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天
地 之 间
我们假设有这么一个故事:
在远古洪荒时代,先民对自然规律用然无知,不怄四季变化,也没有年的变化。
这时出现一位智者,他开始长期认真的观察自然。他同结绳和图形记下了当地桃花盛开的情况,他发现两次桃花盛开的时间间隔为365天左右。他同时观察太阳,那时候的天空没有污染,先民的眼睛也比现代人明亮
,他们用肉眼可比现代人看到更多的星星。这位智者明白,白天看不到星星,夜晚看不到太阳,但早晚日出日落时,能同时看到太阳和几颗星星。他发现,太阳与周围星星的位置总在变化,开始甲星星和太阳一起落下,乙星星和丙星星在两旁,可一段时间后,丙星星也随太阳一起落下,旁边只剩下乙星星。大约365天后,又恢复到最初情况,如此循环往复。
在这位先民面前便摆这两个周期,一个是本地桃花盛开周期,一个是太阳与周围星星相对位置的变化周期,这两个周期都是365天。于是他得出结论:本地桃花盛开与太阳和周围星星的位置变化有关。
我们知道,这位先民观察到的太阳与周围星星相对位置的变化实际上是太阳的周年视运动。天空中太阳和其他恒星的位置是相对不变的,但因为地球围绕太阳运转,我们在地球上就看到太阳似乎从一个星座转移到另一个星座。地球在公转的同时也自转,自转轴倾斜地立在黄道面上,这导致太阳光入回到地球表面时,不同时间、不同纬度所得到的太阳光的入射角不同,地球上不同纬度、不同时间所接受的太阳辐射量不同。地球上因此形成了四季气候变化。植物在亿万年的进化过程中适应了这种气候变化,也就是一年一度地花开花落,桃花自然也不例外。
那位远古时代的智者当然不懂得这其中复杂的关系,但这丝毫不妨碍他通过比较两者的周期得出正确的结论。桃花盛开与太阳周围星星位置的变化虽然一个近在眼前,一个远在天边,但它们确实有关,两者的发生都是因为地球绕太阳公转引起。
这位远古的智者可算作人类历史上第一位天文地质学家。现代天文地质学的主要研究方法就是比较天文周期与地象周期,如果两者一致,可认为两者有关。
1991年夏天 我国华东、华中等地发生特大洪涝灾害,死亡7000余人,经济损失超过900亿人民币。可早在1984年,被誉为预测宗师的我国石油科学家翁文波就预测到了这次水灾。他对历年水灾年份1827、1849、1909、1931、1969进行可公布性分析,推导出下次水灾年份将是1991年(见《预测论基础》,翁文波著石油工业出版社1984年)。1992年,也就是预测应验后的第二年,我国天文地质学家徐道一又发现:
1849-1827=22
1909-1887=22
1931-1909=22
1991-1969=22
也就是说,长江流域水灾年份中隐藏着22年周期,这个周期最早被竺可祯所发现。他认为江淮大雨“均相距22年,恰为太阳黑子周期11年之倍数,因此22年可视为长江流域大雨量之周期,此话是否成立,当有待日后灾事之证明也”。
竺可祯和徐道一在此所做的推论与那位先民中的智者一样,都是比较天象(太阳黑子)周期与地象(长江洪水)周期,从而得出两者有关的结论。
不仅长江洪水存在22年周期,很多地区的地震也存在22年周期。如美国加利福尼亚州帕克菲尔德地区,过去发生的大于或等于
5.5级地震分别在1881、1901、1034和1966年,如果想象1934年的地震本该发生在1944年,那么这个地区的地震就存在大约22年的周期。实际上,这些地震部发生在太阳黑子值附近,1934年的地震正好在一次不规则的异常低的黑子活动之后。另外,巴西某地的年降雨天数,希腊雅典的年季风天数,某些巨树的年龄,欧洲在19世纪每年的出生人数,都存在近似11年或22年周期。
正如那位先民中的智者不明白为什么桃花盛开会与大阳、星星的位置变化有关一样,现在科学家也不明白某些地区的洪水、地震以及气候变迁等为什么会与太阳黑子活动联系得如此紧密。这种联系是不容怀疑的,因为两者的周期是如此接近。
有时候天文现象与地质现象都没有明显的周期(实际上可能是多种周期迭加在一起,表现出复杂的运动),我们可以将两者的运动规律绘成曲线,如果两者表现出一致的趋势,同样可以得出两者有关的结论。
本世纪初,著名祖国地质学家彭克和他的助手仔细研究了欧洲阿尔卑斯山地区的地质资料,发现在最近大约60万年的时间内,这个地区曾经历了4次寒冷期和3次温暖期的交替。世界各地的科学家进一步的研究证实这种变化是全球性的,在北欧、北美和亚洲等地纷纷建立起与彭克的研究类似的具有4次冰期的第四纪气候变迁的经典模式。
那么,为什么地球的气候会在60万年时间里经历4次冷暧交替呢?前南斯拉夫科学家米兰柯维奇试图解答上述问题。
米兰柯维奇把目光瞄准了地球轨道三要素的变化。他猜测,如果地球围绕太阳运转的轨道发生变化,这种变化哪怕是微小的,也会使得地球所接收的太阳辐射量发生变化,从而引起气候变化。
地球轨道三要素指的是偏心率e、黄赤交角a和岁差s。
在本世纪初,天文界已经掌握了地球轨道三要素在过去60万年内变动的规律。米兰柯维奇就想:如果算出地球在过去60万年里,由于地球轨道三要素的变化导致的地球接受的太阳辐射量的变化,再把这个变化与这60万年内的气候变化相比较,如果两者有某种相似之处,就说明地球气候的变化与轨道要素变化有关。
米兰柯维奇以当时天文界所掌握的地球轨道三要素在过去60万年的变动规律为基础,创造了一系列计算太阳辐射量的数学公式在没有电子计算机的困难条件下,花了整整20年功夫,终于成功地算出了过去60万年内,不同纬度地区,由于地球轨道三太阳黑手活动、地球轨道三要素的变化等都是一些短周期运动,长周期天文现象与地球的关系也是十分值得探索的课题。如太阳绕银河系的银心运转(周期为2.8亿年)与大冰期的来临;太阳系在银道面上下扰动(周期为0.77亿年)与造山运动;九大行星汇合(周期为179年)与地球的气候变迁等等。科学家们在这些方面也取得了成绩,但距离探索出地球变化与天文关系还差得很远。
让我们再回到文章开头假设的那个故事。
那位睿智的先民在得出“桃花盛开开与太阳、星星的运动有关”的正确结论后,进一步推论:地上的事与天上的事有关。这个结论从广义上讲也正确。但这位掌了部分真理的先民又向前跨了一步:一个人的生老病死以及每出去能采到多少果实、猎获几头羚羊等都与天上的星星有关。这就错了,这位先民已经走星相学的边缘了。
现代科学是在后对包括星相学在内的封建迷信中成长起来的。尽召占星术现在还有市场,科学家们是不信的。但几百年来科学在反对占星术的同把先民得出的正确结论也抛弃了,这就是:地上的事与天上的事有关。天文学家在研究宇宙时,把地球当成一个没有体积的钢体,而地质学家只把目光投向地表和地下。
只有最近几十年诞生的天文地质学、天文气候学和天文地震学把天上人间再联系起来。先民曾采用过的比较天象周期和地象周期的传统研究方法也再次受到重视。那个故事虽然是假设的,但类似的故事很可能实际发生过。我们使用的年、日和中国农历中的月等时间概念都是天文周期,古埃及人曾依靠观测天狼星来预测尼罗河的泛滥。
当然,仅仅通过周期的比较只能得出相关的结论,而二者到底是怎样发生关系的,是一个变化直接影响另一个,还是二者共同受到某一未知因素的影响,搞清楚这些还要依靠多学科的多种研究方法。所以,天文地质学家必须是全才,就像米兰柯维奇,通晓气候学、数学、天文学和第四纪地质学。所以,研究地球,心中要装着整个宇宙,因为天地之间没有明显的界限。要素的变动所引起的太阳辐射夏半年和冬半年总量的变化曲线。
于是,在米兰柯维奇面前呈现着两种来源完全不同的资料:一方面,地球轨道三要素的变动是自然的,实实在在的。人们可以借助有关仪器观测到这种变动,也可以通过天体力学的公式,计算出这种变动。而现在,米兰柯维奇又把这种变动所引起的全球各地冬、夏半年的太阳辐射量的变化计算出来了。应该说,这个变化也是客观存在的事实。另一方面,由彭克等地质学家所提供的第四纪气候变迁的经典模式也是实实在在的,证据充分的,因为这些资料也不是人们凭空捏造的。
米兰柯维奇把两者的曲线进行比较,发现两者具有很好的相似性。于是,米兰柯维奇确信:第四纪气候变迁的原因是地球接受太阳辐射量变化的结果,而太阳辐射量的变化又是由于地球轨道三要素变动引起的。这就是著名的米兰何维奇理论。这一理论实际上是后来蓬勃发展的天文气候学的雏形。
米氏理论的创立,本是为了解释彭克所提出的第四纪气候变迁模式,可彭克本人却对米氏理论采取了全盘否定的态度。
1936年,米兰柯维奇赴奥地利参加一次国际学术会议。在会议期间,彭克对米兰柯维奇讲:“你的那一套冰期理论完全是一堆垃圾。”彭克是当时举世嘱目的
古气侯学方面的权威,大家都非常尊重他。面对彭克的粗暴指责,米兰柯维奇的心情是可以想象的。但米兰柯维奇是一位有教养的学者,他没有和彭克发生争执,而是以沉默对之。
会议结束后,米兰柯维奇的心情仍然非常难受。在返回贝尔格莱德的途中,他向著名的气候学家柯本讲述了彭克对他的指责。柯本是非常欣赏米兰柯维奇的理论的,他说:“在彭克看来,如果他那庞大的身躯跳入一条正在上涨的河流,那么这条河的河水便不会再上涨。然而,这是不可能的,因为事实是不容忽视的。”
从1936年到今天,已经过去了60多年。事实证明,米兰柯维奇通过比较天象(地球轨道三要素)变化规律与地象(第四纪气候)变化规律得出的结论是正确的,而彭克却犯了错误。彭克嘲笑米兰柯维奇,而历史却无情地嘲笑了彭克。
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