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第二十八章 天空的機制

  雖然現代讀者並不期望,一篇討論天體力學的文章讀起來有如搖籃曲一般淺顯 易懂,但是,他們相信,他們能夠立刻理解神話「意象」,因為在他們的觀念中, 只有那些長達一頁的近似值公式和類似的東西才是「科學的」。
  他們沒想到,同樣深奧的知識以往也可能通過日常語言來表達。這個可能性, 他們從未考慮過,儘管古代文化一些顯而易見的成就——諸如金字塔和冶金術—— 足以證明,當時有一群認真的、聰明的人在幕後主導這一切,而這些人肯定懂得使 用科技語言……1
  這段文字引自麻省理工學院已故科學史教授桑提拉納(Giorgio de Santillana) 的著作。在以下數章中,我們將探討他對古代神話所做的革命性研究。簡單地說, 他的論點是這樣的:遠古時代,一群認真的、聰明的人設計出一套方法,把先進的 天文學所使用的專門術語,隱藏在神話的日常語言背後。
  桑提拉納的看法正確嗎?如果正確,那麼,這些聰明認真的人——在史前的舞 台後面默默工作的天文學家和科學家——究竟是誰呢?讓我們從一些最基本的事實 開始。
  天空的熱舞
  每24小時,地球繞著自己的軸旋轉一周;它的赤道周長24902.45英里。因此, 當一個人一動不動站立在赤道上時,事實上他是在移動中,以大約每小時1000英里 的速度跟隨地球旋轉。從外太空俯瞰北極,我們會發現,地球的自轉是反時針方向 的。
  地球每天繞著自己的軸旋轉,同時也繞著太陽運行(同樣也是反時針方向); 它的軌道略呈橢圓,而不是完整的圓形。地球以驚人的速度環繞太陽軌道,每小時 運行666O0 英里,約莫相當於一般駕駛人在6 年中開車的裡數。換言之,我們是以 每秒鐘18.5英里的速度飛馳在太空中,這比任何子彈都快得多。您讀完這一小段文 字時,我們已經沿著地球繞太陽運行的軌道航行了大約550 英里。
  地球環繞太陽一周需要一年時間,因此,我們惟有通過四季的緩慢變化,才能 察覺到我們參與的這一場驚人的太空軌道賽跑。在四季的循環更迭中,我們可以看 出一股奇妙的、公正的力量在運作,把春、夏、秋、冬平均分配給世界各個地區, 對南半球和北半球一視同仁,不偏不倚,年年如此,從未發生過偏差。
  相對於軌道面,地球的自轉軸略為傾斜(大約和垂直線成23.5度角)。這個傾 斜造成季節的變化:每年6 個月,它將北極和整個北半球引離太陽,讓南半球享受 溫暖的夏季,然後在剩下的6 個月中,將南極和南半球引離太陽,讓北半球度過夏 天。陽光照射到地球表面任何一個地點的角度每年一次的變化,以及那個地點接受 陽光的時數在一年中的變易,是造成季節循環更迭的原因。
  在天文學中,地球的傾斜被稱為「斜交」(obliquity );它的軌道面向外延 伸在天球中形成一個大圓圈,則被稱為「黃道」(ecliptic)。天文學家常提到的 「天赤道」(celestial equator ),是將地球的赤道延伸到天球。今天,天赤道 和黃道之間大約成23.5度角,因為地球的自轉軸和垂直線之間成23.5度角。被稱為 「黃赤交角」(obliquit of the ecliptic)的這個角度並不是一成不變的。一如 我們在本書第11章討論安第斯山帝華納科城興建日期時提到的,在漫長的歲月中, 黃赤交角不斷地改變,雖然速度極為緩慢,而改變的幅度也從未超過3 度——最接 近垂直線時是22.1度,離垂直線最遠時是24.5度。整個週期,從24.5度到22.1度, 然後又回到24.5度,總共需要大約4.l 萬年的時間才能完成2。
  就這樣,我們脆弱的地球在沿著軌道環繞太陽快速運行時,還得一面旋轉,一 面擺盪。運行一圈費時一年,自轉一周只消一天工夫,完成擺盪的週期則需要4.1 萬年。一場狂熱的舞蹈彷彿在太空中進行;我們不斷跳躍旋轉,飄過永恆的時空, 時時刻刻感受到兩種相反的慾望在心中交戰——有時我們渴望投入太陽的懷抱,有 時卻想逃遁入外太空的黑暗中。
  玄秘的影響
  現在我們知道,太陽的引力範圍延伸到太空中廣達15兆英里,幾乎是前往最近 的恆星的一半路程,而地球就是被困在這個引力範圍的內圈。因此,它對我們這個 行星的吸力大得不得了。同時影響我們的,還有太陽系其他行星的地心吸力。這些 星體競相發揮吸引力,試圖將地球導離它環繞太陽運行的正常軌道。由於這些行星 大小不等,繞太陽運行的速度也不同,它們發揮的共同引力,會以複雜但可預測的 方式隨著時間改變,而地球繞行太陽的軌道也會不斷改變形狀,作為回應。軌道是 橢圓形,因此,這些改變影響到它的伸長程度——這在天文學上稱為「離心率」 (eccentricity)。離心率有時低到近乎零(當軌道的形狀接近完整的圓形時), 有時高達6 %(這時軌道的形狀顯得最修長,最像橢圓形)。
  此外,地球還得遭受其他形式的星體影響。學者指出,當木星、土星和火星排 成一列時,地球上的短波無線電周率就會受到干擾,但原因至今不明3。關於這個 現象,我們已經掌握有明確的證據:
  木星、土星和火星繞太陽運行時的位置,與電波在地球高層大氣所遭受的強烈 干擾之間,顯然存在著某種奇異的、出人意料的關聯。這似乎顯示,行星和太陽共 享一個宇宙性的、從太陽系中心向外延伸10億英里的電子平衡體系。這樣的一種平 衡,在目前的天體物理學理論中還找不到解釋4。
  撰寫這項報道的《紐約時報》記者,並未深入探討這個現象的意義。他們也許 不曉得,上述這段文字聽起來很像公元前3 世紀巴比倫歷史家、天文學家與預言家 貝洛蘇斯(Berosus )說過的話。他對「世界末日」來臨之前出現的預兆,做過 「深刻」的研究。值得注意的是,對瑪雅人預言的「第五太陽紀」結束日期素有研 究的現代占星家指出,在那一天,行星將以極為奇特的形式排列——奇特到「45200 年中只會發生一次……我們可以預期,這種不尋常的排列肯定會產生不尋常的效果」 5精神正常的人難免會對這種預言抱持懷疑的態度。但是,無可否認的,各種各樣 的影響力——其中有很多我們到現在還不完全理解——在太陽系中競相發揮作用。 這些影響力,最強勁的要數我們自己的衛星:月亮。例如,地震通常發生在(一) 滿月的時候,或地球位於太陽和月亮之間時候;(二)新月的時候,或月亮位於太 陽和地球之間的時候;(三)月亮穿過受影響地區子午線的時候;(四)月亮在運 行的軌道上最接近地球的時候6。第四種情況出現時——學者管它叫「近地點」 (perigee )——月亮對地球的引力作用增強約6 %。每隔271/3 天,這種情況就 會發生一次。在這個時候,月亮產生的潮汐作用不僅影響到地球海洋的起伏,也影 響到禁錮在脆弱地殼內的熾熱岩漿的動靜。(有位學者形容,地殼就像「一個紙袋, 裡頭裝滿蜂蜜或糖蜜,以赤道旋轉的1000多英里時速,加上地球繞太陽運行的6 . 6萬多英里時速,一路擺盪前行」。)7
  一顆畸形行星的擺盪
  這種圓周運動當然會產生強大的離心力,使得地球的「紙袋」在赤道部位向外 膨脹,一如牛頓在17世紀證明的。其必然結果就是兩極的扁平化。故此,我們的地 球實在不算是一個完整渾圓的球體;嚴格說,它應該被稱為「扁球」(oblate spheroid)。 地球的赤道半徑是3963.374英里,比兩極半徑(3949.921英里)多出約14英里。
  多少億年以來,地球扁平的兩極和膨脹的赤道,就一直跟奇妙的引力展開一場 隱秘的數學互動。一位專家解釋:「由於地球是扁平的,月亮的引力總是把地球的 軸引到一邊,使它傾斜,與月亮的軌道形成一直角。在較小的程度上,太陽也發揮 類似的作用。」8同時,赤道的膨脹——赤道周邊地區體積的增加——促使地球穩 定在自身的軸上,如同迴旋器(gyroscope )的邊緣所發揮的作用一樣。
  年復一年,在星際互動中,這種迴旋器效應防止太陽和月亮之間的「拔河」劇 烈改變地球自轉軸的方向。然而,這兩個星體共同發揮的引力作用畢竟相當強大, 足以迫使地球的軸「進動」(to precess)——在天文學上,這意味著地球的軸以 順時針方向緩慢地擺盪前進,與地球的旋轉方向相反。
  這樣的一種運行,是地球在太陽系中所表現的特徵。玩過陀螺的人不難理解這 點;陀螺畢竟只是另一種迴旋器。充分地、持續不斷地旋轉時,陀螺是直立的。可 是,一旦它的軸偏離垂直方向,它立刻就表現出第二種行為:繞著一個大圈子緩慢 地、固執地反向擺盪。這種擺盪——天文學上稱為「歲差」(precession)——改 變地球的軸所指的方向,同時使它新近取得的傾斜角度保持穩定。
  第二種比喻方式略為不同,但也許能進一步幫助讀者理解這個複雜深奧的天文 現象:1、想像地球漂浮在太空中,略為傾斜,和垂直線形成大約23.5度角,每24 小時繞著自己的軸旋轉一次。
  2、把地球的軸想像成一根粗大的堅實的樞軸(Pivot )或輪軸(axle):它 穿過地球的中心,兩端從地球的南極和北極凸出來,一路延伸進太空中。
  3、把你自己想像成一個巨人,肩負特殊的使命,跨著大步走過太陽系。
  4、想像你朝著傾斜的地球走過去(由於你是一個巨人,在你眼中,地球這個 行星比水車的輪子大不了多少)。
  5、想像你伸出兩隻手,抓住那根軸子凸出的兩端。
  6、接著,在你想像中,你開始緩慢地旋轉軸子的兩端:一隻手推軸子的一端, 另一隻手拉軸子的另一端。
  7、你抵達時,地球自身已經在轉動中。
  8、你的任務並不是干擾地球自身的旋轉,而是賦予它另一種運動:被稱為 「歲差」的緩慢、順時針方向的擺盪。
  9、為了完成這個任務,你必須把軸子的北端往上推,在北半球繞著一個大圈 子旋轉,同時,把軸子的南端往下拉,在南半球繞著同樣大的一個圈子旋轉。你必 須使用雙手和肩膀,完成這個緩慢的迴旋動作。
  十、提醒你:在你這個巨人眼中,地球雖然只不過是一隻「水車輪」,但它比 你想像的要沉重得多——事實上,它是那麼的沉重,你必須花25776 年時間,轉動 地球軸子的兩端,完成一個「歲差週期」。(任務完成時,你會發現,軸子的兩端 在天球中所指的方向,跟你抵達時一模一樣。)
  □、哦,順便一提,既然你已經開始執行你的任務,我們最好跟你說清楚:你 永遠不得離開工作崗位,因為當一個歲差週期結束時,另一個週期必須馬上開始, 然後另一個……另一個……值到永遠永遠。
  □、你可以把這一切看成太陽系的基本運作機制之一,也可以將它視為上帝的 旨意。隨你便。
  在整個過程中,當你緩慢地繞著天空推動地球的軸子時,它的南端會順序指向 圍繞南天極的不同星體(有時候,當然會指向空無一物的太空),北端會順序指向 圍繞北天極的不同星體。
  這種情況有點像孩子們玩的「大風吹」遊戲。使一切不斷移動的,是地球的軸 向歲差(axial precession)——巨大的引力和迴旋力造成的運動,具有規律性, 利用現代儀器很容易推測出來。例如,現在的北極星(polaris )是小熊座a 型星 (alpha Ursae Minoris ),但是,通過電腦我們可以精確計算出,公元3000年時 佔據北極位置的卻是天龍座a 型星(alpha Draco nis )。在古希臘時代,北極星 是小熊座β型星(beta Ursae Mi noris );到了公元14000 年,它將變成織女星 (Vega)。
  往昔的一大秘密
  關於地球在太空中運行和定位的一些基本數據,我們不妨重溫一下:●球軸略 為傾斜,和垂直線大約成23.5 度角。在41000 年的週期中,角度的改變每一邊可 達1 .5 度。
  ●每25776 年,地球完成一個歲差週期。
  ●每24小時,地球繞軸自轉一次。每365 天(實際是365 .2422天),地球繞 太陽運行一次。
  ●影響地球季節最大的是,地球沿著軌道運行時,太陽光線在不同的軌道點照 射到地面上的角度。
  我們也必須記住,每一年有四個關鍵性的天文時刻,正式宣告春、夏、秋、冬 季開始。這些時刻(或稱「基點」)是冬至、夏至、春分、秋分,對古時候的人十 分重要。在北半球,冬至在12月ZI日來臨,是一年中白晝最短的一天,夏至則在6 月21日出現,是一年中白晝最長的一天。南半球正好相反:冬季從6 月ZI日開始, 夏季在12月21日來臨。
  春分和秋分則是一年中全球各地白晝和黑夜等長的兩天。一如夏至和冬至,北 半球春季來臨之日(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),南半球的春季正好開始。
  如同季節的微妙變化,這一切都是地球的傾斜角度造成的。地球沿著軌道,運 行到北極直接對準太陽時,北半球的夏至就來臨;6 個月後,當北極背向太陽時, 北半球的冬至就出現。春分和秋分這兩天,全球各地白晝和黑夜長度相等,因為地 球沿著軌道運行到這個階段,它的自轉軸正好側向太陽。
  現在,讓我們看一看天體力學的一個奇妙現象。
  這個現象被稱為「分點歲差」(the precession of the e quinoxes)。它具 有嚴謹的、一再重複的數學特質,可以精確地加以分析和預測。然而,若是缺乏精 密的儀器,我們就很難觀察它,更不用說精確地加以測量了。
  解開歷史一大謎團的線索,也許在這裡可以找得到。
  註釋:1桑提拉納與戴程德《哈姆雷特的石磨》,57∼58頁。Giorgio de Santil lana and Hertha von Dechend Hamlet『s Mill,DaVid R.Godine,Boston,1992, pp 57-8
  2海斯、英相端與沙克登《地球軌道的變化與冰河時代的進程》,《科學》, 第194 卷第4270期,1125頁。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伊曼紐爾·維裡科夫斯基《變中的地球》,266 頁。lmmanuel Ve likovsky, Earth.in Upheaual ,Pocket Books,New York,1977,P.266.
  4《紐約時報》,1951年4 月15日。
  5羅伯妲·史克洛華《預測行星位置》,附錄於法蘭克·華特斯《墨西哥秘密 》,285 頁及其後各頁。Roberta S.Sklower ,「Predicting Planetary Positions, "appendix to Frank Waters ,Mexico Mystipue ,Sage Books ,Chica go,1975, p.285ff.
  6《劇變中的地球》,138 頁。
  7唐納·派登《聖經洪水與冰河時代:科學史的一項研究》,49頁。Donald W .Patten,The Biblical Flood and the Ice Epoch:A Study in Scientifc History, Pacific Merdian Publishing Co ,Seattle ,1966,p .49.
  8《大英百科全書》,1991年版,第27卷,530 頁。
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