书城科普读物科技发明解秘(上)
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第8章 流星雨

什么叫流星雨?流星雨,是指许许多多的流星一块儿从空中落入大气层,就和下雨一样,景象非常壮观。但这种宏伟的场面只有几十年甚至几百年才遇见一次。有关流星雨的记载,要数中国最早。据考古学家初步统计,中国古代有关流星雨的文字记录约有180多次。其中天琴座流星雨的记录大概有9次;英仙座的流星雨大概有12次;狮子座的流星雨大约有7次。这些记录,对现代的科学家研究流星群轨道的演变有十分重要的作用。

世界上公认的最早对流星雨的记载,见于中国古代的《竹书纪年》一书。书中写道:“夏帝癸十五年,夜中星陨如雨。”最详细的记录见于《左传》:“鲁庄公七年(前687)夏四月辛卯夜,恒星不见,夜中星陨如雨。”这个记录是世界上最早对天琴座流星雨的记录。流星雨的出现,场面十分宏伟,相当动人。中国古代人们的记录也都很精彩。如南北朝时期的《宋书·天文志)中记载道:“大明五年……三月,月掩轩辕……有流星数千万,或长或短,或大或小,并西行,至晓而止。”这个记录是中国古代的人在公元461年对天琴座流星雨的一次如实记载。中国古代的劳动人民对英仙座流星雨的场面,也作了非常详细的记录,令人难以忘怀。唐朝时期的《新唐书·天文志》中这样记载道:唐玄宗“开元二年(714)五月乙卯晦,有星西北流,或如瓮,或如斗,贯北极,小者不可胜数,天星尽摇,至曙乃止。”

此外,中国古代还对流星体坠落到地面变成陨石或者陨铁的现象有所研究。这一现象,中国也有详细记录。《史记·天官书》中就有“星陨落地,则石也”的解释。在北宋时期的《梦溪笔谈》中,沈括还对陨石的成分有研究。书中写道:“治平元年(1064),常州日禺时,天有大声如雷,乃一大星,几如月,见于东南。少时而又震一声,移著西南。又一震而坠在宜兴县民许氏园中,远近皆见,火光赫然照天……视地中只有一窍如杯大,极深。下视之,星在其中,荧荧然,良久渐暗,尚热不可近。又久之,发其窍,深三尺余,乃得一圆石,犹热,其大如拳,一头微锐,色如铁,重亦如之。”这段记录,说明那时沈括就已经注意到陨石的主要成分。而在欧洲,人们直到1803年之后,才知道陨石是流星体坠落到地球上的残留部分。现在,在成都地质学院里,还陈列着一块最古老的陨石,大约是明朝时期坠落到地球上的,直到清康熙五十五年(1716)才挖掘出,重达58.5千克。

中国古代对流星研究的文字记录,为现代的天文学家们提供了一个非常珍贵的资料仓库。

云雾雨

中国早在3000多年前的商代时期,就已有关于天气现象的记载了。

在古籍《黄帝内经·素问》第二卷中,记载了当时人们对水分循环和云雨形成的想法。书中这样写道:“地气上为云,天气下为雨。雨出地气,云出天气。”这段话的意思是说:“云的不断形成,是因为地上的水不断蒸发,在天空中积累起来。而下雨则是因为云下降。雨虽是从天而降,追寻它的根本,却是因为地下水汽上升。云虽是地上的水蒸发形成的,地上的水却又是落雨供应的。”东汉的王充在《论衡·说日篇》中也有相似的解释:“雨从地上不从天下,见雨从上集,则谓天下矣,其实地上也。”这些解释说明了中国人民早在汉朝以前,就已经知道了雨水的不断循环过程。

关于雾的形成,中国古代的劳动人民也作出了非常明确的解释。《尔雅》一书中写道:“地气发,天不应,曰雾。”意思是说:“地面上的水分向天上扩散,但无法充分扩散出去,因而就形成了雾。”此外,宋蔡卞在《毛诗名物解》一书中也说道:“水汽之在天成雾,雾,云之类也。”即是说:“地上的水汽在空中可形成雾,其实,地上的雾和天上的云是同一类的东西。”他的这个解释和现代科学家们的研究结果基本一样。

关于对雨滴的形成,西汉时期的董仲舒在所著《雨雹对》中作出了这样的解释,他写道:“攒聚相和,其体稍重,故雨乘虚而坠。”意思是说,雨滴是由小云滴受风合并变重下降形成的。他还认为“风多则合速,故雨大而疏;风少则合迟,故雨细而密。”意思是说,风大使云滴合并得快,这就使下降的雨滴大而比较疏;风小使云滴合并得慢,这就使下降的雨滴细而比较密。他这种从微观角度说明雨滴的形成过程,基本上和现代的降雨理论相符。

关于雪花的形成,中国自古以来有“气体形成说”、“液体形成说”、“固体形成说”三种说法。古籍《春秋说题辞》中认为雪花是水汽在空中遇冷凝结形成的。但西汉的董仲舒、东汉的许慎和刘熙、宋朝的朱熹、明代的王逵等人,则认为雪花是由于云中的雨滴等液体受冷结成的。而明朝的杨慎则认为雪花是霰或米雪等固体形成的。其实,直到现代,从科学家们对雪花的形成理论来看,仍有这三种截然不同的说法。

关于雷电的形成,在中国古代也有不同的说法。一种是战国时期赵国人许慎到提出的“摩擦形成说”(阴与阳夹持,则磨轧有光而为电);一种是东汉时期王充等提出的“爆炸起电说”。王充在《论衡·雷虚篇》中,用“一斗水灌冶铸之火,气激襞裂,若雷之音矣”来解释雷电的现象,他特别把雷电的季节性出现作了科学解释,认为“雷者,太阳之激气也,何以明之?正月阳动,故正月始雷。五月阳盛,故五月雷迅。秋冬阳衰,故秋冬雷潜。”这段话的意思是说:由于春季太阳的热力逐渐增强,所以有发生雷电的可能。夏季,太阳的热力最盛,所以这时的雷电最厉害。秋冬季节,太阳的热力减弱,所以一般就不会发生雷电现象。