用数学模型验证牛顿对岁差的解释是否正确

1、用数学模型验证牛顿对岁差的解释是否正确摘要；牛顿对岁差现象的解释已有300余年的历史，根据直角坐标系我们知道这里存在一个简单的数学模型，即；A+a=0。随着地球科学的不断进步，对岁差现象还存在另一个鲜为人知的数学模型，那就是；A+oa=或a。数学模型A+a=0，是牛顿用地轴作圆锥运动解释岁差现象的。而A+a=或a是用“地球差异旋转”解释岁差现象的数学模型。这两个数学模型都可以解释岁差现象，但其中只有一个是正确的。至于那个是正确的，需要来自南半球的观测数据来证明。本文根据近一百多年的天文观测资料，发现极移包含各种复杂运动。除了周年周期和张德勒周期外还存在长期极移周月、半月和一天左右的各种短周期极

2、移。地球的非刚体结构，引起地壳自由摆动极移的振幅约为0.4角秒，相当于在地面上一个1212平方米范围。其中长期极移表现为地极向着西经约7080方向以每年3.33.5毫角秒的速度运动。根据以上资料，针对牛顿对“岁差”的解释是地轴作圆锥运动，大胆地提出了质疑。26000年的岁差周期及日、地、月公自转系统运动周期相差甚远，同时也不合乎惯性的逻辑。喜帕恰斯和虞喜推算出的岁差常数也相差甚远。许多矛盾说明，牛顿对岁差的解释有误。牛顿对岁差的解释其中隐藏一个简单的数学模型，因南半球同属同轴运动，故绝对值相等，符号相反。其数学模型可用A+a=0来表示（见图1），根据数学模型，南北半球的历法，应有两个“岁差常数

3、”事实上却没有，但却不影响南半球的历法。以此看来，对“岁差”的解释必然还存在另一种鲜为人知的解释方法“地球较差自转”。迷信及分科过细，导致我们丧失了认识自然规律的能力。其实，牛顿对岁差的解释有一个非常简单的数学模型和几何图形，我们却弃之不用。以致，让错误的地轴圆锥运动，影响我们三百余年，耽误了地球科学、地球动力学及地震预报研究的健康发展。关键词；地球层圈构造 地球较差自转 地球倾斜自转 万有引力 外核潮汐 与时俱进牛顿对岁差的解释是否正确？暂且不论。我们先熟悉一下在中学课堂讲过的直角坐标系四象限（如图1）。第一象限为正，第三象限为负。线段Aa无论运动到线段A1a1还是运动到线段A2a2的位置，

4、线段oA与线段oa之合都是0。如果在南半球测量的值与北半球测量的值符号相同，说明牛顿把岁差的现象解释错了。如果在南半球测量的值与北半球测量的值符号相反，说明牛顿对岁差现象解释是对的。公元前二世纪，古希腊天文学家 喜帕恰斯 首次发现了岁差现象，并推算出每100年后退1。公元四世纪中国天文学家 虞喜 也发现了岁差现象，并定出每100年后退2。关于岁差产生之原因，在两千多年漫长的岁月里无人能解。希腊的天文学家喜帕恰斯和中国的天文学家虞喜 都同属北半球不同纬度国家，在数据上出现如此巨大差异，这里就隐藏着一个秘密“地球较差自转”的问题，值得我们今天认真研究。到了十八世纪，牛顿发现了万有引力，牛顿第一个指

5、出产生岁差的原因是太阳和月亮对地球赤道隆起部分的吸引。在太阳和月亮的引力作用下，地球自转轴在空间绕黄极描绘出一个圆锥形，绕行一周约需26000年，圆锥形的半角约为23.5。在“地球固定论”的年代又缺乏来自南半球的观测数据，只能把由“地球较差自转”引起的“岁差”现象，错误地解释为地轴作圆锥形运动（如图2所示）。我们可以把地轴作圆锥形运动来解释岁差的方法，用数学模型A+a=0来表示，但用地壳和地幔因外核的潮汐作用而滞后于内核旋转来解释“岁差”现象，更为合情合理。根据坐标图所示，X轴上面的点数值设为正，則X轴下面点的数值則为负。南北半球应符号相反。在北半球来讲；岁差导致二分二至点西移，根据A+ a=

6、0数学公式，我们不难看出，在南半球来讲；岁差导致二分二至点必须东移。南北半球属同轴运动，其绝对值相等符号相反。这样一来应该影响南半球的历法问题尤为突出。从牛顿解释岁差的三百多年的时间里，南北半球共用北半球的“岁差常数”对南半球的季节历法却没有任何影响，出现了A+ a= 2A或2 a的数学模型，与牛顿解释岁差数学模型A+a=0相互矛盾。这就给我们提出一个尖锐的问题，牛顿对岁差的解释是否出现失误？现在看来，我们有必要在南半球测量南半球的“岁差数值”。地球虽然分南北半球，但地轴只是一根，按牛顿的解释岁差的方法，地轴在北半球向西，那么在南半球必然向东。我们把北半球的西移岁差数值设为正，那么南半球的东移

7、“岁差数值”必然为负，地轴不可能象双截棍中间有万向节。根据公式A1+ a2=0，南北半球的岁差数值之合必然为零。如果测量的南北半球岁差数值相加等于零那么就证明 牛顿 地轴圆锥运动就是正确的，否则就是牛顿把由“地球较差自转”导致的岁差错误的解释为地轴圆锥运动。“地球较差自转”理论的发现必然引起地学史上的又一次革命，彻底改变了三百多年以来人们对“岁差”解释的错误观念。现代发现地球是层圈结构，主要由地壳、地幔、液体外核、固体内核等组成（见图3）。各个层圈密度不同、压力不同、体积不同、温度不同、旋转惯性亦不同。外核的潮汐使地幔和地壳在内核上向西差速。导致二分、二至点的西移，延长了恒星年的时间。这就是“

8、地球差异旋转”。宋晓东博士利用地震波成像系统，经过十年的努力已证实地壳每年慢于内核旋转0.30.5。又因地壳是龟裂板块状，潮汐又在低纬度幅度大，故而使地壳板块有“较差自转”现象。早在上个世纪60年代，中国地质学的先驱，李四光 就提出了地球存在层圈转速差比，从内到外分别是；3.270：1.696：1.162：1的理论（见图3所示）。其实岁差的发现，是说明地球存在“地球较差自转”和“地球差异旋转”的存在，只是在当时“地球固定论”的那个年代，人们还没有认识到地球是层圈结构，还不知道地球层圈存在差异旋转，受地球固定论的限制，于是牛顿把“地球较差自转”导致的“岁差”现象，错误地解释为地轴的圆锥形运动也在

9、所难免。地球的层圈结构，天体引力的存在及地球的倾斜自转，导致“地球较差自转”和“地球差异旋转”，我们把地球较差自转，地球差异旋转，南北半球易位的三位一体命名为“壳幔弦动”。“壳幔弦动”将导致地壳和地幔在内核上南北半球的易位。南北半球的易位，解决了两极有热带遗迹、赤道有冰川遗迹、岩石感应剩磁场来回反向（地球磁场逆转）、大陆漂移动力、沧海桑田变换、地球差异旋转等诸多自然之谜。“壳幔弦动”理论的提出对天文、地理、生物学、地震预报研究、未来可持续发展等领域影响意义深远而重大。奠定了地球动力学的基础。参考文献；1：法拉普拉斯.宇宙体系论 上海译文出版社 1978 2：柴东浩陈廷愚.新地球观 山西科学技术

10、出版社 2001 3：柴东浩，地球科学的100个基本问题 山西科学技术出版社 2004 4：王金甲，美国自然科学研究(中文版)2006年4月总第四期用哲学的观点天地结合探讨大陆动力 5：谢学枢 王金甲 大陆漂移的真正动力 科学学报6：杨学祥等 地球差异旋转动力学 吉林大学出版社 7：王金甲等用实验的方法破译地球磁场逆转之谜中国当代思想宝库中国文联出版社 8：韦闵峰 王金甲 万有引力-地球磁场逆转的原因 科学学报 2005年第四期9：王金甲等 地壳弦动才是大陆漂移的真正动力 中国科技发展经典文库 中国档案出版社2006卷10：德韦格纳 海陆的起源 北京大学出版社 2006.1111：许靖华 大灭绝 三联书店 1997.112：刘本培 蔡运龙 地球科学导论 高等教育出版社2000.413