談“天”說“地”

勞燕

文新傳媒

《荀子》有言：“不登高山,不知天之高也；不臨深溪,不知地之厚也?！币馑际钦f，不身臨其境，就不知道真實情況。莊子說：“吾不知天之高也，地之下也?！薄肚f子·讓王》）是說不知道天有多高，地有多深。后來引申成一個成語：不知天高地厚。用來形容驕狂無知。

漢語“天”，在甲骨文和金文中，“天”是一個腦袋被著重畫出的小人，本義為“頭”，后引申為“天”?！兑捉?jīng)》象曰：“天行健，君子以自強(qiáng)不息。”（乾卦）。意思是說，天（宇宙）的運動剛強(qiáng)勁健，相應(yīng)于此，君子應(yīng)剛毅堅卓，發(fā)憤圖強(qiáng)。“天”是中華文化信仰體系的一個核心。狹義僅指與地相對的天，即人類生存范圍（地球）以外的空間（天空），宇宙空間。廣義上的天，即道、太一、大自然、天然宇宙。天有神格化、人格化的概念，指最高之神，稱為皇天、昊天、天皇大帝、皇天上帝、昊天上帝等。

漢語“地”小篆從土,也聲，本義作“元氣初分，輕清陽為天，重濁陰為地，萬物所稱列也”解?！兑捉?jīng)》象曰：“地勢坤，君子以厚德載物。” （坤卦）。朱子《本義》本《說卦傳》：“坤也者，地也。萬物皆致養(yǎng)焉。坤，地也，故稱乎母。”這是對大地母親至高也是最質(zhì)樸的贊譽。大地厚土，承載萬物。( 文章閱讀網(wǎng)：www.sanwen.net )

乾坤天地，在天成象，在地成形，氣象渾厚。天地運行，自然大道與四時更替，演繹著萬物成長的過程。

這里說“天”道“地”，“天”，是指與地相對的狹義的天，就是天空，即地球以外的空間，宇宙空間?！暗亍保侵赋休d萬物的大地厚土狹義的大地厚土，就是地球球體。

天有多高？仰望天空，可以見到的天空是一片藍(lán)色，所以天空又有“藍(lán)天”之稱。藍(lán)天究竟有多高呢？這個問題，荀子登上高山似乎也解決不了。前蘇聯(lián)科學(xué)家曾坐氣球?qū)μ炜盏念伾髁艘淮螌ｎ}觀測。他們從地面上升至八點六公里的高空時，天空一直是藍(lán)色的，當(dāng)上升到十點八公里的高空時，天空成了暗藍(lán)色，再上升到十三公里高空時，天空呈暗紫色，十八公里以上的高空，由于空氣非常稀薄，光不發(fā)生散射，天空成了一片暗紫色，這時，天空出現(xiàn)了大地厚土上的人類從未見到過的景觀：太陽和星星同時爭輝！據(jù)此，他們得出結(jié)論：所謂藍(lán)天，只是在離地面十公里左右這段天空中。

“天空”，在空間學(xué)上，是指“天”和“空”。

“天”指太空，地球上110千米以上空間，110千米是人造衛(wèi)星航天器等可以運行的最低高度?！翱铡笔侵鸽x地面有一定高度，但不高于110千米的范圍。這也是“國家領(lǐng)空”的最高高度。具體說，“天空”分為：對流層——是大氣的最低層，其厚度隨緯度和季節(jié)而變化。在赤道附近為16-18km；在中緯度地區(qū)為l0-12km，兩極附近為8-9km。夏季較厚，冬季較?。黄搅鲗印?從對流層頂?shù)郊s50km的大氣層為平流層；中間層——從平流層頂?shù)?0km高度稱為中間層；熱層——從80km到約500km稱為熱層；逃逸層——熱層以上的大氣層稱為逃逸層。這層空氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，大部分分子發(fā)生電離；使質(zhì)子的含量大大超過中性氫原子的含量。逃逸層空氣極為稀薄，其密度幾乎與太空密度相同，故又常稱為外大氣層。由于空氣受地心引力極小，氣體及微?？梢詮倪@層飛出地球致力場進(jìn)入太空。逃逸層是地球大氣的最外層，該層的上界在哪里還沒有一致的看法。實際上地球大氣與星際空間并沒有截然的界限。有一種說法，人眼所見的天空，只有400—1000米。這個說法是不科學(xué)的，人眼能看到的天空，相當(dāng)遙遠(yuǎn)。比如，人眼能看到在平流層飛行的飛機(jī)，也能看到在太空的星星。

天有多高？其實是天有多大問題。這是一個概念性問題，取決于定義的角度。一般有兩種定義：一是以觀測者看到的范圍來確定其大，二是指地球以外的無窮大。

談天有多高暫且打住，現(xiàn)在來說地有多厚。地有多厚？古代中國對地球的概念，認(rèn)為大地是四方的，四面是水。以后才知道大地原來是個球體。科學(xué)地說，地球是梨形的（北極像梨頭小些），所以，說地厚，從現(xiàn)代意識而言，似乎是指地球的直徑、周長，也是指地球有多大，其實是說地球的質(zhì)量，問題就是地球有多重了。

地球的重量其實不是一個不可知數(shù)。那么，地球究竟有多重？你不見得有那么一竿稱吧。世界之大，無奇不有，世界上確乎有“稱地球”的人和事。而第一個“稱”地球重量的人，是英國科學(xué)家卡文迪許。

卡文迪許經(jīng)過深入研究，覺得利用牛頓的萬有引力定理是“稱”出地球重量的惟一辦法?？墒?，卡文迪許在實驗室里采用這種辦法時，遭遇了極其無可奈何的困難。因為沒有和不能制作諸多既精確又龐大的度量儀器。比如，兩個一公斤重的鋁球，當(dāng)他們相距十公分時，相互之間引力只有百萬分之一克，即使空氣中的飄塵，也能干擾它的準(zhǔn)確度。根據(jù)萬有引力定理和引力思路設(shè)計的“稱地球”儀器，顯然不足以解密地球重量，如何為地球稱重？問題猶如一把密鎖，需要一把密匙來打開?？ㄎ牡显S為這把密鎖和密匙問題，整天冥思苦想。這一天，卡文迪許看見幾個小孩用小鏡子反射太陽光玩，鏡子稍一翻轉(zhuǎn)晃動，反射到遠(yuǎn)處的太陽光斑就會大幅度變位移動。機(jī)會總是給予那些勤奮追求與期待者，靈感一般只會從少數(shù)如卡文迪許這種天才產(chǎn)生。小孩的鏡子的晃動的光，如同一把密匙射流般碰撞到了那把密鎖，密鎖轉(zhuǎn)動了！卡文迪許連忙按照這個原理改裝了實驗儀器，測量的靈敏度由此大大提高，密鎖打開了！

就這樣，世界上，卡文迪許第一個“稱”出了地球的重量，時間是在1798年。

二百多年前，人類文明地宣告：地球質(zhì)量的數(shù)值是5.977x1024公斤，即將近60萬億億噸。

地球重量問題就這樣解決了，地球的重量就這些了嗎？不，地球的重量是在變化著的。

二百多年來，地球發(fā)生有諸多增重因素：每年有噸的太空粉塵塵埃落定在地球，是地球增重最主要因素；地球每年因溫度上升而獲得自增重量約160噸；來自天外飛來地球的隕石重量也相當(dāng)可觀，目前已知的世界最大鐵隕石有60噸重。

地球還有諸多減重因素：地球在宇宙太陽系公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)的運行中，每時每刻都會甩掉許多太空垃圾；地球大氣層不斷逃逸的極輕氣體，地球每年失去約噸氫氣，每年會散失約1600噸氦氣；每一次火山噴發(fā)過程中，會使一部分煙灰飄落到太空中......在這些變輕因素中，地球每年約要變輕噸。

地球究竟有多重？最近，美國科學(xué)家運用新的測量方法為地球稱重，加減上述各種地球增重、減重因素，新測得的地球重量約為5.972x1021噸，比“過去”輕了600億億噸。

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