天文與地理

Ch03 年輕與古老的岩石：花崗岩

山有年輕的山也有年長的山，岩石也有年輕與年長的分別，但是兩件事不能混為一談。你可能會想，年長的山是由年長的岩石構成，而年輕的山則是由年輕的岩石構成，然而這卻不是絕對的。當大自然在創造新的高山的時候，使用的是當地的岩石，就好像工人可以用舊的石頭來蓋新房子一樣。在大自然中，重新回收利用是很普遍的事情，因此年輕的山可以是由各種年紀的岩石所組成。我們現在知道岩石有年輕的、有古老的、有各種年紀的岩石。那麼，哪一種岩石的年紀最大呢？

要找到最年長的岩石，必須深入地下。最古老的岩石是埋藏在每一座山、每一塊地的下方，在所有的農田、湖泊、森林、道路與城市底下，這種岩石是一種淺色的岩石，叫做花崗岩。花崗岩深埋在每一塊大陸的深處。我們所行走的土地上覆蓋著泥土，泥土之下有石灰石或砂岩，再往下還有各種岩石，如果不斷向下探索，最終總能夠找到花崗岩。（我們會在以後的課程繼續探索花崗岩底下的東西。）

然而，不是只有在地底深處才能找到花崗岩，有時候花崗岩也會出現在我們周遭，或是出現在高度很高的地方。阿爾卑斯山主要是由石灰石與其它岩石所組成，但是阿爾卑斯山的山峰卻是由花崗岩組成。蘇格蘭也有花崗岩，舉例來說，凱恩戈姆山就是花崗岩山。當你走在花崗岩之上時，要記得這是一種非常古老的岩石，這種岩石深入大地之中，是從大地最初就存在的岩石。

花崗岩有一個美麗的傳說：

神想要創造一種強壯又堅固的石頭，讓人們可以一輩子安穩地在上面行走。神找來了祂的僕從，聖靈與天使，神說：「將你們的禮物帶來，我要用這些禮物創造出第一顆岩石。」

神的身邊有三群天使。第一群是智慧天使，智慧天使的長老帶了一塊石頭上前拿給天父。這塊石頭是透明的，清澈如水。這位天使說：「天父，祢將智慧之光賜給了我們。這塊石頭就像是智慧之光，願人們的思緒如同這塊閃亮的水晶。」

第二群天使上前，這些天使是力量與能力的天使。天使的長老來到神的面前，他的右手拿著一顆黑色石頭，左手則拿著白色石頭。這位天使說：「這兩顆黑白的石頭，是力量之石。這石頭可以帶給人們精力與力氣，讓人們能夠將智慧化為行動。」

第三群天使是愛與溫暖的天使。天使的長老帶來了綠色與紅色石頭。他說：「這些石頭蘊含著我們溫暖的心，可以變成許多型態，用許多種方式來為人們服務。」

於是神就從三種禮物當中創造出了第一顆岩石，由光、力量與溫暖這三種禮物造出了最古老的岩石：花崗岩。

花崗岩有許多種類，但是一定是由三樣東西所合成的：清晰、透明的石英，黑色或白色的雲母（會在光線下閃閃發亮），還有粉色、白色或綠色的長石（花崗岩的顏色就是長石的顏色）。我們之後會學到，最適於種田的泥土就是來自於長石。我們所食用的麵包就是來自長石形成的大地。

偉大的花崗岩是最古老的岩石。共分為三個部分：石英（光的禮物）、雲母（力量的禮物），還有長石（溫暖的禮物）。



Ch18. 日曆是怎麼產生的？

在石器時代初期，人類只會打獵。他們不需要小心觀察季節變化，因為打獵不論冬天或夏天都可以進行。在古老的波斯，進入了新石器時代後，農業文化也誕生了，人們開始種植並採收作物，這時季節的變化就變得非常重要。

農夫也是最初需要日曆的人。不同種類的穀物與植物，需要在不同的時間播種跟收割。因此，農夫需要知道現在是一年當中的什麼時期。但是當時還沒有日曆（連書都沒有），人們必須要找到方法來確保正確的種植時機。

以英國為例，睿智的祭司帶領人們建造了由大石塊圍成的巨石陣。這是一個神聖的場所，也是一種大型的日曆。石頭的作用就是標記太陽在一年內的路徑。祭司會仔細觀察巨石的陰影，這些影子在一年當中會有所變化。這些影子就像是大時鐘的指針，指針並非指出小時，而是指出月份。祭司就藉著觀察陰影，告訴人們何時該播種或收割羊毛。

遠在亞洲的巴比倫，祭司也觀察了太陽的路徑。巴比倫這時已經是個偉大的文化，有許多雄偉的都市。祭司們建造了許多大型的天文台，耐心又仔細地觀察著太陽、月亮與星星的路徑。

觀察天象不單只是為了農業。巴比倫的祭司表示，正如同某些植物只能在特定的時間生長一樣，偉大的戰士也同樣會出生在一年內特定的時間，即春分後的一個月內。若一個小男孩是在二月出生，就會是一個有學問的祭司。每個月都以此類推，甚至每天都不同。所以每當巴比倫有小孩出生時，祭司就會依照出生的日子，將孩子的命運告訴父母。

上述種種原因使得巴比倫祭司非常小心仔細地觀察太陽、月亮與星星。就是因為這樣，我們才知道一年有十二個月、五十二週，每一週有七天，而每天是由兩個十二小時所組成。這些時間概念都是當年巴比倫的祭司所發現的，而巴比倫就位於中東的幼發拉底河與底格里斯河之間。

為了要知道一年有幾天，巴比倫的祭司使用石柱或石塔測量，在一年當中白日最長的夏至中午測量石柱的影子。這個時候的影子比起一年當中任何的一段時間都來得短。然後他們開始計算日子，直到影子又回到同樣的長度為止。他們數出一年有三百六十五天，但是第三百六十五天的陰影卻仍然稍稍長了一點，也就是說太陽並沒有回到原來的位置。所以他們又等了三百六十五天，這一次的影子仍然比一開始的影子長。然後又過了三百六十五天，仍然發生同樣的事情。至此，他們度過了三次三百六十五天，卻都沒有在白日最長的一天得到相同的影子長度。第四次的時候，他們終於首次量到了相同的影子長度，但是卻花了三百六十六天。造成這現象的原因在於，一年的真正長度並不是三百六十五天，而是三百六十五又四分之一天，也就是三百六十五天又六個小時。這就是為什麼閏年會多出一天，即二月二十九日的原因。

巴比倫的祭司使用影子來測量出一年真正的長度，也就是三百六十五又四分之一天。羅馬人也用另一種方法發現了這一點。他們先算出了三百六十五天，過了一年又一年，四年之後計算的天數只領先了太陽一天，沒有人注意到有什麼差別。但是一百二十年後，他們計算的日子已經領先太陽一個月了，當他們以為是四月的時候，太陽卻在三月的春分點。人們試了很多種方法要改正錯誤，但是卻弄得越來越糟，直到凱撒大帝的時代才出現轉機。凱撒大帝當時遊經埃及，當地的祭司口中得知一年不只有三百六十五天，所以凱撒大帝改變了羅馬的曆法，加入了閏年。他發起的曆法就被稱為凱撒曆。

然而一年的長度並不是剛好三百六十五天又六小時 ， 而 是三百六十五天五小時四十八分四十五秒。凱撒大帝並不知道這件事，但是這一個小錯誤讓他的曆法有誤，每一年都會慢太陽十一分十五秒。這段時間在一年當中並不算什麼，但在一千六百年後，這個小誤差就變成了十天。人們慢了太陽十天，也可以說是太陽比日曆快了十天。如果這樣繼續下去的話，我們就會在冬至後的一個月才慶祝聖誕節，而不是冬至後的兩天了。

於是，在一五八二年，當時的教皇格里高利十三世又改變了一次日曆。首先，為了將日期回歸正常，他刪去了十天。十月四日星期四的隔天並不是五日，而被改成了十月十五日星期五。很多人都不喜歡這個改變，英國當時還發生了許多暴動，因為人民認為政府奪走了他們生命當中的十天。不過，由於英國另創英國國教，這項改變晚了七十年才執行。

從日曆上刪除十天只能改正過去的錯誤。為了在未來能彌補每一年多出的十一分十五秒，這個曆法（稱為「格里曆」）也做了調整，至今仍被人們所採用：

● 每四年為一閏年（任何可以被四整除的年份都是閏年，例如一八六八、一九九二、二○一六）。

● 每一千年卻不是閏年，除非能夠被四百整除（所以一七○○、一八○○與一九○○都不是閏年，一六○○與二○○○則是閏年）。

計算一年看來似乎很簡單，但是我們現在知道這是件很複雜的事。就算現在使用的格里曆已經如此複雜，卻仍然不是正確的。現在每一年會多十一秒，需要花上四千年才會讓這個誤差變成一天，所以我們並不需要擔心。

問題的根源在於一年的時間並不能整除，一定會留下餘數。如果算到小數點就會變成無限小數。一年的長度在數學上稱為無理數，這也表示太陽的路徑無法使用簡單的數字來表示。

Ch03 年輕與古老的岩石：花崗岩

山有年輕的山也有年長的山，岩石也有年輕與年長的分別，但是兩件事不能混為一談。你可能會想，年長的山是由年長的岩石構成，而年輕的山則是由年輕的岩石構成，然而這卻不是絕對的。當大自然在創造新的高山的時候，使用的是當地的岩石，就好像工人可以用舊的石頭來蓋新房子一樣。在大自然中，重新回收利用是很普遍的事情，因此年輕的山可以是由各種年紀的岩石所組成。我們現在知道岩石有年輕的、有古老的、有各種年紀的岩石。那麼，哪一種岩石的年紀最大呢？

要找到最年長的岩石，必須深入地下。最古老的岩...

前言

地理學
ch 1. 大地的孩子
ch 2. 山的故事
ch 3. 年輕與古老的岩石：花崗岩
ch 4. 地球的地基：最早出現的岩石
ch 5. 火山噴發形成的火山岩
ch 6. 不安定的大地
ch 7. 不同的岩石種類
ch 8. 進一步了解石灰岩
ch 9. 植物形成的岩石：煤炭
ch 10. 水的力量及影響
ch 11. 水的循環
ch 12. 循環流動的風
ch 13. 冰河時期與冰河地形
ch 14. 愛丁堡的亞瑟王座山的故事

天文學
ch 15. 心臟與太陽
ch 16. 太陽每天的路徑
ch 17. 一年當中太陽的變化
ch 18. 日曆是怎麼產生的？
ch 19. 日晷與時間
ch 20. 北極星與星星的運行
ch 21. 大地的曲線
ch 22. 經度與緯度有什麼用？
ch 23. 完美的形狀：圓形
ch 24. 天狼星與天上的眾星
ch 25. 星星與太陽每日的路徑
ch 26. 黃道十二宮與晝夜平分點的歲差
ch 27. 宇宙年或柏拉圖年
ch 28. 七大古典行星
ch 29. 最靠近地球的月亮
ch 30. 潮汐與月亮的其他影響
ch 31. 復活節的由來
ch 32. 認識太陽系的行星
ch 33. 發現畢氏定理：畢達哥拉斯
ch 34. 整合古希臘天文學：托勒密
ch 35. 現在天文學之父：哥白尼
ch 36. 偉大的星象觀測者：第谷．布拉赫
ch 37. 提出行星運動三大定律：克卜勒
ch 38. 伽利略與望遠鏡
ch 39. 用望遠鏡觀察，發現更多疑問
ch 40. 彗星與隕石
ch 41. 地球的大氣層

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