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在我们视线范围内，离极地最近的那颗星就叫做极星。它并不是绝对静止的，只不过它的圆周运动距离非常小。在晴朗的夜晚，只要我们站在一片空旷的土地上，抬头看天空，就可以看见极星就在我们的左手边，也就是太阳升起的地方。我们会看到在地平线上空有一组群星，组成了一个星座叫做大熊座。这个星座由7颗星星组成，其中4颗非常亮，排成了一个长方形，还有3颗排成一条不规则的线，聚集在长方形的一个角的地方。大熊座是最亮最大的星座，在那片天空中其他可见的星星都无法和它的绚烂相比，因此它非常吸引人的注意。此外，由于它处在极星附近，所以彻夜可见。因为大熊座也是围绕着地轴转的，所以它在空中的位置会时高时低，但是在北半球上的人看来，它从未消失在地平线下。下面的图片所展示的就是我们讨论的大熊座的形状。它的身子是由4颗星星组成的，尾巴则是由其他3颗星组成。
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由这7颗星星组成的星座是什么样子的呢？只见这只猛兽伸直了尾巴，露出了尖锐的牙齿，同时伸出爪子，好像要捕猎，这意味着什么呢？我们从未在天空中看到过类似的事物，这幅图片纯粹是想象出来的。为了区分难以计数的星星，天文学家们达成共识把天空分成几个不同的区域，然后给各个星座命名，有时候星座的形状会跟某种动物或物体相似，为了方便，他们就会按照动物或者物体的名称来命名。因为图中所画的星座跟大熊很像，所以天文学家们就把它叫做大熊座。在大熊座所在的这个区域，还有其他的星星，只不过这7颗表示大熊座的星星比较显眼，所以其他的就被忽略了，因此我们就习惯用大熊座来表示它所在的那片天空。事实上，这个名字也是不大符合实际的，因为在现实生活中熊的尾巴是非常短的，科学家为了把那3颗星星也加进去，所以才不得不给这只熊添上了长尾巴。大熊座也被称作“大卫的战车”，在这个想法中，4颗星星就组成了一辆长方形战车，而其他的3颗则代表战车的推杆。
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图8
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离大熊座不远的地方，还有另外一个也是由7颗星星组成的星座，它的排列方式跟大熊座的一样，只不过没有大熊座那么亮那么大。观察的时间不同，它的位置也是不同的，有时在大熊座下方，有时在上方，有时也可能在左边或右边。其中4颗星排成了一个不是那么正的正方形，其他的3颗排成一排接在了正方形的其中一个角上，形成尾巴。这个小点的星座就叫做小熊座。小熊座的尾巴所指的方向与大熊座的尾巴指的方向总是相反的，而且小熊星座尾巴末端的那颗星星P，是这个星座中最亮的一颗。
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没错，这颗星星P就是极星，当其他的星星都在自东向西做圆周运动时，这颗星星基本上都是静止的。地轴就在这颗星星的附近，假如把地轴延长，它将会冲破我们假想出来的天穹。如果很熟悉大熊座的话，只要按照下面的方法，就可以很容易找出极星：首先找到离大熊座头部最近的两颗星星，把它们连成一条直线，然后延长，穿过大熊座的背，直到找到一颗比它周围的星星都亮的星星，那么这颗星就是极星。要是怕找错，还可以利用小熊座来确认，只要检查这颗最亮的星星所处的星座是不是小熊座就行了。
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地球两极所在区域的名称来源于大熊座。比如：与大熊座相对的海洋就叫北冰洋，在希腊语中，“arctos”这个词就是熊的意思。而在地球的另一边离大熊座最远的海洋，被称作南冰洋。我们也把地球的两极称作南极和北极，离我们较近的极点就是北极。
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从地轴的位置和星星的运行，我们才得出指南针的四个最主要的方位：北、南、东、西。地轴是指向南北，而星星的运行方向是自东向西。在特定的环境下，我们就可以找出东西南北，也就是找出我们自己所在的位置。白天的时候，想要找出东西南北，可以面对太阳升起的地方站着，这时前面是东，后面是西，左边是北，右边是南。当然，太阳下山时，判断的方法也是很简单的。如果是面朝太阳下山的地方站着，那么前面是西，后面就是东，右边是北，左边是南。假如是在晴朗的晚上，那么我们看到的极星的位置就是北，后面就是南，右边是东，左边是西。
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有时候我们会用“东方”这个词来代替“东”，意思是升起的；而“西”则会用“西方”这个词表示，意思是落下的。同样，我们也会用形容词“东方的”和“西方的”来分别表示“东边的”和“西边的”。在结束这个话题之前，还有一点也是要了解的，那就是指南针上的其他四个方位。东北就是指东面和北面的中间，东南就是东面和南面的中间。不用再作解释你们也知道西北和西南是指什么了吧。最后一点是：在地图上，如果没有特别标明，那么上面就是北，下面就是南，左边是西，右边是东。
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在告诉你们地球的运行轨道之前，我猜你们会对一个表象问题感到很困惑。假如地球一天转一圈的话，那么当它转到一半时，我们应该也是绕过了地球半圈，然后我们应该是在跟起点相对的位置。一开始，我们的头在上，脚在下，但是12小时过后，应该是脚在上，头在下。最初我们还是正立的，但是过了12小时之后，应该就变成倒立的了。可是为什么这样“倒立地站着”，我们都不会感到不舒服呢？为什么不会掉下去呢？正常来说，要保证不掉下去，我们是应该紧紧地贴在地球上的，可是事实上根本不需要这样做，我们不会发生任何意外。
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你们的疑问看起来是很合理的。确实12小时之后，我们是颠倒过来的，也就是变成头在下，脚在上。可是，尽管是倒立的，我们也不会有掉下去的危险，甚至不会感到一点点的不适应。对我们的身体来讲，头应该一直是在上面，朝着天空，而脚一直是在下方，深深地扎根在地上的。但是，请记住一点：在无边无际的宇宙中，是没有所谓的“上”和“下”的概念的。宇宙中到处都一样，你怎样来判断哪个是在“上”，哪个是在“下”呢？地球以外的任何地方，是没有上下之分的，只有在地球上，“下”是用来表示朝着地面的方向，而“上”是指朝着天空的方向。我们在地球上的任何行动都会受到地球引力的作用，所以可以保持着头在上脚在下的站立姿势，并不会感到任何不便或者不适，也不会对每12小时之后身体的颠倒有任何感觉。
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在这里，你们可能会提出另一个疑问——如果坐着热气球离开有地球引力的地面，升到一定的高度，可以看到下面的地球旋转吗？海洋、岛屿、陆地、帝国、森林以及山脉，这些物体都在观察者的眼皮子底下一一经过，这时候应该可以看到地球的一次完整旋转吧。这样的场景一定非常壮观！这将是多么棒的旅程啊！当地球旋转一周，把我们居住的国家带回到原来的地方时，就在短短的时间内，不需要移动一步，我们就完成了一次全球之旅。
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是的，我同意，能够这样轻易地就看遍世界，那将多么美妙啊！不过，我提醒你们：要进行这样的旅程，那么请小心一点，因为你们需要爬到非常非常高的高度。在地球上有一些极高的山脉，这些山脉永远都是跟着地球在转动，如果其中一条山脉恰巧运行到你所在的位置，那么在你还没反应过来的时候，你就已经死了，你所期待的视觉盛宴也将化为乌有。你应该有自己的判断，地球上的每一点每一天都在围绕着地轴旋转，虽然这些点转动的速度不一样，因为它们的运行轨道长度都不一样。离地轴最远的点的运行轨道是最长的，因此它的转速是最快的，在极点附近的点的运行轨道就比较小，因此它们运行得很慢。极点相对于地球上的其他地方来说，是保持静止的。这些我们都可以用橘子绕着毛线针转的例子来解释。因此，离地轴最远的那些点，一天运行的距离是4万千米，速度大约是每分钟28千米。在我们所在的地方（按：法国），速度会小点，大约是每分钟20千米，差不多是快速火车速度的20倍，跟炮弹的速度相当。看到那样一座转速极快的山在向你靠进，你还会保持清醒的头脑吗？这小小的旅程听起来很有意思，事实上，是极其危险的。你可能会因为这段旅程的危险系数而放弃，还有另一个使你放弃的原因，那就是：上述种种是根本不可能发生的。
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笼罩着整个地球的大气层，也是地球的一部分，所以也会随着地球的转动而转动。因此，置身大气层的热气球也会随着地球转动，并不会停下来，而周围的环境也不会发生改变。现在你会回答，那一切都了然了，可是，你还是会因为大气层是随着地球的转动而转动感到很遗憾。假如大气层是静止的，那你就得非常小心地躲开快速靠近的山脉，同时也就可以享受一次简单快速的旅程了。不过真的很可惜，太可惜了。
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我的小读者们，你们的推理方式就跟拉·封丹寓言中的佃农加罗一样。让我们再来仔细看一下这个问题，看看假如大气层不随地球一起转动而是保持静止的，那么会有什么情况发生。当你奔跑的时候，静止的空气就像微风一样迎面吹来。当你坐在快速行驶的火车上时，你会看到窗帘飘了起来，就好像有强风吹过一样，即使外面一片叶子也没掉落。当火车停止时，也就没有风了，但是当火车又开始走时，风会再一次吹起来，而且随着火车的速度的增加，风力也会增大。所以我们可以把风的产生分为两种：一种是空气是静止的，而物体是逆着空气而动；另一种是物体是静止的，而空气朝着物体运动。第一种风就是普通的风，第二种风则是因为行走的火车才产生的。
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现在你们会看到：如果大气层是静止的，那么地球表面上的所有物体（除了那些在两极附近的）都会用力拍打着大气层，最后会产生强有力的飓风，就好像大气层自身正在以每分钟28千米的速度在转动，如果是在法国，那就是每分钟20千米。最强的飓风的风速最多是每分钟3千米，在这样的风速下，树木将会被连根拔起，地上的石头会被吹到空中，房子也会被吹翻。假如风速达到7~9倍呢，会有什么样的结果？没有什么可以抵挡得了这样的强风，甚至山都会被它推倒。那么现在，请告诉我，地球绕着地轴转动，而大气层却保持静止，这样会比大气层随着地球转动更好吗？
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大地记 第五章 季节与气候
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由于受到太阳引力的作用，地球围绕着太阳在恒定的轨道上做圆周运动，周期是365天6时9分10秒，如此年复一年，从未间断。在没有任何支点支撑的情况下，地球以每小时10800千米的速度公转，却从来没有偏离过假想出来的运行轨道。仅仅是想想如此快的速度，都会让人感觉眩晕；但同时这个速度也是很缓慢的，只要稍微想一下，就会有一个大体的概念。地球在围绕着太阳转的同时也在自转，自转的周期是24小时，正是由于它的自转，才有了白天黑夜的交替变换。地球自转的轨道并不是水平的，相对于地球的公转轨道，地轴是倾斜的，而且这个倾斜度始终不变。也就是说，地轴的方向一直都是一样的，换言之，不管地球运行到公转轨道上的哪个位置，地轴所指的方向都是一致的。
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图9向我们展示了地球公转轨道上的四个最主要的位置。到A点，6月21日，夏天来了；B点，9月22日，秋天已到；C点，12月21日，冬天降临；D点，3月20日，春天出现了。当地球在A点和B点之间运行时，那就是夏天；B点和C点之间就是秋天；C点和D点之间就是冬天；而D点和A点之间就是春天。在这里，还需特别注意，在四个位置上，地轴指的都是同一个方向。由于地球的自转和公转，地球和太阳之间的相对位置发生了变化，才有了四季的变换。
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图9
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假设现在是6月底了，这个时候的太阳是起得最早的。在我们所在的地方，这段时间，早上4点太阳就会从东方升起开始它一天的行程，日照时间长达16个小时，直到晚上8点太阳才会完全消失不见。正中午的时候，太阳几乎是在我们头顶的正上方，所以要看它的话，必须尽量向上看。不过这时候的太阳是非常耀眼且非常热的！几乎所有的太阳光都笼罩着整个大气层，它的热气也渗进大地。在这个季节，我们会拥有最长的白天和最短的夜晚，白天有16个小时，夜晚有8个小时。再向北一点点，白天时间变长，夜晚时间变短。在有些地方，可能早上6点太阳就升起来，而到晚上10点才落下去；还有些地方，凌晨1点太阳就爬起来了，半夜11点才落下去；甚至有些地方太阳几乎一直照射，太阳还未消失在地平线之前又马上升了起来；离北极很近的地方是没有黑夜的，在那里，你会看到太阳从不落山，晚上和白天一样亮，而在北极圈，太阳有时连续几周甚至几个月都不会落到地平线下，到了晚上依然可以像白天一样看到太阳。
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