41.地圆说
奇迹概览
地圆说是一种关于地球形状的认识论。自从人类开始对地球形状产生兴趣，各种各样的说法就层出不穷，比如：古代中国曾有“天圆地方”说，西亚人则认为大地是飘浮在海洋上的半球体，古希腊人最初将地球想象成一个扁平的圆盘等等。后来，有人提出大地是一个球体，但是这一说法，直到航海家环球航海的成功，才彻底证实了大地是球体的这一事实。
⊙奇迹探秘：
1.地圆说的第一个提出者是谁？是在什么时间提出的？
公元前6世纪，古希腊数学家毕达哥拉斯第一次提出“地球”这一概念。
毕达哥拉斯（前580-前500）古希腊数学家、哲学家，出生在米里都附近的萨摩斯岛（今希腊东部的一个小岛）。他9岁时被父亲送到提尔，在闪族叙利亚学者那里学习，期间，他接触了东方的宗教和文化；以后，他多次随父亲作商务旅行到小亚细亚（今土耳其的亚洲部分）；29岁时，毕达哥拉斯在名师门下开始学习几何学、自然科学和哲学；45岁，他在埃及开始学习象形文字和埃及神话历史和宗教；49岁时，他返回家乡萨摩斯，开始讲学并开办学校，但是没有达到他预期的成效；大概60岁左右，他与母亲移居西西里岛，后来定居在克罗托内，在那里他广收门徒，建立了一个宗教、政治、学术合一的团体，创立了毕达哥拉斯学派，该学派持续繁荣了两个世纪之久。
走近奇迹
几千年来，人类对自己生存的大地一直抱有极大的兴趣。地球的形状是怎样的呢？这是一个既有趣也很重要的问题。古时候的人，由于活动的范围很小，只看到自己生活地区的一小块地方，因此单凭直觉，就产生了种种有关“天圆地方”的说法。例如，我国早在2000多年前的周代，就有“天圆如张盖，地方如棋局（棋盘）”的盖天说。古代埃及人认识，天像一块穹窿形的天花板，地像一个方盒。俄罗斯人则认为，大地像一块盾牌，由三条巨鲸用背驮着，漂游在茫茫的海洋里。印度人也有类似的传说，不过他们认为驮着这块大地的，不是巨鲸，而是站在海龟背上的三头大象，大象动一动，便引起地震。
随着生产技术的发展，人类活动范围的扩大和各种知识的积累，人们逐渐认识到，大地在大范围内不可能是平坦的，而应该是弯曲呈弧形的。因为，在海边看离岸的船，先是船身隐没，然后才是桅帆。在陆地上旅行的人，如果向北走去，一些星星就会在南方的地平线上消失，另外一些星星却在北方的地平线上出现。如果向南走去，情况就相反。这些现象，都暗示出大地应该是弧形。
公元前500年前后，古希腊数学家毕达哥拉斯和他的弟子们，首先提出了大地是球形的设想。他们主张用数学来解释宇宙，认为在所有立体图形中，球形是最美好的。所以，他们提出宇宙的外形应该是球形的，宇宙中包括地球在内的所有天体都应该是球形的。
过了100多年，古希腊著名的科学家、哲学家亚里士多德才第一次对大地是球形作出了论证。他观察天象，从月食时地球在月球上的投影等现象中，推断大地的形状为球形。当时，一些持反对意见的人提出：如果大地真是圆球状的，为什么住在地球另一端的人，没有掉向下面的空中呢？那时候，由于人们还不懂得有地心引力，所以回答不了这个问题。
而我国东汉时的天文学家张衡，曾有“天如鸡子，地如鸡中黄”的说法，他把宇宙比作鸡蛋，地就像鸡蛋中的蛋黄，这种学说叫浑天说，比过去的盖天说有了很大进步。
地球是球形的实际证明还是到了16世纪左右，特别是1519-1521年，葡萄牙人麦哲伦率领一支船队，环绕地球航行一周成功，这为大地是球形提供了有力的证据。明朝末年，西方传教士利玛窦和汤若望等来到中国，向中国人介绍了天文、地理、数学等科学知识，此时，我国出现了“地球”这个译名。
至此，人们虽然相信地球是球形，但是对于它的具体形状依然在探讨中。17世纪末，英国物理学家牛顿，根据他所发现的万有引力的理论断定，地球应是一个赤道半径要比极半径大一些的扁球体。但是，以巴黎天文台台长卡西尼为首的一派，根据他们测量子午线所得的不准确数据，说地球绕太阳旋转，应该向两极伸长，是个长球，而不是扁球。这个争论延续了有半世纪之久。
直到18世纪30年代，法国科学院派出两个远征队，一队到北极圈附近的拉普兰，一队到南美洲赤道附近的秘鲁，分别测量两地子午线的长度，才发现卡西尼的测量有错误，而牛顿的推论是正确。当然，“地球到底是什么形状的球体”这一问题，不断促使人类深入研究并探索宇宙的奥秘。
⊙奇迹探秘：
2.地球是不是浑圆的正球体？
人类利用人造卫星测量，地球赤道半径为6 378 140米，极半径为6 356 755米，两者相差为21 385米，它的扁率为 1/298.2。从这方面讲，地球不是浑圆的正球体。此外，人们又从测量中发现，地球的赤道也不是正圆，而类似椭圆，最大半径与最小半径相差200多米，还发现地球的北半球要比南半球细长一些。这些数据表明地球不是浑圆的正球体，而是具有它自己独特形状的球体。
3.既然地球不是正球体，那为什么地球仪是正球体呢？
如果我们把这个庞大的地球缩小制成一个直径1米的地球仪，赤道半径只比极半径长1毫米多，这点微小差别，在地球仪上是表示不出来的，所以我们使用的地球仪都是正球体的。
相关链接
【地球仪的发明】
世界最早的地球仪是由德国航海家、地理学家贝海姆于1492年发明制作的，它至今保存在纽伦堡博物馆里。这个最早的地球仪上所画的世界地形既不准确又已过时，上面的印度洋是向东西扩展的海洋，特别是非洲西海岸，错误之多，实在惊人。尽管如此，这个地球仪还是为人们了解世界板块提供了很大的帮助。
知识百科
【麦哲伦船队环球航行】
16世纪，欧洲大陆风行地圆学说，很多航海家都对此表示有极大兴趣。此时，西班牙王室支持麦哲伦的航行计划，并承担了资金等问题。于是，1519年9月，麦哲伦率领一支200多人的探险船队，分乘5艘帆船从西班牙出发，向西南穿越大西洋，绕过南美大陆南端的海峡，进入太平洋。一路上船员们历尽千辛万苦，还有不少人病死在途中。1521年3月，船队到达菲律宾。麦哲伦因介入岛上部族纠纷，被当地居民杀死。最后，船队只剩下1艘帆船和10多名船员。他们向西穿过印度洋，绕过非洲南端的好望角，终于在1522年9月回到原出发地西班牙。至此，麦哲伦船队完成了绕地球一周的航行，后人为纪念麦哲伦在人类航海史上作出的巨大贡献，把他们经过的南美大陆南端的海峡后来命名为“麦哲伦海峡”。
42.温室效应与全球变暖
奇迹概览
温室效应，是指太阳短波辐射穿透大气射向地面，而地面增暖后放出长波辐射被大气中的二氧化碳等物质吸收，从而形成类似温室的保温效应。而人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，导致地球的大气和海洋温度逐渐上升，从而形成全球气候变暖的趋势。而这一问题已引起了全世界的关注。
⊙奇迹探秘：
1.温室效应是什么，它有什么作用呢？
温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。它的作用类似于栽培农作物的温室，所以称温室效应。如果没有温室效应，地球就会冷得不适合人居住。据估计，如果没有大气层，地球表面温度会是零下18℃，而正是有了温室效应，才使得地球平均温度可以维持在15℃，但是，现在由于人为因素，过多的温室效应导致地球平均温度高于15℃。
2.温室效应具有保温作用，原理是什么呢？
太阳辐射主要是短波辐射，而地面辐射和大气辐射则是长波辐射。大气对长波辐射的吸收力较强，但对短波辐射的吸收力比较弱。
白天，太阳光射到地球上，部分能量被大气吸收，部分被反射回宇宙，大约47%左右的能量被地球表面吸收。夜晚，晚上地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的热量，其中也有部分被大气吸收。
大气层如同覆盖玻璃的温室一样，保存了一定的热量，使得地球不至于像没有大气层的月球一样，被太阳照射时温度急剧升高，不受太阳照射时温度急剧下降。但因于温室气体的增加，令地球整体所保留的热能也随之增加。
走近奇迹
大气层具有温室效应，它能使大气维持在一个适宜人居住的温度。但是，温室效应增加，将会使空气温度不断上升，导致全球变暖，引来很多灾难。事实上，从19世纪开始，人们就试图测量地球的体温，并发现它的体温在不断攀升--它“发烧”了。
1824年，法国数学家简·巴普蒂斯特·傅里叶发表了一篇论文《地球机器表层空间温度概述》，在论文中，他将大气层比作一个巨大的钟形容器，顶端有云和气体构成，能够保留足够的热量，从而使生命的存在成为可能。
19世纪末，瑞典物理学家斯文特·阿列纽斯发现二氧化碳浓度对地球温度有一定的影响。1895年，他研究出了第一个用计算二氧化碳对地球温度影响的理论模型。他推测：大气层中的二氧化碳含量减少40%，温度就会下降4-5℃；同理，二氧化碳含量翻倍的话，温度会上升5-6℃。
1938年，美国科学家乔治·卡伦德发表了一篇题为《人为生成的二氧化碳及其对气温的影响》，计算出当时地球的气温已经升高了1华氏度（1华氏度＝0.55摄氏度）。但当时的人类正惊喜于因汽车和电灯的发明而带来的诸多便利中，并没有人在意大量化石燃料的燃烧对气候产生的影响。
1956年，美国加利福尼亚理工学院的查尔斯·基林研究发现，大气层中的二氧化碳浓度从1900年的290ppm（1ppm＝0.001‰）增加到了1956年的315ppm。第二年，美国斯克里普斯海洋研究所的罗杰·雷维尔和汉斯·聚斯联合撰文指出：“人类正从事大规模的地球物理实验，要将几亿年来沉积在地下的有机碳在几个世纪的时间里返还到大气层中。”
在接下来的20年里，全球气候变暖的迹象及对此的分析成倍增加。如1975年，美国哥伦比亚大学的华莱士·E·布勒克尔预测：在下一个10年，全球气候变暖的趋势将会大幅度增长。1977年，威廉·凯洛格和玛格丽特·米德发表了《大气：已经并正处在危险中》一文，在文中他们提倡制定一部《空气法》，使各个国家都同意将其二氧化碳的排放量减少至某个共同商定的标准。
在20世纪70年代与80年代，科学家们的预言果然应验了。中纬度冰川退缩的速度从每年30米增加到了40米，北极的冰盖萎缩了6%，雪线也持续退缩。1988年，世界各地遭遇了前所未有的酷暑。美国69座城市，还有莫斯科，创下了最高的单日高温纪录。就在这个夏天，联合国环境规划署在加拿大多伦多召开会议，成立了政府间气候变化专门委员会。
随后，在1992年6月3日，巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，共有150多个国家制定了《联合国气候变化框架公约》，它的最终目标是将大气中温室气体浓度稳定在不对气候系统造成危害的水平。1997年12月，在《联合国气候变化框架公约》第三次大会上，参加国通过了《京都议定书》（Kyoto Protocol），其作为《联合国气候变化框架公约》的补充条款。在《京都议定书》中，明确提出了有关温室气体排放的目标。
中国政府也采取了控制CO2排放的政策，比如，退耕还林政策，重视扩大可再生能源，减少煤炭消耗等措施实现更大的节能减排目标。2009年11月26日，中国政府首次量化温室气体减排目标：到2020年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%。
至此，经过一个半世纪的诊断和争论，“地球发烧了”终于成了一个无可争辩的事实。全球气候变暖是人类迄今为止面临的最大挑战，是全人类面临的生存危机。我们是不是应该做些什么，给地球母亲“降降温”了呢？
⊙奇迹探秘：
3.地球母亲的温度在持续升高到底会带来那些负面影响呢？
全球温度升高会直接导致海洋温度增加，而海洋温度升高会致使南极和北极的冰川加速融化，导致海平面上升，会淹没沿海低海拔地区，例如大洋洲岛国图瓦卢已面临被海水淹没的危机。而且，由于海洋温度增加，水蒸发加快，大量水气被输送进入大气，会导致局部地区短时间内降雨量突然升高，这样的暴雨天气就会导致水灾、山体滑坡、泥石流等灾害更加频繁的发生。
除此之外，还有其他后果，包括更高或更低的农产量、冰河撤退、夏天时河流流量减少、物种消失及疾病肆虐传播。其实人类很难把这些特殊事件连接到全球变暖。但是它的确和全球变暖有着必然的联系。而且预期全球变暖、海平面上升的趋势会在以后的日子仍然继续。
相关链接
【减缓全球变暖，从我做起】
地球是我们赖以生存的环境，为了保护我们共同的家园，我们都应该从我做起，减少二氧化碳的排放，从而减缓全球变暖的趋势。
我们可以从以下方面做起：用荧光灯代替常用白炽灯，使用荧光灯，每年能避免300磅（1磅＝0.4536千克）二氧化碳被排放到大气中；别让电器处于待机状态，比如，看完电视后一定要关掉按钮，而不是用遥控器关闭，因为待机也会白白消耗电量；洗澡时，用淋浴代替泡澡，因为淋浴耗费的能源只是泡澡的1/4；回收有机废物，比如电池，因为温室气体中约有3%来自生物降解过程中释放的甲烷气体；购物时，尽量使用环保型（非塑料袋）购物袋；外出时，缩减开车次数，尽可能步行、骑车或乘公交车；少吃肉，因为肉食生产过程对温室效应的影响与私人交通运输所产生的影响等同，研究表明，食用肉类是继运输和房屋耗能后发现的又一大导致气候反常的主要因素。
所以，我们每个人都要尽量做到以上几点，从我做起，保护我们的地球母亲。
知识百科
【温室气体】
温室气体是指大气中自然或人为产生的气体成分，温室气体的增加，加强了温室效应，是造成全球暖化的主要原因。
温室气体包括水汽（H2O），它所产生的温室效应大约占整体温室效应的60-70%；其次是二氧化碳，大约占26%；其他的气体还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（笑气，N2O）等主要温室气体。
