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第31章 天文·历法(1)

001、宇宙

宇宙源于150亿年前,包括地球及其他一切天体的无限空间。

20世纪初,爱因斯坦完成广义相对论时,指出宇宙可能会发生膨胀。后来,科学家们发现,远方的星系正在以极高的速度远离银河系。这说明宇宙正在不断地膨胀,从而证实了爱因斯坦的推测。此外,人们还发现宇宙到处充满着3K度的杂音电波,这证明宇宙曾经是一个超高温、高密度的大火球。

基于以上事实,科学家提出了“宇宙大爆炸”理论,对宇宙的形成进行解释。根据这个理论推算,宇宙诞生于150亿年以前。刚诞生的宇宙是一个极其微小的世界,但它却有着极高的温度和密度。后来由于物质的温度和密度急剧下降,这个“宇宙之卵”以爆炸性的速度猛烈爆炸。

在“大爆炸”中,诞生了各种元素和支配它们运动的力,形成了星球和银河。只在一瞬间,“宇宙之卵”便进化成为“成年”的宇宙。

宇宙大爆炸理论认为,宇宙是从既无空间也无时间的“虚无”之中,以惊人的速度瞬间诞生的。而且,宇宙总是周而复始地从诞生到消亡,再诞生,再消亡的。

002、地球

据科学家的推算,地球有40多亿年的历史。

地球是由星云分化而来的。一开始,它只是一些宇宙固体微粒的聚合体。在运动的过程中,它不断吸附四周的宇宙微粒,最后才凝聚成一个球体。原始地球是一个冷冰冰的坚硬球体,在它的四周,弥漫着氮、二氧化碳、甲烷、氨等气体。

在构成原始地球的物质中,有许多放射性物质。在衰变过程中,它们释放出大量热量。随着热量的不断积累,地球内部的温度渐渐升高,坚硬的地球慢慢变得柔软。随着运动的作用,在地球内部便产生了复杂的圈层分化运动。

在地球重力的作用下,氧、铝、镁等比较轻的物质浮到地球的表面上来,铁、镍等比较重的物质慢慢下沉到地心部分去了。最后,在地球内部形成了明显的层次,这就是现在的地壳、地幔和地核。

根据大陆漂移学说,在几亿年前,地球上的海陆分布同现在是不一样的。在两亿多年前,地球上的各个大陆基本上连在一起,人们称之为泛大陆。此外,还有一个泛大洋,也就是古太平洋。到了距今1亿8000万年的时候,泛大陆产生分离,逐渐漂移,形成了五大洲四大洋。

003、月亮

关于月亮的起源有多种说法。概括起来有下面几种:

第一,分裂说。

有人认为月亮源于地球的分裂。在地球形成过程中,当地球还处在熔融状态时,在高速自转的离心力及太阳潮汐的作用下,从赤道位置分离出一大块物质,冷却后就形成了月球。

第二,行星说。

有人认为月亮是被地球俘获的小行星。月球本来是一个绕太阳公转的小行星,在30~40亿年前,因为靠近地球,被地球引力俘获,所以成为地球的一颗卫星。

第三,太阳星云说。

有人认为月球源于太阳星云。太阳星云将两个较大星团作为中心,凝聚其他云状物质,便形成了地球和月球两星球。因月球小,就在地球引力下绕地球公转。

第四,碰撞论。

地球是先存在的一个星球,后来,一个星球以每秒11公里的速度斜着碰撞了地球,从而抛出许多雾化岩石物质围绕地球旋转,后来,这些雾化物逐渐凝聚成了月球。

004、哈雷彗星

哈雷彗星每隔76年绕太阳一圈。它是中国人最早发现的。

《淮南子·兵略训》记载,武王伐纣时,有“慧星出”;鲁文公十四年(公元前613年)“七月,有星孛于北斗”。《史记·六国年表》记载,秦厉公十年(公元前467年),“彗星见”。但这三次记录均未被世界公认。

被世界公认的最早一次哈雷彗星观测记录,在《史记·秦始皇本纪》中。书中记载:始皇七年(公元前240年),“彗星光出东方,见北方,五月见西方……彗星复见西方十六日”。这次记录要比西方最早的记录早228年。

从公元前240年到1910年的2000多年间,哈雷彗星一共出现过29次,每一次中国都有详细记录。

但是,由于我国历史条件的限制,没有人去从大量资料中研究彗星的运动规律。后来,英国天文学家、格林尼治天文台台长苑德蒙·哈雷根据牛顿的万有引力定律,研究出1531年阿皮亚尼斯发现的彗星,1607年开普勒发现的彗星和他本人在1682年所观测到的彗星是同一颗彗星。

他还指出,这颗彗星的运行回归周期为76年,并预言它将于1758年底或1759年初回归。后来这颗彗星果然于1759年重现,这的确是天文学史上一个惊人的成就。然而此时哈雷已经逝世了。人们为了纪念哈雷的功绩,就把这颗彗星命名为哈雷彗星。

005、历法的由来

历法,就是指以年、月、日计算时间的方法。

在原始社会,人类靠采集果实和渔猎维持生活,对寒来暑往的变化、月亮的圆缺、动物活动的规律、植物生长和成熟的时间,逐渐有了一些认识。等到社会发展到以农、牧生产为主的阶段后,人们更需要掌握季节的变化情况,否则农业生产就会歉收。古代的天文历法知识,就在生产实践的迫切需要中产生了。

在古巴比伦,有人曾制订了一种历法。这种历法规定一年有12个月,有的月份29天,有的月份30天。这种历法的一年比实际的一年(地球绕太阳一周的时间)要短好几天,其误差使得20年后寒冷的冬季挪到10月中旬。为了纠正这种误差,人们每隔几年增加一个月,即闰月。巴比伦历法与我国的阴历十分类似。

在《尚书·尧典》中记载,原始社会的帝王尧组织了一批天文官员,到东、南、西、北四个地方对天象进行观测,编制了历法,使人们可以更好地种田。这说明,中国在5000年前,就出现了历法。

中国古代的历法是一种阴阳历,阳历是根据太阳运动制订出来的,阴历则以月亮运动为根据。

埃及也是创制历法较早的国家。在公元前2780年前后,他们细心研究,终于创制了一年365天的太阳历。他们还根据尼罗河的泛滥情况,把一年分为12等份,余下5天作为节日,庆祝农业收成。

生活在美洲大陆的玛雅人和阿兹台克人,将历法与宗教紧密地结合在一起。特别是玛雅人,把一年也算做365天,这与中国人、埃及人的情况是一致的。但很有意思的是,玛雅人把一年划分为18个单位,每个单位20天。另外的5天被他们当做“不吉利的日子”。

在古罗马时期,恺撒决定建立新历法。公元前46年,他采纳天文学家索西格内斯的建议,认定一年有365.25天。为避开小数,他规定一年有365天,每隔四年有一个闰年,增加一天。他把1年分为12个月,5个月是大月,有31天;7个月是小月,有30天。

由于恺撒用自己的名字给7月命名(July),因此从2月份移走一天给7月。这是因为当时的人们认为奇数是幸运的数。这种历法被称为儒略历。

恺撒死后,奥古斯都执政,他用自己的名字给8月命名(August),又从2月移出1天给8月,于是,2月就只剩下28天了。

儒略历一共用了1600年。由于1年的时间实际为365天5小时48分46秒,不是365.25天,每一个闰年就多了44分56秒。因此,1600年的积累误差竟有10天之多。

1582年,按年历,春分应在3月11日,而实际上则是在3月21日。对教会来说,如何准确地确定全世界的宗教节日,是一件关系到全教教民的头等大事。于是,教皇格里高利十三世对历法进行再次变革,当年的10月4日变成了10月15日。

他请天文学家作出了如下规定:凡年代数能被4整除的是闰年,但当年代数后边是带两个“0”的“世纪年”时,必须能被400整除的年才是闰年。这一规定使得3000年积累的误差只有一天。

为了避免以后发生错误,改革后的历法规定,每个世纪内不再有25个闰年,而只有24个闰年。这个历法叫“格里高利历”,就是现在世界上通行的公历,又称阳历。

在几千年间,中国一共更换了66种历法。古代历法中,秦代的颛项历、汉代的太初历、南北朝的大明历、唐代的大衍历和元代的授时历较为有名。

从唐代起,根据当时历法印制的历书,必须经过皇帝审定,然后才可以在全国颁行。从此以后,老百姓就把历书叫做“皇历”,因为谐音又叫做“黄历”。

元代的授时历非常适用,在世界历法中也有显赫的地位。它是由元代科学家郭守敬编制的,确定一年为365.2425天,这与公历的回归年值是一样的,却比公历的创制要早300多年。

中国自近代以来,逐渐采用公历纪年。

趣味链接:阴历就是“农历”吗?

在辛亥革命以前,中国通行的历法是阴历,又称“农历”。

我国的阴历主要以朔望月作为标准。它以月亮的一次圆缺循环为一个月,一年有12个月,大月30天,小月29天,全年共354天或355天。这比一个回归年少了10天零21小时。于是就设置“闰月”,规定每隔2~3年加一闰月来调整时间。这样,闰年就变成了13个月。

可以看出,我国的阴历也以阳历作为参考标准,并不是那种完全根据月亮圆缺变化的周期来制订的纯粹阴历,而是阴阳合历。这种历法,非常有利于农业生产。

006、万年历的由来

人们常用“万年历”这个词。那么万年历是怎么来的呢?

相传,商朝时,有个名叫万年的青年。他看到当时时间很乱,就想把时间定准,但始终找不到计算时间的方法。有一次,他受树影移动的启发,设计出测日影计天时的晷仪,计算出了一天的时间。又有一次,他受山崖滴泉的启发,制作出一个五层漏壶,来计算时间。

万年带着日晷和漏壶去见商王祖乙,讲清日月运行的道理。祖乙听后龙颜大悦,把万年留下,希望他能创建历法,为天下百姓造福。

万年经过长期观察,精心推算,制订出了准确的太阳历。当他把太阳历呈奉给继任的国王时,已是满面银须。国王为纪念万年的功绩,就将太阳历命名为“万年历”。

007、正月的由来

农历一月,往往被人们称作“正月”。那么,“正月”是从何而来的呢?

在我国历朝历代,以哪个月为一年的第一个月,是各不相同的。

夏朝以一月为一年的第一个月,商朝以十二月为一年的第一个月,周朝又以十一月为一年的第一个月。这些朝代,每改正一次月份次序,就称改正的第一个月为“正月”。

一年的第一个月,为什么叫做正月呢?据春秋时期《春王正月》上说:“正月为一月,人君即位,欲其常居道,故月称正也。”意思是:古代帝王,接受百官朝拜的时间是每年的头一个月,为了表示庄重,就把新年的第一个月叫做正月。

到了秦朝,因秦始皇名嬴政,为了避讳,规定把“正”字读“征”。“正(征)月”的叫法,一直沿用到今天。

趣味链接:挂历的由来

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