星云说,最早有名的代表人物有法国的哲学家康德(1724~1804 年)和 法国数学家、天文学家拉普拉斯(1749~1827 年)。1755 年,康德在他的《自 然通史和天体论》这部著作中,曾率先大胆地提出了太阳系起源的星云学说。 他认为太阳和太阳系中的行星(包括地球)、卫星等,都是由同一个原始星 云团演变来的。很早以前,这个星云团中的物质都是在无规则地运动着,彼 此相互碰撞。在其运动过程中,较大的物质吸引了较小的物质,凝结了一些 较大的团块,而且块头愈来愈大。最后引力最强的中心部,吸引的物质最多, 先形成了太阳。外面的小团块,在太阳的吸引下,向中心体下落时与其他小 团块碰撞而改变方向,变成绕太阳做圆周运动,这些绕太阳运动的较大团块, 又逐渐形成九个引力中心,这些引力中心最后凝聚成朝同一方向转动的行 星。地球就是这些行星中的一个。卫星的形成过程与行星相类似。恩格斯对 于康德的星云说,曾给予很高的评价,赞扬康德“在这个僵化的自然观上打 开了第一个缺口”(《自然辩证法》)。说他的星云说,是“从哥白尼以来 天文学取得的最大进步”(《反杜林论》)。 1796 年,拉普拉斯也提出了一个与康德星云说相类似的星云说。拉普拉斯认为:太阳系是由一团巨大而灼热的大致呈球状的气体星云形 成的。由于气体慢慢地冷却而收缩,星云自转速度随之加快,离心力也随着 增大,于是星云就变得十分扁平。在星云收缩中,每当离心力与引力相等时, 就有部分物质留下来,演化为一个绕中心转动的环,以后又陆续形成好几个 环。这样,星云的中心部分凝聚成太阳,各个环则凝聚成包括地球在内的一 个个行星。较大的行星在凝聚过程中,同样能分出一些气体物质环,并形成 卫星系统。 由于拉普拉斯的星云说与康德星云说基本观点有相似之处:都认为太阳 系内一切天体,都有形成的历史,都是由同一个原始星云按照客观规律—— 万有引力定律逐步演变而成的。故人们又将他俩人的星云说,合称为“康德 —拉普拉斯星云说”。当然,这两种星云说,也有不少缺点和错误,曾一度 被后人所冷落。 但是,目前不少天文学家认为,他们的星云说的基本思想还是正确的。
3.中国科学家的新说
近代,我国天文学家戴文赛等,又提出了一个关于太阳系和地球起源的 新学 2-1 拉普斯星云说 说。此学说以老星云说为起点,保留了其合理的部 分,并以宇航科学所获得的有关太阳系的新资料为依据而提出的。戴氏认为, 太阳系是由一原始星云团形成的。在 47 亿年前,宇宙中有一个比太阳大几千 倍的大星云。当密度收缩到每立方厘米为 1/1000 亿克时,内部出现了涡流, 碎裂为许多小星云,其中之一就是太阳系的前身,称为“原始星云”。由于 原始星云是在涡流中形成的,所以一开始就有自转。原始星云在万有引力的 作用下继续收缩,同时旋转加快,形状逐渐呈扁形,并在赤道方向上形成一 个内薄外厚的星云盘。组成星云盘的物质,在万有引力作用下,又不断收缩 和聚集,形成许多所谓“星子”。星子间又不断碰撞、吞并。中心部分由于 收缩力强,密度加大,形成了原始太阳。原始太阳周围形成了行星胎。原始 太阳和行星胎进一步演化,进而形成了太阳和九大行星,即太阳系。该学说 于 1972 年在法国尼斯城所举行的国际太阳系形成学术大会予以发表,得到了 与会者们的普遍肯定。天体起源和演化是自然科学三大基础理论问题之一, 故倍受世界科学界关注。 地球形成的胚胎(也叫地球胎)时期,温度还是比较低的,球内也没有 分层结构,只是由于内部的放射性元素衰变致热,以及原始地球重力收缩和 外部受陨石的频繁轰击等综合作用,才使地球温度逐渐增加。并开始趋于塑 性化和发生局部熔融现象。这时,在重力作用下,物质开始以重沉轻升的形 式发生分异(也称重力分异作用)。较重的元素(如铁、镍等)沉到了地球 中心,形成密度很大的地核。较轻的元素(如硅铝、硅镁等)则上浮到地球 上部,冷却后形成原始地壳。最后终于形成了今日的地壳、地幔、地核各圈 层。 地球在形成后的 10 亿多年,地球表壳是很不牢固的,地下的气体在地内 高温高压下,常常会沿着地表裂隙上升到地球体之外,所谓“脱气作用”。 以后,大约在距今 30 亿年以前,地球上出现了一次大规模的火山活动,这次 火山活动来势凶猛,将地内岩浆和大量的气体、水气带到了地表上空,进而 为地球大气和海洋的生成奠定了基础,并逐渐形成地球早期的大气圈和水 圈。大约在 30 亿~40 亿年前这段时间,地球上的单细胞生命物质也开始诞 生了,然后进一步演化,直至形成后来的各种各样的生物,并出现了生物圈。 最近 300 万年左右以来,又形成了我们的人类圈。