底珊瑚虫的化石生长线留下了古代的时间刻度。遥想当年，比今天高得多的巨潮扑向海岸，地球生命从海洋摇篮登上陆地显然得力于潮汐的催发和运送。而远古月亮比今天离我们近得多。伴随着地球自转减慢，月球也遵循角动量守恒的规则，以每年3厘米的速度渐行渐远。反过来，地球在月球上引起的固体潮同样带来月球的“自转失速”。直到月亮永远将一面朝着地球才告稳定。说到引潮力也会使地球永远以一面朝向月亮，那还需要至少几十亿年时间。

　　让我们祖先一代代备受惊吓的天文现象，也许莫过于日食和月食了。当好端端的一轮红日朗照中天的时候，突然被什么东西“吃”成了一弯月牙甚至全部消失，的确足以让人类大起恐慌。其实这不过是日、月、地三者运动中产生的遮掩现象。太阳的直径虽然比月亮大400倍，但距离却远400倍。因此在天幕上的视角直径都是0.5度。月亮作为既不发光又不透明的天体，背着太阳的一面总会拖着自己长长的影子。如果说“一叶障目”可以“不见泰山”的话，当月亮走到太阳和地球之间的直线上时也会挡住太阳的光辉。在地球上，月亮本影掠过的地方就会看到日全食，半影所及的区域则看到日偏食。如果月球本影的尖端达不到地球表面，它延伸而成的伪本影扫过之处就看到日环食。同样，当月亮走到地球背向太阳的一面，并全部或部分钻进地球的本影中后，就发生了月食。如果月亮只经过地球的半影，便出现半影食，它只会减弱月光的亮度，因而不易为人们所觉察。

　　对于地球上某一个具体地方来说，日食现象并不多见。但从全球范围看，每隔18年就会有43次日食。古人已经懂得推算日月食的发生，今天对日月食的长程预报早已达到了高度精确的程度。

　　打从华夏祖先发明指南针的时候起，人类便知道利用地磁来确定方向了。我们的地球究竟是怎样变成一块大磁铁的，科学家作了多种解释。令人信服的说法是，地球的高速自转与核心流动的铁镍物质形成电流回路，如同一个巨大的天然发电机把机械能转换成磁能，于是产生了大地的磁场。多亏疏而不漏的磁力线对地球起着屏蔽作用，把许多有害射线束缚在“范艾伦带”使其不能到达地面。南北极地区美丽的极光，便是被偏转的带电粒子轰击高空大气所点亮的最壮观的霓虹灯。古地磁考察表明，地球南北磁极过去曾发生过多次游移和颠倒。大洋中脊两侧岩石在冷却中固定下来的磁性分子，为不同地质年代地球磁场方向交替变化留下了确凿的物证。

[主持人

　　我们讲了这么多地球的故事。对地球了解得越深，就会对她越加热爱和珍惜。

　　地球确实得天独厚。它是大自然妙手偶得的杰作。无论对地球的尺寸、质量、自转速度、自转倾角、与太阳距离等任何天文数据稍加修改，就会使今天的世界秩序、气候模式完全改变和乱套，带来不可设想的后果。

　　幸运地生活在茫茫宇宙中这块微小绿洲上，当人类终于认识了“我们只有一个地球”的时候，才能真正成为拥有光明前途和希望的物种。

　　我们将和几十亿年间大地海洋孕育出来的无限生灵一起，共同乘着地球号宇宙飞船，继续奔向无尽的航程！