科普-中华学生百科全书-第576章
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子能宇宙船”发生事故而引起爆炸。另外，还有一些天文学家认为，可能是
某个小行星或彗星侵入到我们居住的地球而引起的爆炸。然而，从爆炸发生
至今，科学家们对爆炸的原委曾提出过 100 多种假设，但仍然众说纷纭，莫
衷一是。
谁能说清地磁的方向
大家都会说，地磁谁不知道！指南针还是中国发明的呢！指南针之所以
能指南北方向，就是因为地磁场的方向是南北的，地球的北极是地磁的 S 极，
地球的南极是地磁的 N 极。
这种说法，并不太准确，人们自古至今都进行了细微的观察。发现地磁
的方向并非正南正北。900 年前北宋的沈括在《梦溪笔谈》中曾对磁针下过
这样的结论：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”
根据当今科学的测量，证明磁针的 S 极确实微微偏东。也就是说，地磁
的 N 极处于南半球南纬 70°10′和西经 150°45′的地方，离北极约 1600
公里罗斯海附近；而地磁的 S 极处于北半球北纬 70°50′和西经 90°的地
方，离北极约 1600 公里的加拿大北海岸附近。
还有更奇怪的事情，地磁的方面不但有些偏离，而且还会倒转。也就是
说，地磁的强度和方向逐渐变化，由强到弱，逐渐变为零，然后地磁的方面
发生倒转。于是，原来的 S 极变成了 N 极，原来的 N 极变成了 S 极。这时候，
如果再用磁针来观察的话，磁针的 S 极指向地球的北极，磁针的 N 极指向地
球的南极了。
这种倒转的情况并不是没有发生过，据科学家们测定和分析，在过去 50
万年里，地磁的方向发生过 5 次倒转。如果再往前推，在过去的 450 万年中，
这种地磁的倒转已经有过 9 次。当然，所有这些倒转都发生在人类文明史之
前，即使最近的一次倒转也要追溯到二三万年以前。因此，人类文明的记载
中一向是认为指南针的 S 极是指南，而不是指北。
既然人类文明史以来，地磁的方向没有根本颠倒过，那么又怎么知道地
磁方向倒转过呢？原来地壳中火山岩石清楚地记载着地磁的变化。当火山爆
发时，从地球内部喷射出大量熔融的岩浆，这些岩浆在冷却时，其结晶体是
按地磁方向整齐排列的。所以我们采用现代的检测手段，比如用放射性的检
测方法，就可以间接地推测出地球不同地质年代的地磁情况。从这些测定和
分析中，就可得出上述地磁倒转的结论。
近几年来，对地磁的研究有了新的进展，美国通过发射的地磁卫星可以
对地磁强度进行精密的测量。测量结果表明，目前地球的地磁强度仍然在减
弱，据推算，再过 1200 年，即公元 33 世纪的时候，地磁又行将消失。到时
候，地球成为一个无磁的星球。这时采用罗盘航海又将迷失了方向，宇宙线
也将肆无忌惮地射向地球。此后或许再度使地磁南北极倒转。这种大变革到
底会给人类带来灾难还是福音，那就无从可知了。但可以相信一点，再过 1200
年，人类科学技术会有更大的进步，人类不但会适应这种自然的变化，而且
会驾驭地磁为人类造福的。
地磁为什么产生？地磁为什么倒转？有的说：地球的两极有着巨大的磁
铁矿。有的说：地球内部蕴藏着巨大的磁性物质，整体形成一根巨大的磁铁。
也有的说：地球是一个电流模型，由于巨大的电流球绕地球流动，使地球产
生磁性。还有的说：地球磁场的变化受地球上空电离层的影响，甚至受太阳
黑子的爆发或耀斑的影响。总之，目前对地磁的解释众说纷纭，但没有一种
权威的理论。地磁之谜还有待于人类去做艰苦的探索。
磁与生命的关系
有人说：地球上生命的存在，依赖于地磁场形成的保护层。这样宇宙中
各种宇宙射线即使有穿透岩层的能量，也被却步在磁场之外。正是在这个保
护层下，生物衍生繁殖，人类安然无恙。再看看其他一些星球，虽然空气、
温度、水分适宜，但就因为几乎没有磁场的保护，至今尚无生命。看来，这
种看法是不无道理的。
正是因为在磁环境下孕育着生命，所以生物与人类有着奇特的感应和适
应能力。一些小动物有着特殊的生物罗盘，比如鸽子可以根据地磁的方向远
距离送信，候鸟可以根据对地磁的感应而长途迁徙，海豚可以在充满暗礁的
险滩上准确地导航。原来这些动物的器官和组织中，都有着磁铁细粒，因此，
它们都有着磁性细胞。正是这些磁性细胞，使它们自身具备生物罗盘而永不
迷向。
作为高级生命的人类来说，当然生物罗盘的作用已退化了，只有少数有
特异功能的人可能还保留这种特点。但是，人与磁仍然有着密切的关系。我
们知道，电与磁是难以分开的，电流能产生磁场，磁场能感应电流。在人体
内，由于生命活动必然产生生物电流，如心电流、脑电流等等。这些生物电
流必然产生生物磁场，由心磁图和脑磁图观测到：心磁场大约是 10…6～10…7
高斯，脑磁场大约是 10…8～10…9高斯，尽管生物磁场比起地磁场来是很小，
但是研究生物磁场对于了解脑的思维、生命的活动却有着重要的意义。
据说，人的心理状态、喜怒哀乐的精神因素，会直接影响心磁场的强度，
而脑的思维情况也由脑子的不同部位的磁信号反映出来。因此可以用人工电
磁信号去取代紊乱的电磁信号，从而达到治病的目的。
提到治病，磁的应用可以说是全方位的。像上面所说，电磁信号可以诊
断和治疗疾病。另外，还可用药物或针疗等办法，比如中医常用磁石作为一
种镇静药。还有现在流行的磁化杯和磁化水，也成为保健物品。
更为奇怪的是磁性的研究可以使人类恢复再生功能成为可能。原始动物
如蜥蜴断了腿或尾巴以后能重新长上，螃蟹掉了螯钳以后还能长出更粗的螯
钳。但是高等动物就不行。通过实践证明，在适当的电磁场下能加速断骨的
愈合，在脉冲电磁场的刺激下，家鼠可以使断肢再生。因此磁疗的研究，在
不远的将来可以使人类能器官再生。这样，人的生命对于我们来说并不是只
一次了，每个人都可以有两次生命。这该是多大的福音呀！
当然，在零磁环境下人类会受什么影响，在宇宙航行或在其他星球居住
时，新的磁环境会对寿命有什么影响，这些都是未来的课题。
地磁起源之谜
自从人类发现有地磁现象存在，就开始探索地磁起源的问题。人类最早、
最朴素的想法就是地球是一块大磁体，北极是磁体的 N 极，南极是磁体的 S
极。这种想法不但中国古代有，在西方 1600 年以前吉尔伯特也提出过这样的
论点。
但是这种论点有一个片面性，地球本身是个大磁体，这说明地磁场的起
因是纯属地球内部的原因。那么地磁场的产生有没有地球外部的原因呢？也
就是说地球在太阳系中运行，太阳的磁场，乃至地球在太阳系中最初生成的
时刻，有没有形成地磁场的因素呢？
通过卫星和宇宙飞船对空间环境的探测，从目前的资料来看，虽然太阳
黑子引起的电磁亚暴会剧烈地干扰地磁场，但是可以排除地磁场形成的外部
原因。
那么地磁场产生的内部原因究竟是什么呢？
一种认为地球内部有一个巨大的磁铁矿，由于它的存在，使地球成为一
个大磁体。这种想象很快被否定了。因为即使地球核心确实充满着铁、镍等
物质，但是这些铁磁物质在温度升高到 760℃以后，就会丧失磁性。尤其是
地心的温度高达摄氏五六千度，熔融的铁、镍物质早就失去了磁性。因而不
可能构成地球大磁体。
第二种看法是认为由于地球的环形电流产生地球的磁场。因为地心温度
很高，铁镍等物质呈现熔融状态，随着地球的自转，带动着这些铁镍物质也
一起旋转起来，使物质内部的电子或带电微粒形成了定向运动。这样形成的
环形电流，必定像通电的螺旋管一样，产生地磁场。但是这种理论如何去解
释地球磁场在历史上的几次倒转呢？
第三种看法认为是地球内部导电流体与地球内部磁场相互作用的结果，
也就是说，地球内部本来就有一个磁场，由于地球自转，带动金属物质旋转，
于是产生感应电流。这种感应电流又产生了地球的外磁场。因此这种说法又
称做“地球发电机理论”。这种理论的前提是有一个地球内部磁场，那么，
这个地球内部磁场又是来源于什么地方呢？它的变化规律又是怎样的呢？这
又无法解答了。
此外还有旋转电荷假说、漂移电流假说、热电效应假说、霍耳效应假说
和重物旋转磁矩假说等等，这些假说更是不能自圆其说。因此，地磁的起源
至今仍然是一个谜。
龙卷风成因之谜
龙卷风是积雨云底部下垂的漏斗状（大象鼻子状）的云柱及其伴随的非
常强烈的旋风，又称龙卷。文献上记载的下降银币雨、青蛙雨、黄豆雨、铁
雨、虾雨，还有血淋淋的牛头从天而降等现象，都是龙卷把地面或水中的物
体吸上天空，带到远处，随雨降落造成的。龙卷的直径约数米至数百米，移
动距离一般为数百米至数公里，个别可达数十公里。龙卷中心气压极低，中
心附近气压梯度极大，因此，风速和上升速度都很大。龙卷中心附近风速一
般为每秒几十至一百米，个别情况达每秒 150 多米，最大上升速度每秒几十
米到上百米。由于漏斗状云柱内气压很低，产生强大的吮吸作用。当漏斗伸
到陆地表面时，把大量沙尘等物质吸到空中，形成尘柱，称陆龙卷；当漏斗
伸到海面时，便吸起高大的水柱，称水龙卷或海龙卷。龙卷风的强大气流能
把上万吨的整节大车厢卷入空中，把上千吨的轮船由海面抛到岸上。1925 年
3 月 18 日美国出现的一次强龙卷，造成 680 人丧生、1980 人受伤；1967 年 3
月 26 日上海地区出现的一次强龙卷，毁坏房屋 1 万多间，拔起或扭折了 22
座抗风力为 12 级大风两倍的高压电线铁塔。龙卷风平均每年夺走数万人的生
命。尽管人们早就知道龙卷是在很强的热力不稳定的大气中形成的，但对它
形成的物理机制，至今仍没有确切的了解。有的学者提出了内引力——热过
程的龙卷成因新理论，但是用它也无法解说冬季和夜间没有强对流或雷电云
时发生的龙卷。龙卷风有时席卷一切，而有时在它的中心范围内的东西却完
好无损；有时它可将一匹骏马吹到数公里以外，而有时却只吹断一棵树干；
有时把一只鸡的一侧鸡毛拔完，而另一侧鸡毛却完好无缺，产生龙卷风这些
奇怪现象的原因更是令人莫测。为了制服龙卷，预测龙卷，人们正努力探索
龙卷形成的规律，解开这个自然之谜。
冬热夏冷怪地之谜
在辽宁省东部山区桓仁县和宽甸县境内，有一条长约 15 公里的地温异常
带。每年春天，这个地带的周围地温逐渐上升，而这个地带之内，地温却渐
渐下降；夏天，这个地带外面温度很高，而地带之内却开始结冰；寒冬时节，
冰天雪地，寒风凛洌，草木枯萎，而在这个地温异常带之内却热气腾腾，温
如暖室。在桓仁县沙尖子
