天文学和人类的生产活动

110．地球运转规律是制定历法的基本依据

历法是天文学中一个重要的内容。日历对于人类的生产和生活都有重大的意义，因而世界各文明古国历来十分重视历法的编制和研究工作。中国古代一向把历法的改革当做重大国事，自有文字记载的几千年以来，中国历史上曾先后提出过 100 多种不同的历，在世界历法史上占有重要地位。一部好历的制订可以促进生产，在中外历史上都有过因改历不善而导致社会*的记载。

早在 4500 年前，轩辕黄帝就制定了天文历法。《史记》卷一，五帝本记第一中写道：“于是（尧）命令羲氏、和氏，恭敬的顺应上天，从日月星辰的运行，定出一年的历法，敬谨的把时令传授给百姓，分别命令羲仲住在扬谷的地方。敬谨的迎接旭日的初升，管理督导春季的耕种。日夜的长度均等，傍晚乌星正在南方出现，依据这景象来定准春分的日子。人民于是都分散到田野里，鸟兽也在生育交尾。再命令羲叔住在南方大交山，管理督导夏季的农作，敬谨的祀日并记下日影。白天最长，傍晚火星在正南方出现，依据此一景象来定准夏至的日子。人民于是尽全力助耕，鸟兽的羽毛也变得稀疏了。再命令和仲住在西方叫昧谷的地方，敬谨的恭送太阳的隐没，管理督导秋收。日夜的长度均等，傍晚虚星在正南方出现，依据此景象来定准秋分的日子。人民于是喜悦和乐，鸟兽也长出新的羽毛。再命令和叔住在北方叫幽都的地方，管理考察农作物的储藏。白天最短，傍晚昴星在正南方出现，依据这景象来定准冬至的日子。人民于是都停留在室中取暖，鸟兽的羽毛也长得茸茸的。确定一年为 366 天，又用置闰的办法来调整四时的误差。确实的整饰百官，各种事业都欣欣向荣。”这充分反映了我国辕黄时代天文学就开始得以发展，并紧密地同人民的生产活动及生活的时日的推算相结合。

也许是由于尼罗河的年年泛滥，古埃及大约于公元前 27～22 世纪就开始根据天狼星的偕日升来预报尼罗河的周期性泛滥。公元前 2000 年左右巴比伦尼亚还把一年定为 360 天，或 12 个月。这种原始的历法十分粗疏，每月 30 天，与朔望月的周期不符；而一年 360 天又与一回归年的实际长度不一致，所以时常加入闰月，作必要调整。但巴比伦人对太阳和月亮的运行周期测得很准确。在公元前 4 世纪末，他们所测得的朔望月和近点月的精度已达秒的量级。可见，他们和古代中国人一样，利用天体的出现于夜空的时间变化来确定农时季节。

一般地说，所谓历法就是推算年、月、日的时间长度和如何协调它们之间的关系，以制定一定的时间序列法则。具体地说，就是安排一年的月数及每人月的天数，使每年能在相同的月份及大体相同的日子里发生季节的变化，从而便于按照日历所规定的时日来进行人们的生产和生活活动。当然，年中的月和月中的日都必须是整数。

从天文学观点，“年”的长度实际上反映了地球绕太阳公转的周期。从地球看来，就是太阳在天球上所作的周年运动。然而，如果选用不同的参考点就有不同长度的“年”，现代的历通常是以春分点为参考点，这称为“回归年”—一太阳在天球上连续两次经过春分点的时间间隔。其长度大致是 365.2422 日。应该指出的是，回归年并不是地球的公转周期。地球在宇宙空间中的运动是以恒星作参考点，因此其公转周期称为“恒星年”，长度约为 365.2564 日，比回归年略长一些。其原因是因为春分点受岁差和章动的影响，平均每年抽西移动 50″左右。月也是一种比日长的单位，其原来的意义是以月亮绕地球的公转运动为基础的。古代人类很早就利用月亮的这种运动来测定时间。同样，因为参考系的不一就有不同的长度，出现不同意义的“月”。通常可分为：“朔望月”，它是指月相盈亏的变化周期，约为 29.5306 日。“恒星月”，它是指月亮连续两次通过某恒星的时间间隔，长度为 27.3217 日。从理论上说，回归年、朔望月、太阳日是以完全独立的三种运动为基础的时间单位，因而，它们之间没有整数的比例关系也是很自然的。但为了人们生产和生活活动的需要，希望在一定精度下，把它们统一起来，这就是制定历法的基本原则。

111．天体（特别是太阳）的活动对人类生态环境有直按影响

地球上的生命的起源和演化都离不开太阳的光和热，除了为地球创造了合适的生态环*，太阳还以其他方式影响着地球。早在 1801 年英国的天文学家威廉·赫歇耳就发现年雨量与太阳的黑子数的多少有着一定关系，这便是最早的日地关系的研究。近年来“日地关系”已发展成为介于太阳物理与地球物理之间的一门边缘学科。这门学科研究的内容包括：太阳活动的地磁效应、太阳活动的电离效应、太阳活动与极光、太阳活动与宇宙线、太阳活动对气候变化的影响及太阳活动的其他效应。

上面所列举的方面，都是太阳活动可能引起地球上各种活动的变化。经过数十年的资料统计往往呈现明显的相关性。例如，至今人们虽然对于太阳活动如何影响气候的具体机制缺乏了解，但人们对 80 年的降雨量的统计与太阳的黑子活动相比较，发现其间有明显的周期相关性。树木年轮的疏密也与太阳核子数间有一定的关系。

除了太阳对地球的影响而外，过去人们对于其他天体可能对地球的影响是重视不够的。中国流行一句谚语：“杞人无事忧天倾”。天果真是蹋不下来吗？考虑天是否会塌下来的问题会是“庸人自扰”吗？按现代宇宙学的观点，如果宇宙是“闭合的”，那么它迟早是会“塌”的。这是一个严肃的科学问题。而杞人的“忧虑”倒是提出此问题的“先导”了！当然，那将是数十亿甚至是数百亿年后的事了。这对于鄙薄科学的功利主义也许仍是“庸人自扰”吧！但无数的小行星和彗星碰撞地球的可能性大概总不是“天方夜谭”了吧？各个行星和它们的卫星上所留下的“宇宙弹坑”，说明了产生巨大爆炸威力的小天体对行星及其卫星的碰撞事件是频繁发生的。1994 年发生的相当于 5 亿颗原子弹爆炸规模的彗木相撞，如果发生在地球上，那我们这些热衷于“种内竞争”的人类，是否都将成为地球下一个地质世纪的石油资源呢？