天地互动与地震预报探索（中）|天地互动与地震预报探索|太阳系|宇宙|星体|耀斑为太阳|行星|银河系

本文由天地生人讲座《天地互动与地震预报探索》整理所得，将分为3篇文章陆续呈现。

导读：

“天地互动”是“天地人三才“及“人法地，地法天，天法道，道法自然”的理念以及“圜道论”思想发展、演续而来的中华优秀传统思想。以中国传统的有机整体自然观为指导，结合目前天文学及地学成果，天地互动影响而探讨对地震活动的影响，思路清晰、理论明确，对应效果较好，是值得探索的方法。

贰

关于地球认知的中华传统思想发挥

现在地球的理论各种假说甚多，在此不作赘述，只着重阐述中国传统地学观念，希望能给同仁有所启发。

1.地法天，地也是天

天地相对而生，天左行，地右行，堪舆徐行而雄以音而知雌，是为奇辰。老子有云：“域中有四大，道大、天大、地大、人亦大，人法地，地法天，天法道，道法自然。”这里的“地法天”，是地道之核心，“地球”固有其特性，但也有从天而运的规律性，所以其状为旋转椭球体，北极略尖，南极略平，赤道膨大的梨形。其外有厚达4200公里(赤道)—2800公里(两极)的大气层覆盖，并有磁壳保护。“地球”也是“天”的极小部分所以“地自行而受天控，地自变而应天时”。

2.地之道曰柔与刚

地球表面三分陆地，七分大洋，陆为刚，洋为柔；陆地上有山地和平原，山地为刚，平原为柔；地壳由许多板块、断块相嵌而成，则板块、断块为刚，而板缘及断裂带为柔；看地球纵深也是由不同的刚柔之体组成(图1)

图1 地球内部圈层结构的刚柔组合

总之，地球是由不同尺度、不同层次、不同级别的刚柔组合体镶嵌而成。所谓刚，结晶、岩石、断块、板块、岩盘之类是也；所谓柔，气、水、油、热液、岩浆、幔汁之类是也。刚者，静、固、凝、重之谓也，其质地刚强、滞重，起支撑阻滞作用，行厚重载物之责，变化缓、运动慢，在动力作用下呈被动状态，故其质阳，其性却属阴；柔者，动流热浮之谓也，其质地柔软易流动，起调节缓冲作用，行物质、能量、信息迁移传递之责，在动力作用下呈主动状态，其质阴，其性却属阳。刚柔相比而存，相济而化，是大地演化之根本。

3.风(气)水是地壳变异的主动因素

地球的三极(南极、北极及青藏高原)主宰着大气环流、大洋洋流影响世界的水旱分布；风(气)水对地表进行着吹蚀、剥蚀、吹扬、侵蚀、冲刷、运移、沉积作用，为地形地貌变异之要；水在岩土间的溶滤、潜蚀、运移、沉淀作用是地壳浅表变化之要；深层的热液、岩浆、幔汁则不停地进行着冲熔、浸染、再结晶、蚀变、交换作用，改变着深层结构是深层地象异变之要。这种以液态的水、热液、岩浆、幔汁为主动的改变地壳的能力，从根本上改变了过去“固体地球观”为“液体地球观”而有质的升华和飞跃[10]。

4.穴位新论

地球是刚柔相嵌而成，所以是不均匀的，系由不同时期、不同质地、不同构造刻画塑造的复杂机体。各种时期构造活动带、水热活动带、火山活动带、地震活动带、塑性活动带、幔汁活动带……。这些特征构造活动带的交汇点，即是“穴位”[11]。

“穴位”所在之地，其一，结构构造复杂系多种结构带的复合部位；其二，是物质、能量、信息传递、交换之通道，并且是具有信息增量之敏感性；其三，信息的遥联性、可公度性、准同步性及信息的放大性；其四，在地壳应力作用下应力降梯度大，水热活动频繁，常是地震监测网点的首选。

5.地球是准稳定太极结构

我们说地球是一个刚柔组合体，刚柔相对而生，互补而衡，蠕渗而动，故受宇宙环境因素或内部营力变化影响时，刚柔结构体有序、谐调的运动是永恒的，内部调整也较方便。刚与柔、重与轻、冷与热、升与降、压与张相反相成，互济互补，形成可塑性强，自调解能力充分的动量均衡的自组织系统，而成太极对称的准稳定结构[12、13]。

这里仅从南极洲与北冰洋的太极对称(图2)、南半球与北半球的太极对称(图3)及洋半球与陆半球的太极对称(图4)[14]，并看出地球上的两个重要的地震、火山活动带[15] (图5)。

图2 南极洲与北冰洋的太极对称

图3 南半球与北半球的太极对称

图4洋半球与陆半球的太极对称

图5全球地震活动性图(1964-2014年)

在此仅以极为简略的篇辐介绍了中国传统思想对地球之认知，如“地法天”，地也是天；地之道曰柔与刚)；风(气)水在动力作用下是主动因素；新穴位论：地球是太极对称结构，这是天地互动和地震预报研究课题需要。虽说中国传统思想是老旧的传说，而知其深而新的内涵与无穷地创新能力，这都来自“道法自然”的威力。

叁

宇宙环境略述

1.中国天文学发韧甚早

《易》曰：“在天成象，在地成形”，天以授时，地之万物应候，时进而候随，信也。先民首观日、月，“日以暄之”提供给地球能量与热量；“月以揉之”，潮起潮落。昼夜、四季交替，寒来暑往。

中国古代对宇宙的认知[16]首推墨子(公元前480-390年)《墨子·经上》曰：“久，弥异时也，宇，弥异所也。”《墨子·经上》又进一步说明：“久，合古今旦莫。宇，冢东西南北。”继而尸子(公元前390-330年)据说是商君之师，《尸子》云：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”庄子(公元前365-290年)在《庄子·庚桑楚》有云：“有实而无乎处者宇也，有长而无乎本剽（标)者宙也”。是说宇是有实在而无定处可执者，宙是有久延而无始末可求者。宇宙是整个时间、空间所包含的一切。时空是一个场所，一个平台，而真正起主导作用的是道。

《道德经》有云：“有物混成，先天地生。寂兮寥兮，独立不改，周行而不殆，可以为天下母。吾不知其名，字之曰道。”“故道大、天大、地大、人亦大，域(宇)中有四大，而人居其一焉。人法地，地法天，天法道，道法自然”。又说：“道，盅而用之，或不盈，渊兮，似万物之宗。挫其锐，解其纷，和其光，同其尘。湛兮，似或存。吾不知谁之子，象帝之先”。“道”——是宇宙中存在的物质、能量、信息，及其相互关联、作用、发展、变化的总根源。

古人观星，早有石申夫、甘德(大约生活于公元前4世纪中期)观星，有《甘石星经》传世；并有“盖天说”，以《周髀算经》为证；“宣夜说”，有郗萌提供些线索；“浑天说”则有“浑天仪”、“浑象仪”实测为证，并形成有中国特色的“落下闳—张衡”天文学体系[17、18、19]。

落下闳(活跃于公元前100年前后)—张衡(公元78—139年)天文学体系之特点有：其一，以地球为中心，采用赤道坐标，以北极星为基准的天文学体系；其二，以“浑天说”为指导，并制造了“浑天仪”和“浑象仪”，进行实际观测；其三，以六十甲子系统计年；其四，通过实测建立日、月、五星的会合周期，并用代数运算方法，力求各种周期的和谐(辗转相除法→连分数法→渐近分数法→求强弱术法→“调日法”、不定方程法→“一次同余式”或求一术(通其率法))。其五，从《太初历》(也称《三统历》)→《后汉四分历》→《乾象历》，上述历法均包括二十四节气(定时)、二十八星宿（定位)，把天文、历法、气象、物候、农时有机地结合起来，是阴阳合历；其六受道家自然哲学的影响，重视整体综合，是多体周期系统，并且认识到体系的近视性，随观测精度的提高，认知能力的提高，而有所改进；其七，落下闳—张衡天文学系统在当时可与古希腊托勒密天文系统媲美，各有特点，各有所长，都为人类文明作出了贡献。

近代天地生人综合研究显示[20]:中国历史上的夏禹洪水期、两汉宇宙期、明清宇宙期，不仅是中国自然灾害高发期，也是全世界的自然灾害高发期，这与地球所处的宇宙环境恶劣有关，这给我们以启发。

综上所述，中国传统宇宙观及天文学思想，给我们如下启示。其一，通过授时与物候而知时节，二十四节气学说给我们天时与物候相随的观念；其二，宇无际，宙无涯，而“道”为主宰，宇宙之银河系、太阳系给地球环境之影响；其三，落下闳—张衡天文学体系的综合性、周期性的倾向，给我们对“奇时”探索的启发；其四，地球宇宙期的发现对地球灾变与宇宙环境的关系，给出一些重要线索。

2.宇宙的尺度及星体之体量

宇是空间，空间是无际的；宙是时间，时间是无涯的。

地—月距离为35.5—41.2万公里，可谓远矣，但日—地间的距离更为遥远1.49578×109公里=1天文单位，但用天文单位衡量银河系就显得不够用了，银河系的直径8.15万光年，1光年=63,240天文单位=0.307秒差距=94，605亿公里。1秒差距=3.2616光年=206,265天文单位=308,568亿公里。目前人类所能观测到的宇宙深度为150亿光年!渊兮宇宙[21]！

宇宙中的星体之体量差别很大，月亮仅是地球质量1/81.3，而太阳质量相当于地球质量的33万倍，太阳的质量是整个太阳系质量的99.86%!(图6)然而，太阳不过是宇宙恒星中，中等偏小的一个(图7)[18]。

图6 太阳和行星的大小比较

图7 太阳与其他恒星大小比较

3.太阳系的知识

太阳系是银河系里很小的一员，处在银河系的边缘，围绕银河中心旋转(图8)，已知太阳绕银心的旋转速度为220km/秒，太阳绕银河系公转一周约2.26亿年，由于地球的年龄至少有46亿年，那么地球随太阳绕银河系中心已经转了20多圈。离太阳系最近的半人马座星系距离为4.22光年，可以推知太阳系的范围实际很小。太阳系最远的行星可能在50个天文单位，太阳系作用范围可约为60个天文单位，而希尔范围可达230个天文单位。和银河系(直经为8.15万光年)相比，是十分渺小的。

图8 银河系结构示意及太阳系所在位置（a）俯视图（b）侧视图

太阳系有八大行星，有小行星带，在更远处有柯伊伯带的矮行星、小行星及彗星，组成一个太阳系。以小行星带为界，其内有水星、金星、地球、火星，以地球为代表,称为类地行星。类地行星，离太阳较近，为岩质行星，体积及质量小,但密度大，中心有铁核，含金属元素比例高。其外有木星、土星、天王星、海王星，以木星为代表,称为类木行星。类木行星离太阳较远，体积和质量较大但密度较小，主要由氢氦等轻元素组成，它们都有光环和较多的卫星。

这些行星距太阳之远近见表1，其质量之大小见表2，其绕太阳的公转周期见表3.这些数据是我们研究地球宇宙环境的基础资料。由中国科学院紫金山天文台出版的《中国天文年历》，提前半年出版，公布来年诸星动态及特殊天象、相关天文参数，成为分析推演地球的宇宙环境的依据。

表1 行星离太阳的距离

表2 行星质量表

表3 行星公转周期表

4.宇宙环境对地球表层的影响

宇宙环境对地球表层的影响因素很多,有些尚待深层次认识及开拓,在此仅对太阳系的宇宙环境对地球表面的影响谈点看法:

其一，对地球的引力摄动

据F=-G*M/D^2可知星体的质量及星体与地球的距离是关键因素，依此我们得出星体对地球的引力序：月(167微伽) ＞日(77微伽) ＞金星(9.1微伽)＞木星(1.0微伽)＞火星(0.8微伽)＞水星(0.05微伽)＞土星(0.04微伽)＞天王星(0.0006微伽)＞海王星(0.0001微伽)（表4)。这里要强调几点：第一，月亮质量很小，仅为地球1/81.3却因离地球太近而引力居冠，太阳虽大，是地球的33万倍，因距地球稍远而屈居第二。可见若研究地球表面的地震活动，还是要以地球为中心，我们不否认太阳中心说，这是研究课题的范筹所决定。第二，中国古天文—历法特别重视日、月、五星的公转周期，认为公转周期之汇聚点，做为历法的起始点、天文的奇点有特殊意义。从表3可知：水星六十年绕太阳转三百圈；金星转九十圈；地球转六十圈；火星转三十二圈；木星转五圈；土星转两圈。所以六十年是五大行星绕太阳公转的最小公倍数，故历法中的六十年周期律和俗语说的“三十年河东，三十年河西”是有天文—历法背景的。

表4 星体对地球之引力序

第三，地—月体系的中心点不在地心，更不在月心，而是在地—月质量的平衡点上，——公共质心。经计算是在地球的浅表处，如月处远地点时距地表2043.2公里深处；如月处近地点时距地表1432.7公里深处。2034～1432公里深处，恰在下地幔上层，接近深源地震发生处的边缘地带。当受太阳、金星、木星、火星影响时，“地—月共公质心”，还会更向地表移动而达地壳的过渡带(参见图1)。这个“公共质心”是值得重视的天文奇点[注]。第四，当特殊天象来临时，对地球的引力有增加趋势。这就是“三星一线”的天文奇点，最为直观的日蚀(日全蚀、日环蚀及偏食)月蚀(月全蚀、月偏食)；再有就是某星凌日(或冲日)，某星合月(或掩月)；某内地行星的上合日、下合日及其逆(或留)时段；更有甚者是诸星连珠的特殊天象，都会增强对地球的引力摄动。第五，是距离地球最近的地点和近地时段。月亮每年有13个近地点(距地球约35.5-37.0万里)；水星每年三个近地时段，每段约一个半月距地约为0.549-0.678天文单位(1.49578×109公里为一个天文单位)；金星每隔13-14个月后有6-7个月的近地时段(距地约为0.266-0.288个天文单位)；火星每隔20个月后，有4-7个月的近地时段(距地最近约为0.384-0.673个天文单位)；太阳距地球距离变化较小(约在0.98-1.02个天文单位之间)。以上这些天文奇点及近地点和近地时段都会使地球的引力增大，这种引力摄动作用，对地球表层是一种“解缚效应”。

其二，对地球的冲击作用

主要小行星、陨石和彗星坠落对地球的撞击，这种危险的程度，与撞击体的质量有关，据有关资料证明，小行星撞击曾使恐龙灭绝，改变地球的历史进程[19]；再如“通古斯大爆炸”，1908年6月30日晨出现巨大噪声的强风，使建筑物振颤，见燃烧的天体自天而降从南到北划过天空消失在东北方，并升起一团大火，并拌有“天裂”、“天鼓鸣”及“银云”、各种异光现象，这是彗星乃至陨石撞击，还是地震伴有沼气暴炸造成之灾难尚不得而知[20]；1976年3月8日15时吉林陨石雨冲击，总体重量2700公斤，在高空炸裂成百多块，最大达1770公斤，陨石雨分部在东西长72公里，南北宽8.5公里之范围内。是我国近年较大的陨石冲击记录(图9)[21]。

[注]一些学者认为地—月以公共质心旋转是第三种旋转方式，而且月亮总是一面对地球旋转，所以认为月亮不是地球的卫星而是地球的伴星。这种说法尚无定论，但值得参考。

图9 吉林陨石雨分布示意图

太阳系的小行星主要分布在小行星带及边缘的柯以柏带。小行星带中，有较大者如谷神星直径达1000公里以上，智神星为560公里，婚神星为230公里，灶神星520公里，已命名者有8000颗左右，100米以上的四万颗，更小的数不胜数，由于其体积小而轨道偏心率高，易与行星拼撞，被称为“太空杀手”。好在小行星带多在木星轨道及火星轨道之间，但也有少数在火星与地球之间，称为“近地小行星”，如近地小行星阿莫尔，1932年3月12日—4月24日，距地球仅1.08天文单位；阿波罗则突然不见了，一直到1975年才出现，这一失踪长达四十一年；伊卡鲁斯轨道深入到水星轨道范围内；阿波菲斯(阿多尼斯)预计2029或2036年，其轨道将帖近地球(图10)!1993年4月10多个国家60多位科学家在意大利埃里斯开会，并发表《埃里期宣言》，指出：“近地小天体的拼撞，对于地球的生态环境和生命演化至关重要……这种威胁是现实的，国际社会要进一步协调努力，唤起公众注意。”美国也提出“近地小行星追踪计划[22]。

图10 几颗特殊小行星的轨道

对地球的另一种冲击，则更为频繁，就是太阳风暴对地球的冲击。一种是质子事件(高能粒子射出)兆电子伏级的太阳宇宙线，在大耀斑出现后15分—几小时可达地球，在50-100km高度使地球大气电离，最初只局限在极79纬度区，最大可扩展到65°区，这种冲击可持续1-6天，称之为“极盖吸收”。另一种被称为磁爆，是相对比较低能等离子体，通常在1-3天后到地球，扰乱地球磁场，它沿磁力线侵入两极高空激发稀薄气体，产生绚丽多姿的极光。我国地震部门多有从事磁暴研究人员，从事磁暴二倍法预报地震，沈仲丕先生就六十年如一日的研究，颇有成效，这也说明太阳风暴的暴发及其周期与地震的活动有密切关系。

其三，卷积作用

是诸星体旋转过程中，对地球旋转的影响，使地球的自转速度时快、时慢。这种作用的影响因素多达几十种而不能提前预知，目前还很难将其纳入地震预报当中来，然而地球旋转速度的变化是应当重视的现象。

以上已知这三种因素，都会给地球表面的应力状态改变，并引起地震(或火山)活动的強弱，这就是我们从宇宙环境变化探索地震活动的可能变化。因为地球在宇宙中很渺小，所以这种作用常常是对地球整体的摄动，具体发震地点还需地象异常的分析，但做趋势预报时，效果可能更好。

参考文献

[1]商宏宽，《周易》对我国古代地震科学发展的影响，《中国历史地震研究文集》(2)，(19-24页)，地震出版社，1991.

[2]高享著，《周易大传今注》系辞上，下(226；540；592页)，齐鲁书社，1979.

[3]范又琪、刘彦灯译著《道德经百喻经俗译》(68，99-100页)华中理工大学出版社，1990.

[4]商宏宽，《周易的科学理念》(168页)，海天出版社，2016.

[5]商宏宽，中国古代的灾异观及其现实意义，《实践与思索的轨迹—商宏宽论文送集》(227页)，地震出版社，2000.

[6][宋]邵雍著，常秉义注释，《皇极经世·卷十三》(516页)，中央编译出版社，2009.

[7]田竹君，天地互动而成韵律，《地下水微动态·天地互动·地震预报——田竹君论文选集》(343-344页)，地震出版社，2019.

[8]商宏宽，从《观物内篇》看邵雍的易学思想，《纪念邵雍诞辰一千周年学术论文集》(79页)，北京三式乾坤信息技术研究院编印，2011.