很久以来,人们对这个定义深信不疑:地球是一个小小的暗色物体,悬于宇宙之中。就让我们从这个定义谈起吧。
地球不是“球体”,也不是球形的,而是与圆球体最接近的、两极略平的“椭球体”。怎么找“两极”呢?你拿一根织毛衣的针穿过一个苹果或者橘子的中心,把它竖在自己面前,针穿出的地方便是“两极”啦。地球的两极,一个在深海之渊(北极),另一个在高山之巅(南极)。
也许你物理老师实验室里的一个装置就可以给你展示,一粒微尘自转的时候,两极也自然变扁。问问你的老师就行,省得你亲自跑到子午圈去量了。
众所周知,地球是一个行星。“行星”这个词是从希腊人那里继承来的。希腊人观察到(或者说他们以为自己观察到),有些星星在宇宙中不停地运行,有些星星却纹丝不动。所以,他们把前者称为“行星”或者“流浪星”,把后者称为“恒星”。因为没有望远镜,他们无法跟踪到它们的运行情况。至于“星星”一词,我们无法考证它的词源,不过可能跟梵文的一个词根有关,而这个词根又跟动词“点缀”有关。倘若真的是这样,那星星就是“点缀”整个太空的小火苗,这个描述太美丽、太贴切了。
地球围着太阳转,从太阳那里汲取光和热。鉴于太阳的体积是太阳系内全部行星体积总和的700多倍,太阳表面的温度也高达6000℃左右,所以,地球向邻居借用这么一点舒适,完全不必感到不安,毕竟这么点光和热,对太阳而言完全微不足道。
古人认为地球是宇宙的中心,是一小块平坦干燥的碟状陆地,周围被汪洋大海团团围绕,像小孩子手中断了线的气球似的高悬天际。少数更开明的希腊天文学家和数学家(这是首批敢于违逆教士的教义进行独立思考的人)斩钉截铁地认定该理论有误。经过几个世纪艰难而执着的思考,他们得出这样的结论:地球不是平的,而是圆的。地球并非纹丝不动地悬在空中,确切地说,地球也不是宇宙的中心;相反,它围绕着一个比它的体积大得多的星球——就是那个被唤作太阳的星球在宇宙间漂流,飞行的速度还挺快。
与此同时,这些希腊天文学家和数学家还指出,其余那些以所谓“纹丝不动的星星”作为背景,好像是围绕着我们旋转发光的小星体,其实它们也是行星,是我们的伙伴,也是太阳母亲的孩子,也遵循规范我们日常行为的法则,譬如固定的作息时间,按照既定的轨道运行,万一出现偏差,便会毁于一旦,等等。
在罗马帝国濒临覆灭的200年间,知识分子已经接受了这个假说,视其为无须辩驳、不言自明的真理。然而在5世纪初,教会的势力日益强大,再宣传这样的观点,特别是“地球是圆的”这个观点,那可就性命难保了。可是我们对他们不必苛责,因为基督教最早的皈依者大多出身于鲜有机会接触新学说的阶层。不仅如此,他们还坚信:世界末日即将到来,届时耶稣即将为了他的子民重返受难地,对人的善恶做出末日审判。所有的人都将亲证耶稣在荣光中的回归。从他们的视角出发,这样推理没有错。这样一来(他们对此深信不疑),地球必然是扁的。否则耶稣就得现两次身了,一次去西半球,一次去东半球。这样荒谬绝伦、亵渎神灵的事情自然不会发生。
可是,接下来的千年间,尽管教会坚持传播地平说,古希腊的观点仍没有被完全抛弃,也正是从那个时候开始,大部分基督徒都被迫接受了这个概念:我们所生活的星球是圆的。到了15世纪末,支持这个古希腊理论的证据确凿,再不容辩驳了。地圆说是基于以下观察得出的结论:
第一,我们靠近一座高山和一艘大船时,最先注意到的是山顶和桅杆的头,靠得更近的时候,才能观察到其余部分。
第二,不论我们身在何处,周围的风景似乎都是圆形的。因此,我们的眼睛看大海也好,看一块陆地也罢,都是平行移动的。我们乘热气球脱离地面升空或者站在塔尖上的时候,圆形就扩大了。假如地球是鸡蛋形的,我们会发现我们在一个大椭圆的中心;假如地球是正方形或者三角形的,地平线也应该是正方形或三角形的。
第三,发生月偏食的时候,映在月亮上的地球的影子是圆形的,而只有圆形的物体才能映出圆形的影子。
只有圆形的物体才能映出圆形的影子
第四,其他行星和恒星都是球体,作为几十亿颗星球的一员,我们怎么会例外?
第五,当年麦哲伦 的船队向西航行了很久,最终还是回到了出发地;相反,库克船长向东航行了很久,探险的幸存者最后也回到了他们启航的那个港口。
第六,我们朝北极走的时候,那些熟悉的星座(古代黄道十二宫星座)就会渐渐地沉入地平线以下直至消失;而我们回到赤道时,这些星座就会再次升起,逐渐升高。
月食
但愿我提出的不容置疑的事实已经足以证明我们所居住的行星只能是圆的。若是这些证据还不能让你满意的话,就去找一个德高望重的物理教授吧。他会拿起一块石头,给你演示重力原理,那石头总会从高塔上坠落下来,而这不容置疑地证明了地球只能是球体。倘若你的数学知识和物理知识比我多,而他讲解的语言既浅显易懂,语速又不太快的话,你就会恍然大悟了。
我在这里可以罗列出大量科学数据,对你却毫无用处。一般人的头脑(包括本书作者的头脑)都不适合跟着做这种运算,也不舒服。以光为例,光的运行速度是18.6万英里/秒,你弹指一挥间,光已经绕行地球7圈了。离我们最近的恒星(你想知道它的确切位置吗?它是半人马座阿尔法星,也叫“比邻星”)的光以18.6万英里/秒的速度运动,我们要在4年零3个月以后才能看到。太阳光照到我们身上需要8分钟,照到木星需要43分钟,而在航海中起重要作用的北极星,它要向地球发射一束光,需要提前400多年行动才行。
我们的地球在宇宙中的运行速度比最快的炮弹速度还要快
可我们对火车还是都很熟悉的,就让我们试着用它来解释一下吧:
一列普通客车,昼夜不停地行驶,要260天才能到月球。倘若这列火车今天 启程,那么在2232年才能到达太阳,要8300年才能抵达海王星的边缘。可是与赴最近的恒星的旅程比起来,这不过是小孩子过家家的把戏,因为那可要走上7500万年呢;而要走到北极星,那可是要7亿年才够。7亿年哪,多么漫长的时间。我们假定人类的平均寿命是70岁(这可是个相当夸张的估算)的话,这列火车到达终点站的时候,人类生生不息,已有千万代之多。
所以,我们所谈论的宇宙其实是:“人类肉眼观察到的,或者借助今天肉眼的替代物——敏感的感光胶片所观察到的宇宙的沧海一粟而已。”至于我们看不见的沧海,唉,我们一无所知。更糟糕的是,我们连想都不敢想。
在这几百万个恒星和非恒星中,只有两个对我们的生存有非常直接且显著的影响,那就是我们的两个近邻——太阳和月亮。每隔24小时,太阳都向我们地球的半个球体提供光和热,并引发独特的水文现象,它被称为“潮汐”。月亮离我们近得多,它对海洋的影响也更显著。
月亮确实离我们很近。尽管它比太阳要小得多(倘若我们把熟悉的直径为3英尺的特大号地球仪看作太阳,那么地球就像一粒青豆,而月亮就只是一个针尖了),但月亮对地球表面的“引力”要比太阳大得多。
潮汐
倘若地球完全是由固体物质组成的,月亮的引力就很难看出来了。然而,地球表面的3/4都被水覆盖,而水会随着围绕地球运转的月亮潮起潮落,如同一块磁铁从桌上掠过,纸上的铁屑也随之移动一样。
那几个小点就是我们所知的全部宇宙
大气的层次
在月亮引力的作用下,一条几百英里宽的水带日夜奔腾不息。它进入海湾、港湾或者河口时就会收缩起来,形成涌潮,高20英尺、30英尺乃至40英尺不等,此时在这样的水域航行非常困难。
当太阳和月亮恰巧跟地球成一线时,引力自然比只有月亮时大得多,就会出现所谓的“大潮”,而“大潮”在世界好多地方不亚于一场小的洪灾。
地球被一层氮气和氧气所包裹,我们称其为“大气层”或者“空气”,大约有300英里厚。大气层与地球一起运转,保护着地球,就像橘皮保护着橘肉。
大气层就像许多条毯子一样给我们保暖
大气层、陆地和海洋的表层是一个实验室,能够制造各种各样的天气——风、雨、雪、干旱。因为这些天气每时每刻都在影响我们的幸福和生活,所以我们在此要详尽地讨论一番。
决定气候类型(可是,唉,很少天遂人愿)的三个要素,分别是土壤的温度、盛行风以及空气的湿度。“气候”一词的原意是“地球的坡度”,但今天,它特指某个特定地区的气象状况,而不是指它确切的地理位置。
我们现今所说的一个国家的“气候”,是指那里一年四季中占主导地位的平均天气状况。
首先,让我来说说神秘的风吧。风在人类文明中一直扮演着重要角色。没有热带海洋盛行的“信风”,美洲大陆的发现就要推迟到蒸汽轮船时代。没有丰富的水汽,加利福尼亚和地中海诸国就绝对不可能有今天的繁荣,就不会把东部和西部的邻国甩到后面。更不用说那些随风飞扬的飞沙走石,它们如同一张偌大的无形砂纸,几百万年过后,能把地球上最雄伟的山峰磨为平地。
我们当然知道,要在屋里制造热气,最简单的方法就是生个火炉。而太阳就是火炉,一个个行星就是需要加热的屋子。地球上最热的地方就是离“火炉”最近的赤道沿线,最冷的地方就是离“火炉”最远的南北极。
“火炉”使得空气产生剧烈振荡,从而形成了一种环形流动。热空气升到“天花板”以后,就离热源越来越远了,也就逐渐冷却下来。冷却的气流没有了原来的轻灵,又坠回地面。一坠落下来,又靠近了“火炉”,就又变暖变轻,又开始上升了。这样循环往复,直到“火炉”熄灭为止。可是“屋”里的墙壁在“火炉”燃烧时,已经吸收了不少热量,能够为“屋”内保温,而保温时间的长短取决于“墙体”的材质。
我们赖以生存的大地就好比这“墙壁”。同雨水浸泡的沼泽地相比,沙石吸热、散热都要快得多。所以,沙漠在日落后没多久,就会寒气逼人,而夜深时分的森林,却仍然温暖舒适。
水是名副其实的蓄热池。所以,近海和沿海地区的气温变化要比内陆国家平稳得多。
太阳作为我们的“火炉”,夏天比冬天烧得热得多,时间也长得多,因此,夏季比冬季热。
我们的太空“火炉”的工作更为复杂,因为它还必须让周围的大气层保持恒温,而它又无法直接做到这一点,只能让地球来代劳。
太阳给地球供暖
阳光照到我们地球时,需要穿过大气层,可是阳光穿越得太快太轻易,所以对地球这块忠实保护毯的温度几乎没有影响。接着,阳光照到地球上,地球储存热能,还慢慢地把一部分热能释放到大气层中。这个事实或许可以说明山顶那么冷的原因。我们所处的地方越高,能感受到的地表热量就越少。倘若太阳直接给大气层加热,大气层再给地球加热,那样情况就会完全相反,山顶也就不会白雪皑皑了。
雨
地球上有些地区的气压比海平面平均气压高得多,而有些地区的气压却比海平面平均气压低得多。这两种地区分别被我们称为高压区和低压区。风从高压区吹向低压区,而倘若高压区的气压太高,而低压区的气压又太低,就会形成劲风,出现暴风雨、热带风暴或者飓风。
说到底,暴风雨不过是在局部地区发生的现象
风不仅使我们的居所——地球的通风良好,还对雨的分布发挥着非常重要的作用。假如没有天上的雨水,动植物就不可能正常生长。
雨,不过是海洋、内陆湖以及内陆的雪原蒸发出来的水,在空中形成水蒸气,被空气带走。由于热空气比冷空气携带的水蒸气多,所以,空气变冷之前可以轻而易举地携带水蒸气。而后,一部分水蒸气凝结落地,形成了雨、雪或者冰雹。
地球表面就像一个多孔的海绵
所以,一个地区的降雨,几乎完全取决于风。
关于风和雨的话题,我们就泛泛地谈到这里。等下面谈到各国的情况时,再细细地说。
现在,我们简单介绍一下地球本身,以及我们脚下这层薄而硬的岩石地壳。
我们能上多高的天,又能入多深的地呢?我们要实事求是。
也许我的比喻不讨喜,可我还是把火山比喻成地球身上的脓包,疼归疼,烂归烂,但只是一个局部问题,绝不会深入病人身体的内部。
地球上原来拥有活火山约400座,可是其中一些活火山已经退休,混同于普通的大山了。现在幸存的活火山约320座。这些火山大多坐落于海岸附近。
那么,地表本身又是什么?现代科学把岩石都视为生命体,也认为它们在不断地变化。在风吹雨打,降雪和冰川的作用下,高山以每1000年3英寸的速度萎缩下去。倘若这些侵蚀没有被反作用力抵消的话,那么,我们的高山早已消失,而要把喜马拉雅山化作广袤的一马平川,大约1亿1600万年也就够了。可见,不仅存在反作用力,而且这种力还不少哩!
所以,大自然慢条斯理地创造着一个又一个奇迹。她坚持在她所做的一切中保持着适度的平衡。她要让某片水域干涸的话(美国的盐湖正在迅速干涸,瑞士的康斯坦茨湖也会在10万年后消失),就会在另一个地方新辟一片水域;倘若她让某段山脉消失的话(6000万年以后,欧洲中部的阿尔卑斯山会像美洲的大平原一样平坦),就会在地球的另一个角落慢条斯理地改变地壳的形状,使其隆起,成为一座新的山脉。尽管通常说来,这个过程过于缓慢,使得我们无法观察到变化的具体情形,但这一切都是事实。
为什么你不亲手模拟一下地震呢?
可是我要遗憾地说,地球表面的大部分——我们称之为海洋的那部分,还不在我们的控制之下。地球表面近3/4的地方都不能住人,因为被深浅不一的水所覆盖,其浅处(海岸附近)仅有几英尺,深处(菲律宾以东著名的“深海沟”)则深达约3.5万英尺。
这些海域大体可以分为三个主要部分。其中最为重要的是太平洋,面积约为6400万平方英里。大西洋的面积约为3150万平方英里。印度洋的面积为2900万平方英里。还有2000万平方英里的内陆海,以及1000万平方英里的河流和湖泊。无论过去、现在和将来,所有这些被水淹没的地域均非人类的居所,除非我们像几百万年前的祖先那样长出鳃来,而我们现在还带着这个与生俱来的印记哩。
所有山脉的隆起和销蚀
美洲的冰川
欧洲的冰川
浩瀚的海洋给人的第一印象是沃土的巨大浪费,也许还会令人萌生遗憾,觉得我们的地球天生就这么潮湿。原因就是我们要从5751万平方英里的“陆地”中减去下列“土地”:500万平方英里的沙漠;1900万平方英里类似西伯利亚的、几乎没有多少利用价值的荒原;还有几百万平方英里无人居住的土地,它们有的海拔太高(如喜马拉雅山和阿尔卑斯山),有的太冷(比如北极和南极附近地区),有的太湿(如南美的沼泽地),有的森林过密(如中非的丛林地带)。每当想起这些,我们就会生出这样的感慨:我们要是再有几平方英里土地,一定要充分利用。
假如把最高的山峰沉入最深的海洋
几百万年前的大陆貌似与今天迥然不同
然而,倘若没有我们称之为“海洋”的巨型蓄热库,我们的生存就是个很值得怀疑的问题了。目前,地球上的陆地和海洋的比例是1∶4,很理想。只要这个比例能够保持下去,目前的气候也就能够长久维持下去,我们大家都会生存得好。
从实用的角度看,气流或者说风,影响着海洋,因而是直接影响我们生活的首要因素。
这种洋流图(其实很多洋流像河流)给你标出了洋流的位置。
说到洋流,我们首先就会说到墨西哥湾流。这条神奇的洋流有50英里宽,2000英尺深,一直为欧洲的北部输送着赤道地区的热量,成就了英国、爱尔兰以及所有的北海沿岸国家的丰饶,也不知有多少个世纪啦。
墨西哥湾流颇具传奇色彩。它起初是著名的北大西洋涡流,那时它只是一股漂流,而不是一股洋流,就像大西洋中部一个旋转不停的巨大漩涡。漩涡里面有片半凝滞的水域,水域里挟裹着成千上万条小鱼和浮游生物,所以它被称为马尾藻海或“海草海”,在早期的航海史上有着举足轻重的作用。中世纪的水手坚信,航船一旦被信风(北半球的东风)吹进马尾藻海,就会迷失方向,你的船会被绵延几英里的柔韧海藻缠住,船上的人都会在饥渴中慢慢地死去,只留下阴森恐怖的船骸,在万里无云的天空下沉浮到永远,如同一块无言的警告牌,警告那些想亵渎神灵的人。
然而,哥伦布 最终平安地穿越了这片沉闷乏味的海域,证实了这个柔韧海藻绵延几英里的传说不过是夸大其词罢了。而时至今日,“马尾藻海”这个名字对许多人来说依然神秘莫测、阴森可怕。它听起来仿佛有中世纪的感觉,仿佛是但丁 笔下的地狱。其实,它并不比中央公园的天鹅池更令人激动。
这一章只是一个背景——有关气象学、海洋学和天文学的概况背景,在这个背景下,我们剧中的角色很快就要登台献艺了。
让我们把幕布暂时落下。
幕布再度拉开之时,就是新的一幕开演之日。
下一幕将上演人类在千山万水、沙漠孤烟间寻找道路的过程。我们必须去征服它们,这样我们才能真正地把地球称为“我们的家园”。
幕布再次拉开。
第二幕:地图和航海术。