阿西莫夫最新科学指南·太阳系

　　　　　　　　[美]I. 阿西莫夫　著　　朱　岚　译

月球

　　当1543年哥白尼把太阳放在太阳系的中心以后，地球的忠实
跟随者仅剩下月球了。过去长久以来，地球一直被认为是太阳系
的中心。
　　月球每27.32天绕地球一周（相对于恒星而言）。它也以同样
的时间绕自己的轴自转一周。由于公转和自转周期相同，导致它
永远以同一面对着地球。这个公转和自转周期的相等并不是一个
巧合，而是地球对月球有潮汐作用的结果，这一点我将在下面解
释。
　　月球相对于恒星的公转我们称为恒星月。然而当月球绕地球
公转时，地球也绕着太阳公转。这样当月球绕地球一周时，由于
地球的运动带着月亮一起运动，所以太阳在天空的位置也略有移
动。月球必须再公转两天半的时间才能赶上太阳，回到和以前相
同的相对与太阳的位置。月球相对于太阳绕地球公转称为朔望月，
朔望月是29.35天。
　　对人类而言，朔望月远比恒星月重要得多，因为在月球绕地
球公转的过程中，日光照射到我们所看见的月面上的入射角会经
历稳定的变化，而这个角度决定乎月球相对于太阳的公转。月球
要经历接连发生的月相。在一个月的开头，月亮正好位于太阳的
东边，只有日落以后才能看到一弯细细的娥眉月。

　　　
　　　图：月相

　　夜复一夜，月球行离太阳愈来愈远，娥眉月也愈来愈粗，终
于，月球明亮的部分变成了半个圆，之后，它超过了半圆。当月
球运行到正好与太阳相对的天空位置时，　太阳光便通过地球的
“肩膀”（打个比方）照亮我们可以看到的整个月面：这个明亮
的圆月面称为满月（望）。
　　之后，黑影从娥眉月出现的地方侵入月球。夜复一夜，月球
明亮的部分逐渐减少，直到再次成为半圆；但明亮部分和上次的
半圆相反。最后，我们只能在破晓时看到一弯娥眉月出现在太阳
的西边，但弯钩的方向却和月初的娥眉月相反，然后月球通过太
阳；再度在夕阳之后以娥眉月出现，整个变化又重新开始。
　　月相变化的整个周期持续29.5天，正好是朔望月的时间， 构
成了人类最早历法的基础。
　　人类当初以为月球随着月相的变化，真的是在盈、亏、生、
死。甚至有人认为，每次在日落后出现于西方天空的娥眉月确确
实实是一个新的月球，直到今天人们仍称之为新月。

　　　
　　　图：新月

　　然而，古希腊的天文学家认识到，月球一定是一个球；由于只
能反射太阳光而发光，所以才会有月相变化；而月球在天空中相对
于太阳的位置变化恰恰正是发生月相的原因。这是一个十分重要的
事实。希腊哲学家，特别是亚里士多德，企图证明地球的性质和其
他天体共有的性质全然不同，以此把地球和其他天体区分开来。于
是，他们提出，地球是黑暗的并且不发光，而所有其他的天体都发
光。亚里士多德认为，天体是由一种他称为以太（源自希腊语“发
光”）的物质构成的，这种物质与构成地球的物质根本不同。然而
月球的月相周期表明，月球和地球一样自身不发光，只是因为反射
太阳光才发亮。所以，月球至少在这一点上和地球是相同的。
　　此外，有时太阳和月球正巧位于地球的两边，太阳光被地球挡
住而无法到达月球，于是月球便通过地球的阴影而发生月食；月食
总是发生在满月的时候。
　　在远古时代，人们认为，月食是月球被某种邪恶势力所吞噬，
会永远完全消失。这曾经被看成是一种可怕的现象；而科学的一项
早期成果，就是能够预报月食，并证明这是一种很容易解释明白的
自然现象，（有人认为，英国索尔兹伯里平原上的史前巨石阵就是
远古石器时代的天文台，可以根据太阳和月亮相对于这一结构中规
则排列的石柱的位置变化，来预报月食的来临。）
　　事实上，当月球是娥眉月时，有时可以看到以微红的光勾画出
来的月球其余部分的暗淡轮廓，伽利略认为，地球和月球一样，一
定也反射太阳光而发亮，而月球上没被太阳照到的部分会被地球光
朦胧地照亮。只有当能够被看到的受太阳照射的部分非常小，小到
它的光不至于淹没掉暗淡得多的地光时，才能看到这种情景。所以，
不仅月球像地球一样不发光，地球也像月球一样反射太阳光，并和
月球一样出现位相变化（如果从月球上来看的话）。
　　地球和其他天体之间另一个想象的根本差异是：地球是有瑕疵
的、不完美的、不断变化的，而其他天体则是完美无缺的、永恒不
变的。
　　天上的星球中；只有太阳和月球在人的肉眼看来不是光点。在
这两者之中，太阳看上去是一个完美的光圆，而月球——即使不考
虑它的月相变化——是不完美的。在满月的时候，月亮看来似乎是
一个非常完美的光盘，然而很明显它并不完美。在它柔和的光面上
有许多污迹，它们损害了完美的观念。远古的人类把这些污迹当作
绘画的题材，每种文化所画出来的图画都不一样。人类的自负使得
人们把这些污迹看成是一幅人的图画，至今我们仍然说到“月球上
的人”。
　　1609年，伽利略首次用望远镜观察天空，当他将镜头指向月球
时，看到了高山、环形山和平原，最终证明月球并不是一个完美的
天体，它与地球十分不同，但却是一个和地球类似的世界。

　　　
　　　图：月球

　　但是，这项认识本身并没有完全推翻古老的想法。希腊人注意
到，在通常情况下，天空中有几个天体稳定地改变着相对于恒星的
位置，其中月球改变得最快。他们认为，这是因为月球距离地球比
其他天体近的缘故（这一点希腊人是对的），有人可能会争辩说，
因为月球靠近地球，所以多少会受到地球不完美的污染，月球受了
近邻之害。直到伽利略发现太阳黑子后，完美天体的想法才真正被
打碎。


测量月球

　　如果月球是最接近地球的天体，它有多近呢？在企图确定这个
距离的古希腊天文学家中，喜帕恰斯基本上得出了正确的答案。现
在知道月球离地球的平均距离是384 401.377公里，大约是地球周长
的9.6倍。
　　如果月球的轨道是圆的，那么它和地球之间会总是这个距离。
然而月球的轨道有点椭圆，而且地球并不在椭圆的中心，而是在中
心以外的一个焦点上，所以月球在近乎一半的轨道上略接近地球，
而在另一半轨道上则略远离地球。最接近地球的地方称为近地点，
距离地球356 400公里；离地球最远的地方称为远地点，距离为406 
600公里。
　　如同希腊人猜测的那样，月球是所有天体中最接近地球的天体。
即使我们不管恒星而只考虑太阳系，那么相对来说月球也是在我们
的后院。
　　月球的直径从它的距离和视大小来判断，大约是3480公里，地
球的直径是它的3.65倍，太阳的直径则是它的412倍，碰巧太阳到地
球的距离大约是月球到地球平均距离的390倍， 所以距离和直径的
差异几乎抵消，使这两个实际大小相差很大的大体在天空中看起来
却差不多大。由于这个缘故，当月球运行到太阳正前方时，这个小
而近的天体几乎可以完全遮掩住大而远的太阳，使日全食成为壮丽
的奇观。这是一个惊人的巧合，它对我们有益。