第3版()
专栏：
日心地动说在中国
席泽宗 严敦杰 薄树人
毛主席指出：“正确的东西总是在同错误的东西作斗争的过程中发展起来的。真的、善的、美的东西总是在同假的、恶的、丑的东西相比较而存在，相斗争而发展的。”“哥白尼关于太阳系的学说，达尔文的进化论，都曾经被看作是错误的东西，都曾经经历艰苦的斗争。”从一五四三年《天体运行论》出版，到一八四六年海王星发现，三百多年间，在欧洲，哥白尼学说冲破重重的阻挠，终于取得了胜利。哥白尼学说在中国也经历了这样一个过程。
中国在哥白尼以前关于地动的思想
是天动，还是地动？是太阳围绕着地球转，还是地球围绕着太阳转？这是托勒密学说同哥白尼学说斗争的焦点。这场斗争有长远的历史。哥白尼在他的《天体运行论》中就曾经列举出希腊时代他的好几个先行者的名字。事实上，不只是在希腊，在其他民族中也有一些类似的材料。在中国，约和希腊的阿里斯达克（公元前三世纪）同一时间，成书于战国末期的《庄子·天运篇》中也说：“天其运乎？地其处乎？日月其争于所乎？孰主张是？孰维纲是？孰居无事推而行是？意者其有机缄而不得已邪？意者其运转而不能自止邪？”它不仅对天动地静的说法提出了怀疑，而且猜测运动的原因不一定是上帝的推动，而可能是本身有一种因素在起作用，并且运动是不会自己停止的。
在封建社会前期的秦汉时代，地动说的材料更多，比较明显的有：
（一）《仓颉篇》：“地日行一度。”中国古时分圆周为三百六十五又四分之一度，而秦朝和西汉初期所用的历法，其回归年的长度为三百六十五又四分之一日。因此，地日行一度，也就是一年转一圈。
（二）《春秋纬·元命苞》：“天左旋，地右转。”人眼所看到的天穹每天不停地从东向西转动，在一个面向北极的观察者看来，就是从右向左转，因此，古人称为“左”旋。《元命苞》的话可以有两种解释。一种解释是，这种天左旋的现象是由于地球的从西向东转动，即“右”转所引起的；另一种解释是，在“天”每日“左旋”的同时，“地”每日也在“右转”。无论如何，《元命苞》认为地有右转的运动，这即相当于今天所说的地球的自转。
（三）《尚书纬·考灵曜》：“地有四游，冬至地上北而西三万里，夏至地下南而东三万里，春、秋二分其中矣。地恒动不止，而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。”这段话是想用地球的运动来解释太阳每天在正南方时高度的周年变化。这里使我们感兴趣的是，《考灵曜》同哥白尼十分相似，也采用了船的运动来打譬喻。
公元二世纪时，有名的经学家郑玄曾给《考灵曜》作过注，这本书在唐代以前曾广为流传。晋代的博物学家张华（二三二至三○○年）在他的《博物志》中也引用了《考灵曜》中的这段材料，还做诗加以发挥，说一年四季的寒来暑往，是由于“天回地游”。
差不多和张华的《博物志》同时成书的《列子·天瑞篇》和《尸子》等书中，也都有一些类似的地动思想。特别是在《天瑞篇》中还出现了一种无限宇宙的早期概念，认为天体是游动在无限空间中的气体球，在没有日、月、星的部分，也仍有气体存在，不过不会发光而已。
到了宋代，唯物主义哲学家张载（一○二○至一○七七年）在他的著作中，把地动的思想发挥得更为明确了。他在《正蒙·参两篇》中说地球有两种运动。一种是上下运动，这还是继承了《考灵曜》中的说法，想用“地有四游”来说明一年当中昼夜长短的变化。另一种是想用地球的自转，来说明天穹的周日旋转。他说：“恒星所以为昼夜者，直以地气乘机右（原文为“左”，不可解，应为“右”之误）旋于中。”在这里，我们应该注意到这个“机”字，即张载不但认为地球在动，而且认为地动是物质的一种内在属性。他说：“凡圆转之物，动必有机，既谓之机，则动非自外也。”
总之，中国古代虽然没有明确的把太阳放在中心位置上的学说，但是关于地动的观点几乎和地静的观点有同样长的历史，它们始终在互相斗争着。一直到十六世纪耶稣会士来到中国的前后，这个争论还在继续。甚至早期来华的耶稣会士也有人参加了攻击地动说的行列。
同在其他国家中一样，由于生产水平和科学实践水平的限制，中国古代关于地动的思想只能是原始的、零散的。科学的日心地动说，只有当生产和商业发展、地理发现和天文观测发展到了新的阶段，当社会上有了新的阶级力量登上政治舞台的时候，才能得到充分的论证。恩格斯在《自然辩证法·导言》中指出，文艺复兴时期最重要的特色之一就是产生了“现代自然科学”，“它唯一地达到了科学的、系统的和全面的发展”。哥白尼的《天体运行论》正是现代自然科学的起点。哥白尼以大量的观测事实为基础（包括前人的观测和他自己几十年的亲自观测），而且不以这些感性材料为满足，又经过长期的分析、研究，才把日心地动说改造成为一个系统的科学理论，从而给唯心主义世界观以沉重打击，使自然科学开始从神学中解放出来。
哥白尼学说在中国的胜利
中国人知道哥白尼的名字，是在十七世纪三十年代。一六二九至一六三四年间由徐光启、李之藻主持编译的《崇祯历书》，是一部庞大的欧洲天文知识丛书，其中大量地引用了《天体运行论》中的材料，基本上全文译出了八章，在哥白尼发表的二十七项观测记录中译用了十七项。但是，由于具体担任编辑这一部分内容的传教士受到其阶级地位的限制以及罗马教皇禁令的制约，哥白尼的日心体系没有被介绍出来。
一六八七年，牛顿发表万有引力定律以后，在欧洲，日心地动说得到了广泛的传播。十八世纪初，英国出现了表现哥白尼太阳系的仪器。后来，有两个这样的仪器到了中国。在一七五九年成书的《皇朝礼器图式》中著录了它们，一个叫“浑天合七政仪”，一个叫“七政仪”。后者还配有钟表机械，可以自动表演地球和行星绕太阳的运动。这两个仪器现今仍保存在北京故宫博物院里。
一七六○年，法国人蒋友仁向乾隆皇帝献了一幅世界地图，名叫《坤舆全图》，高一点八四米，长三点六六米。在图的周围布置了说明文字和解说文字的精美插图。这些文字的内容绝大部分属于天文学，插图则完全是天文图。其中明确宣布哥白尼学说是唯一正确的，正确地介绍了刻卜勒三定律，还介绍了一些欧洲天文学的最新成果，如地球为椭圆形，等等。
蒋友仁的《坤舆全图》献给乾隆以后，被锁在深宫密室之中，并未同广大群众见面。两个表演日心地动说的仪器，也是同样的命运。又过了三、四十年之后，《坤舆全图》才由当时参加过润色说明文字的中国学者钱大昕定名为《地球图说》加以出版。钱大昕还叫他的学生李锐补绘了两幅地图和十九幅天文图，附刊在《地球图说》之后。
钱大昕刊印《地球图说》本是件好事，但他请了一个封建官僚阮元来做序。阮元本人对日心地动说是反对的，他认为那简直是“上下易位，动静倒置，离经叛道，不可为训”。他在《地球图说·序》里虽然没有用这样尖刻的字眼来反对，却抓住了地球的“球”字大谈“地为球形，居天之中”的谬论，制造了不少混乱，最后劝读者对于哥白尼学说“不必喜其新而宗之”，其作用是很坏的。另外，钱大昕本人对于日心地动说也持有一种实用主义的态度。因此，《地球图说》的出版并没有起到应有的效果。
阮元、钱大昕等人都是乾嘉学派的重要人物，当时乾嘉学派在中国学术界占居统治地位。对于他们的错误言论，在相当长的时期内无人敢反驳。
又过了五十多年，由于帝国主义的侵略，中国已成为半殖民地半封建的社会。为了救中国，这时出现了一股向西方国家学习的潮流，于是才有人站出来对阮元等人反对哥白尼学说的谬论进行批判。一八五九年，李善兰等人翻译出版了英国著名天文学家约翰·赫歇耳（一七九二至一八七一年）的一部通俗名著《谈天》（原名《天文学纲要》）。李善兰在为《谈天》所写的序言中，认为阮元等人都是没有精心考察，而是附会儒家经典，乱发议论，无聊得很。他认为，研究天文学的人必须注意“苟求其故”这四个字，也就是说对任何现象都要问一个“为什么”，哥白尼、刻卜勒、牛顿都是善求其故的，因而做出了他们各自的发现。李善兰还以力学原理和大量事实（如恒星的光行差和视差，煤坑的坠石实验等）证明地动和椭圆理论是确定无疑的。最后，他直截了当地宣布：“余与伟烈君所译《谈天》一书，皆主地动及椭圆立说，此二者之故不明，则此书不能读。”
经过李善兰和一八七四年重校、增补《谈天》一书的徐建寅等人的努力，再加上在《谈天》前后一些天文、地理书籍对哥白尼学说的肯定，地球绕太阳运动的真理已是所向披靡，势不可挡。但是，顽固的守旧派还是有的。例如，吕吴调阳于一八七八年著《〈谈天〉正义》，死抱着陈腐不堪的儒家经典不放，要求天文学要“本之大《易》”。但他自己也失去信心了，只好哀叹说：“呜呼！天道之不明，圣教其将绝矣！”
继李善兰之后，另一位学者王韬又对阮元、钱大昕、吕吴调阳等人的错误进行了批判。他于一八八九年做了两项工作。一是写了一篇《西学图说》，用最新的天文成果，说明哥白尼学说的不可动摇；一是翻译了一本《西国天学源流》，从历史发展的角度，批判了阮元的形而上学观点和钱大昕的实用主义。
经过这样长期的激烈斗争之后，哥白尼学说终于在我国取得了胜利。到了一八九七年，有人已经把哥白尼学说编成了四字一句的歌谣。可见，那时哥白尼学说已广为流传了。
在这一胜利的高潮中，华世芳于一八八四年在《近代畴人著述记》中，引用西晋天文学家杜预（二二二至二八四年）的两句话作了恰如其分的概括。他说，哥白尼—刻卜勒体系真是“顺天以求合，而非为合以验天”。“顺天以求合”，就是按照自然界的本来面目来描写自然界，这是唯物论的反映论；“为合以验天”，就是臆想出一些条件硬加于自然界，这是唯心论的先验论。这两句话代表了天文学发展中两种对立的思想。华世芳用它概括哥白尼—刻卜勒体系，这就说明了哥白尼学说的胜利就是唯物论的反映论的胜利。
从地动说开始在中国萌芽，到哥白尼学说取得胜利，所经历过的这段漫长道路，使我们认识到新生事物只有经过艰难曲折，付出极大努力，才能获得发展；但科学要战胜迷信，唯物主义要战胜唯心主义，这却是一条不可抗拒的历史规律。
历史在不断地向前发展。从哥白尼日心地动说到太阳系围绕着银河中心旋转的发现，再到河外星系的发现和关于总星系的探讨，我们今天所观测到的宇宙范围和天文现象要比哥白尼所处的时代广阔得多，丰富得多。特别是最近十年来，关于类星体、脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子的发现，为天体演化、物质结构、生命起源等重大理论问题的研究展示了崭新的前景。
由于帝国主义、封建主义和官僚资本主义的残酷剥削和压迫，我国的科学事业长期处于落后状态。解放以后，在毛主席的无产阶级革命路线指引下，我们在科学技术上取得了许多成绩，但是同世界先进水平相比仍有很大差距。我们要本着“古为今用”和“洋为中用”的精神，善于向世界各国人民学习，敢于走前人没有走过的道路，争取在不久的将来，赶上和超过世界先进水平，为人类做出较大的贡献。
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专栏：
近年气候变化问题的探讨
张家诚 朱明道
一九七二年在世界范围内产生了大范围的“异常气候”。气候异常问题涉及世界基本生活资料的供给，因而影响到世界各国的经济、贸易等。这就不能不引起全世界的重视。
气候总是经常在变化的。例如，上海五至八月的总雨量每年都有变化。它上升不超过三至四年会转为下降，下降不超过三至四年又会转为上升。这样一起一伏相继出现的变动在气候学中称为“波动”或“周期性变化”，波动的长度即称之为周期。气候的变化不限于几年的周期，有更多年代的较长的周期，也有一年或不到一年的较短的周期。
为要看出较长的周期，在气候学中所采用的一个方法就是“滑动平均法”〔注〕。用这样的方法求出上海五至八月雨量的十年滑动平均值，它的曲线反映出有明显的三十五年变化周期。这种情况在沿长江五个站（上海、南京、芜湖、九江、汉口）平均五至八月总雨量的曲线上也出现。北方五个站（天津、北京、保定、石家庄、营口）平均七至八月雨量也具有三十五年左右周期的波动，但情况复杂些，似乎在三十五年周期之上还有个十七至十八年的较小的周期。同时，华北的情况比长江要晚几年。从这几根曲线不难看出：截至一九七二年为止，长江五站雨量最低点已经过去，今后趋势可能是雨量增加；华北五站则还刚到雨量最低点。不过，这只是总的趋势，至于具体哪一年雨量多少，还要看小周期的波动的影响，并作多方面的考虑。
在温度方面也存在着类似的变化。例如，上海的年平均气温在一八九○年以前的十年不到14．9℃，从一八九○至一九二○年略有上升，但数量很小。从一九二○至一九三八年基本上是上升趋势，在一九三○年以后大约稳定在15．6℃上，在最近又略有下降。北京温度变化的情况则与上海不同，即在四十年代和五十年代初期约为11．9℃，在五十年代下降到11．6℃，六十年代初期和中期又上升到12℃，以后又下降，一九六八至一九七二年的平均值只有11℃，但目前趋势又略有回升。
因此在近几十年，我国的雨量和温度的确有一定的变化。但是与我国有史以来较大的变化比较，这种变化是很小的。竺可桢同志的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文（载本报一九七三年六月十九日）中，记有大量有关气候变动的资料。其中谈到北京在十七世纪中叶冬季比现在冷2℃左右，五千至三千年前的黄河下游和长江下游则比现在的平均温度高2℃左右。而目前气候趋势所反映的气候变异，在程度上比历史上的变化还小得多。
有的气象学家认为，今后气候将进入“小冰河期”或“冰河期”。他们表现出了恐惧和忧虑。这是缺乏充分根据的。所谓“小冰河期”和“冰河期”，实际上就是气候变化更长的周期。“冰河期”是指的一万多年到几万年的气候变化周期。据研究，几十万年来，地球上曾发生过四次这样的“冰河期”。在冰河期气候寒冷，冰河从高山一直延伸到平原。在两冰河期之间的相对温暖时期叫做“间冰期”。现在是属于“间冰期”，这个时期已开始一万多年了。
在“冰河期”与“间冰期”气候也不是一成不变的，在它上面还有几十至几百年的变化周期。“间冰期”的相对寒冷阶段即所谓“小冰河期”。在竺可桢同志所分析的五千年气候变化中就已经历过几个这样的时期。即使在这样的时期中，我国农业照样有丰有歉，气候也不是漫无止期地一直恶化下去的。
从世界范围看，二十世纪初期是世界性增暖时期。四十年代开始，世界气候逐渐变冷，最突出的区域是欧洲和北大西洋。一九六六至一九六九年冰岛连续四年寒冬，严寒程度为一九○二年以来所未有。一九六八年四月下旬格陵兰和冰岛竟被海冰连接起来了，使五十多年不曾到达冰岛的北极熊从格陵兰踏冰来到冰岛。有些气象学家估计，如果大西洋海冰扩展到北纬六十度，那末欧洲气候将与阿拉斯加的气候接近，也就将与历史上“小冰河期”的气候相差不多了。但是，即使从变化最大的欧洲和北大西洋说来，也只是发生了近百年来所已经发生过的变化，其异常程度还不足以证明为更巨大的气候变化趋势。
关于发生上述气候变化的原因，目前还没有一致的看法。为了解决这个问题，一方面要整理各种资料，弄清过去变化的来龙去脉，借以分析其规律性；另一方面要研究太阳活动，海洋—大陆—大气关系，大气污染，以及其他方面对气候变化的影响。
历史上曾出现过数次较大幅度的气候变异。即使气候变异带来一定灾害，但人类是能抗御的。一九七二年，我国遭受了大面积的干旱，但由于全国人民执行了毛主席关于“农业学大寨”、“备战、备荒、为人民”的方针，仍然取得了与丰收的一九七○年相等的年景，不少地区、公社和大队甚至在大旱中创造了丰产的纪录。这说明社会主义制度具有巨大的抗灾潜力，人定是可以胜天的。但是，气候异常的问题影响到农业生产的发展，并且与全世界人民的生活有密切关系，我们必须加以研究。在毛主席的革命路线指引下，我们要发展各种探测技术，监视气候变异各种因素的变化，不断探索气候变异的规律性，以取得较大的成绩。
〔注〕滑动平均法就是一连串重迭的平均数。例如，把一九五一至一九五五年的平均值当作一九五三年的值，把一九五二至一九五六年的平均值当作一九五四年的值，如此每移动一年进行一次五年平均，得出一系列的新值，就叫作五年滑动平均值。
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专栏：资料
世界气象异变的概况和趋势
本世纪初期是世界性气候增暖时期，也是世界性的大范围气象失常较少的良好时期。本世纪四十年代开始，世界范围的气候增暖趋势发生了倒转。越到高纬，气温下降趋势就越明显。六十年代、特别是一九六三年以来，北半球极地变冷区偏于北欧，大西洋地区的大气环流配置有利于海冰南限的南移，欧洲出现了“小冰河期”气候的某些征兆。极地高压从冰岛方向向南扩展，迫使冰岛低压及其南方的亚速尔副热带高压相继向南偏移，导致了六十年代以来，北欧地区连年严冬和地中海周围连年暴雨。但是由于极地变冷区的不对称性，在太平洋区域，融冰季结束后的海冰南限并没有扩展，堪察加半岛一九六三年冬季气温比平时高12℃，加拿大一九七○年二月气温比平时高10℃，我国华北和长江下游一九六三年温度也达到六十年代最暖值。
进入七十年代以来，北半球极地变冷区转移到北美，作为大气活动中心的冰岛低压退移到格陵兰，出现了加拿大寒冬（北欧反呈高温区）和美国中低纬连年暴雨。与此同时，南半球极地变冷区也向低纬扩展十个纬度。两极变冷，调整了中低纬度环流配置，出现了中低纬地区一系列反常气候。有的地方严寒，也有的地方暖冬、暖春；有的地方洪水，也有的地方大旱。六十年代和七十年代，东西半球气候变化是反相的。六十年代欧洲所谓将进入“小冰河期”的十年，正是一九六二至一九七一年我国大范围反常气候较少的十年，农业连续十年丰收。
关于今后气候变化的趋势，目前国际上主要有三种观点。（一）变冷说（小冰河期说）：气候将进入“小冰河期”，甚至将进入八千年前在地球上出现过的“冰河期”。其论据是，进入六十年代以后，赤道地区雨量增加，中纬度纬向环流增强，经向交换在减弱着，并且大西洋北部的极冰正在增加。据说，这主要是因为人类活动使细尘和云量增加，从而使到达地面的太阳辐射量减少。（二）变暖说（大气污染说）：随着能量消耗速度加快，高层大气变热，热污染肯定要在某种程度上影响气候。据说，到公元二○○○年，亚洲、美洲和欧洲北部的气候将显著变热。（三）波动说（气候起伏说）：由于五十年代北半球大气温度平均下降只有半度多，目前气候变化只是气候的“短期起伏”。
我国有的气象工作者，根据历史上气候波动多次起伏的事实，以及本世纪世界温度的变化情况，认为：（一）历史上欧洲骤寒，并不都对应中国气候的异变。例如，本世纪六十年代欧洲转寒时期，我国气候却比较稳定。（二）温度升、降区是同时存在的。例如，六十年代欧洲高纬降温的同时，亚洲东岸却是升温；而七十年代美洲降温的同时，欧亚却是升温。因此，目前气候变化仍只是历史上气候波动规律的正常延续。（三）历史时代的气候波动，会受人为因素在不同程度和不同范围上的影响。例如，“温室效应”，即本世纪工业用燃料剧增导致的大气—海洋污染，使气候增暖；“绿洲效应”，即大规模改造自然环境，如扩大灌溉、河流改道等，使气候湿润。但是，从全球能量平衡的观点看来，太阳能量的较长时期的周期性变动，是决定气候起伏的重要因素。至于具体的物理关系，尚有待进一步的探索。（祁相）