地球轉圈圈的故事

徐海 羅秦理 趙聰 公明

太陽系神秘的“吸功大法”

太陽系幾乎所有天體包括小行星都是按照右手定則的規律自轉，而且絕大多數天體的公轉也都符合右手定則，這是為什么呢？

太陽系的前身是一團密云，某種力量驅使這團密云彼此相吸，在吸積過程中，密度變得越來越大，進一步加速了吸積的過程。逐漸把原始太陽星云中處在混沌狀的質點，由無序狀態變成有序狀態，向中心吸積慢慢變為太陽，同時，這團氣體逐漸向扁平狀發展，發展的過程中，勢能變成動能，最終整個轉動起來。剛開始轉時，順序較為混亂，當某一個方向占上風之后，最終變成了一個方向。這個方向就是現在發現的右手定則，但并不是每一個太陽系都符合右手定則。地球自轉的能量來源就是由物質勢能最后變成動能所致，最終使地球一方面公轉，一方面自轉。

天狗——“日食”“月食”的背鍋俠

“天狗食日”是中國古人對日食現象的叫法，其實這也是地球公轉、地球自轉產生的神奇現象。古代人們對天文現象的本質不理解，把各種天文現象都歸因于神靈、怪獸等。在日食、月食發生時，人們認為是有一只巨大的黑色的“天狗”偷偷地吃了太陽和月亮，往往還將日食、月食視為不祥之兆，代表上天意志干預人間，或者預示有災難發生。只要發生日食、月食，“天狗”就背鍋了，那“天狗”是從哪里來的呢？

太陽系原行星盤的誕生

最古老的說法來自于《山海經》。有這么一段描述：“又西三百里，曰陰山。濁浴之水出焉，而南流于番澤。其中多文貝，有獸焉，曰天狗，其狀如貍而白首，其音如榴榴，可以御兇。”根據這段描述，基本可以判定“天狗”是犬科動物。

還有一種說法是后羿獵犬升仙。后羿為民除害射落九個太陽之后，王母娘娘用許多靈丹妙藥封賞后羿，后羿并沒有吃這些靈丹妙藥，而嫦娥偷偷吃掉后飛到了月亮上。后羿的獵犬也偷偷吃掉了一些靈丹妙藥，結果成了一只飛天的黑狗。由于對后羿十分忠誠，飛天黑狗對嫦娥的行為十分不滿，時不時地把月亮和嫦娥吞進腹中。最后這只忠誠的黑狗被天庭降伏，吐出了月亮和嫦娥，之后成為了守衛南天門的神仙。后來只要人間有什么災禍，天庭就派黑狗去吞食太陽和月亮，以示警戒。

地球的四季變化

最后一種說法是天狗乃目連之母所變。古時有一位名叫目連的公子，是出了名的大好人、大孝子。但他的母親卻生性殘暴、為富不仁，和兒子截然不同。有一次目連的母親殘害了很多狗，還欲將狗肉送到寺院施齋，想讓僧人們都破戒。后來玉帝得知此事，將目連之母打入十八層地獄，變成惡狗。哪知目連之母怨念極深，從地獄中逃出，企圖報復玉帝，于是便吞日、吞月來發泄情緒。直至現在，很多地方還流傳著日食月食時敲鑼擊鼓、燃放爆竹來趕跑天狗的習俗。

日心說“平反”之路

古希臘的費羅勞斯、海西塔斯等人早已提出過地球自轉的猜想，中國戰國時代《尸子》一書中就已有“天左舒，地右辟”的論述，而對這一自然現象的證實和它被人們所接受，則是在1543年哥白尼日心說提出之后。

日全食階段

1515年，哥白尼開始寫作《天體運行論》一書。在《天體運行論》完成后，哥白尼卻對它的出版猶豫不決了。他擔心這部書出版后會遭到地心說信徒們的攻擊，受到教廷的壓制。在朋友和學生的支持鼓勵下，經過長期反復的考慮，哥白尼終于決定出版這部著作。1542年6月，《天體運行論》和排印工作開始進行。1543年5月24日，彌留之際的哥白尼見到剛剛出版的《天體運行論》便與世長辭。哥白尼深知發表日心說的后果，這樣寫到：“我清楚地知道，一旦他們弄清楚我在論證天體運行時認為地球是運動的，就會竭力主張我必須為此受到宗教裁判……”。

《天體運行論》出版后很少引起人們的注意，許多天文工作者也只是把這本書當作編算行星星表的一種方法。《天體運行論》在出版后七十年間，曾經遭到馬丁·路德的斥責，但未引起羅馬教廷的注意。

日食（上）和月食（下）示意圖

1583年，意大利哲學家和思想家布魯諾來到英國，批判經院哲學和神學，反對亞里士多德與托勒密的地心說，宣傳哥白尼的日心說。1585年去德國，宣傳進步的宇宙觀，反對宗教哲學，進一步引起了羅馬宗教裁判所的恐懼和仇恨。1592年，布魯諾在威尼斯被捕入獄，在被囚禁的8年中，布魯諾始終堅持自己的學說，最后被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。布魯諾的主要著作有《論無限宇宙和世界》。書中捍衛哥白尼的日心說，并明確指出：“宇宙是無限大的”，“宇宙不僅是無限的，而且是物質的”。他還著有《諾亞方舟》，抨擊死抱《圣經》的學者。

1609年，伽俐略通過自制的望遠鏡觀察發現，月亮不是一個光滑的球體，它的表面矗立著無數座火山和高山。于是他得出結論說從總體來看，天體不是平滑完美的，而是和地球同樣，具有凸凹不平的表面。通過觀察，他看到從整體來講銀河并不是一片銀色的云體，而是由眾多的個體星星組成的，這些星星距離我們如此遙遠以致用肉眼看上去就成了模糊的一片。通過對行星的觀察，他發現有些環帶包圍著土星，有四個衛星繞著木星運行。這顯然說明了地球以外的行星周圍也可能會有運行的天體。

出生于波蘭的天文學家尼古拉·哥白尼紀念畫像

1633年，伽利略因為出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》并在書中以極為含蓄的方式宣傳了違反教義的哥白尼日心說，身患重病的科學家伽利略被押往羅馬接受教廷嚴苛的審查。

布魯諾和伽利略公開宣傳日心說，危及了教會的統治，羅馬教廷將《天體運行論》列為禁書。但真理是封鎖不住的，哥白尼的學說后來得到了許多科學家的繼承和發展。1979年11月10日，羅馬教皇在公開集會上，正式承認伽利略在350多年前受到的教廷審判是不公正的。1882年，羅馬教皇不得不承認哥白尼的學說是正確的。1992年10月31日，正式為伽利略平反，這一光輝學說經過三個世紀的艱苦斗爭，終于獲得完全勝利并為社會所承認。

意大利佛羅倫薩的伽利略古畫像

1633年伽利略在羅馬接受審判

“公轉自轉就像我圍繞你轉，永遠不會停。”地球的自轉產生了天體的東升西落和地球的晝夜更替，地球的公轉產生了晝夜長短和季節變化。我們謳歌地球，同時也希望地球永遠能繞著太陽打轉，讓我們的世界和生活更加有規可循、順應發展。

知識鏈接

地球的公轉和自轉會產生哪些神奇的現象？

地球公轉是指地球按一定軌道圍繞太陽轉動（The Earth Revolution Around Sun）。地球公轉一周的周期稱為一太陽年，為365天4小時58分56秒，凡衛星、行星、恒星、星系繞著自己的軸心轉動，謂之自轉。地球自轉指地球表面的點都圍繞著一根通過地心的軸（自轉軸，也叫地軸）做圓周運動。地球自轉一周的時間是23小時56分4秒;月亮自轉一周的時間跟它繞地球公轉一周的時間相同，都是27天7小時43分11.5秒。

地球自轉產生的現象有晝夜更替現象;南北半球的地轉偏向力引起各種運動旋轉現象;東西部地區存在時間差現象，生物作息規律現象。

地球公轉產生的現象如下，一是根據太陽高度的差異，劃分出五帶，即北寒帶、北溫帶、熱帶、南溫帶、南寒帶;二是根據獲得熱量多少的時間差異，劃分出四季，即春季、夏季、秋季、冬季;三是晝夜長短的變化現象;四是天象位置的變化以及生物生長規律現象。