第4章 季节是什么？

“季节”的英语单词是“season”，它最初是从拉丁语发展而来的，意思是“播种”。这样说来，“season”应该用来专指春天即播种的时节。但是在中世纪早期，它就不再局限于这个专属含义。那时人们将一年时间分为四个等份，除了播种的季节“春天”以外，还有：冬天，或称为“潮湿的季节”；秋天，或称为“收获的季节”；以及夏天。而“季节”从那时起，就成为春、夏、秋、冬的统称了。

不管人们对四季是抱着实用的态度，还是怀着浪漫的想象，四季其实是由一个很普通的天文学原因导致的，那就是地球一年绕太阳一圈的公转的运动规律。下面我将尽量简要地介绍这个原因。

地球每24小时绕地轴自转一圈，每365天余1/4天绕太阳公转一圈。为了去除那个1/4天，让日历看起来更“完美”或者更“整齐”一点，人们每隔四年设置一个“闰年”，即一年中有366天。但是100的倍数的年份如900年、1100年，或者1300年、1900年等，则不是闰年，除非这个数字可以被400整除。上一个例外，即可以被400整除的闰年是公元1600年，下一个则是公元2000年。

地轴与地球公转轨道形成的平面不是垂直关系，而是形成约66.5°的夹角。但是在地球公转的过程中，地轴的角度保持不变，这就是四季形成的直接原因。

地球公转示意图

在3月21日前后，地球与太阳的位置关系使阳光恰好照射到地球表面的一半。这样，地球上所有地方在这一天都是日夜等分，各十二小时的。过了三个月，地球完成了公转的四分之一，这时北极偏向太阳，而南极偏离太阳。这样，北极要经历半年的白昼，而南极要经历半年的黑夜；北半球享受夏季较长的白昼和阳光，南半球则经历冬季较长的黑夜和寒冷，人们可以坐在火炉边悠闲地读书。神奇的是，当我们在圣诞节去滑冰的时候，阿根廷人和智利人却在太阳下晒得快要中暑；我们忍受一年中令人难受的热浪时，他们却该将冰鞋磨好，准备滑冰了。

另外一个与四季有紧密关系的日期是9月23日前后--全球都是日夜等分。之后，大约在12月22日，南极朝向太阳，北极偏离太阳，南半球享受着温暖，而北半球则较为寒冷。地球独特的地轴倾斜角度以及地球的旋转，不只产生了四季，那个特殊的66.5°还在地球上划分出了五个区域。赤道的两侧是热带，那里终年太阳直射或者接近于直射。南北温带位于热带与寒带之间，太阳照射的角度比热带更小些，而同时需要照射的面积更大些。到了最寒冷的两极地区，即使是夏天，太阳照射的角度也很小。

地球上的五带分布

在书面上说清楚这些道理很难。如果你愿意，可以去天文馆看演示，这样需要的时间比阅读这本书花的时间要短得多。但是我们只有很少的几个城市承认有必要建设这样一座天文馆。你应该去对市政厅官员们说，你想要一座天文馆作为圣诞礼物。不过我想说，他们可能需要二三十年才能搞清楚“天文馆”(planetarium)这个长长的单词的含义，而这期间你最好还是用橙子以及一根织针和一点黑墨水来自己演示吧。将黑墨水在橙子的两端画出“两极区域”。即使是一只苍蝇不巧落在了你的“自制地球”上，也不要突发奇想对自己说：“想象一下，假如我们都是一些苍蝇一样的生物，在一个庞大的橙子表面盲目地爬来爬去，这个巨大的橙子又是被更巨大的蜡烛所照亮的。而这一切都仅仅是一个巨人为了在下午找点乐子，亲手做出来的。”

想象力丰富当然是好事情，但是在学习天文学的时候最好不要这样。