下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
是什么力量驱使地球如此永不停息地运动——在围绕地轴自转的同时，又在一个椭圆形轨道上环绕太阳公转，带来昼夜交替和季节变化，使人类及万物繁衍生息？
宇宙间的天体都在旋转，这是它们运动的一种基本形式，但要真正说明这个问题，首先要弄清楚地球和太阳系是如何形成的，因为地球自转和公转的产生与太阳系的形成密切相关。
天文学家认为，太阳系是由古代的原始星云形成的。原始星云是非常稀薄的大片气体云，因受到某种扰动影响，再加上引力的作用而向中心收缩。经过漫长的演化，中心部分物质的气温越来越高，密度也越来越大，最后达到了可以引发热核反应的程度，从而演变成了太阳。太阳周围的残余气体，慢慢形成了一个旋转的盘状气体层，经过收缩、碰撞等复杂的过程，在气体层中凝聚成固体颗粒、微行星、原始行星，最后形成了一个完整的太阳系天体。
大家知道，如果要测量物体直线运动的快慢，应该用速度来表示，但是如何来衡量物体旋转的状况呢？有一种办法就是用“角动量”。一个绕定点转动的物体，它的角动量就是质量乘以速度，再乘以该物体与定点的距离。物理学中有一条非常重要的角动量守恒定律，说的是一个转动的物体只要不受外力作用，它的角动量就不会因物体形状的变化而发生变化。例如一个芭蕾舞演员，当他在旋转的时候突然把手臂收起来（质心与定点的距离变小），他的旋转速度就会自然而然地加快，因为这样才能保证角动量不变。这一定律在地球自转速度的产生中有非常重要的作用。
原始星云原本就带有角动量，在形成太阳系之后，它的角动量仍然不会损失，但已经进行了重新分布，各个星体在漫长的演变过程中都从原始星云中得到了各自的角动量。由于角动量守恒，行星在收缩的过程中转速也将越来越快。地球也是这样，它获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转、地月系统的相互绕转以及地球的自转中。
我们很容易产生错觉，常常以为地球的运动是匀速运动，否则每一日的长短也会改变。物理学家牛顿就这样认为，他把宇宙天体的运动看成是上好发条的钟，认为它们的运行准确无误。实际上，地球的运动也是在不断变化的，而且非常不稳定。有人研究“古生物钟”时发现，地球的自转速度逐年变慢。距今4.4亿年前的晚奥陶纪，地球公转一个周期需要412天；而到了4.2亿年前的中志留纪，每年只有400天；到了3.7亿年前的中泥盆纪，一年为398天；到了一亿年前的晚石炭纪，每年大约是385天；到了6500万年前的白垩纪，每年是376天；而现在一年是365.25天。天体物理学的计算证明了地球的自转正在变慢。科学家认为，产生这种现象的原因，是由于月球对地球潮汐作用的结果。
由于人类发明了石英钟，便可以更准确地测量和记录时间。通过一系列观测和研究发现，在一年内，地球自转存在着时快时慢的周期性变化：春季自转比较缓慢，秋季则加快。科学家认为，这种周期性变化的原因，与地球上大气和冰的季节性变化有关。另外，地球内部物质的运动，如重元素下沉、轻元素上浮等，都会影响到地球的自转速度。
除此之外，地球公转也不是匀速运动。地球公转的轨道是椭圆形的，最远点与最近点相差大约500万千米的距离。当地球由远日点向近日点运动，离太阳近的时候，受太阳引力的作用就会加强，速度也就变快。由近日点到远日点时则相反，地球的运行速度会减慢。
另外，地球自转轴与公转轨道并不是垂直的，地轴也并不是稳定的，而是像陀螺一样在地球轨道面上作圆锥状旋转。地轴的两端也不是始终指向天空中的某一个方向，而是围绕着一点不规则地画圆。地轴指向的不规则，是地球运动所造成的。
宇宙机构示意图
宇宙内有很多星系，地球仅仅是绕太阳旋转的一颗细小的行星，而太阳也只是银河系无数恒星中的一颗。
由此可知，地球的公转和自转包括了许多复杂的因素，并不只是简单的线速或角速运动。地球就像体衰的病人，一边时快时慢地围绕太阳运动，一边又颤颤巍巍地自转着。
地球还同太阳系一起围绕银河系运动，并随着银河系在宇宙中飞驰。地球在宇宙中运动不息，这种奔波可能在它形成时便开始了。
地球仍然在运动着，它的加速、减速与太阳、月亮以及太阳系其他行星的引力有关。那么，地球最初是怎么运动起来的呢？以后又将如何运动下去的呢？它的自转速度会一直慢下来吗？
也许有人会问，地球运动是否需要能量呢？能量又从何而来？假如地球运动不需要消耗能量的话，那么它是“永动机”吗？地球最初是如何开始运动的呢？是否存在所谓的第一推动力呢？这些问题现在都还没有答案。
第一推动力到现在为止只是一种推断。牛顿在发现了三大运动定律和万有引力定律之后，曾用他后半生的全部精力来研究和探索第一推动力。后来他得出了这样的结论：上帝设计并塑造了这完美的宇宙运动机制，且给予了第一次动力，使它们运动起来。这显然与现代科学格格不入。而对于第一推动力的科学解释，还有待于人们进一步的探索发现。