乔治·达尔文

英国天文学家

乔治·达尔文（George Howard Darwin，1845-1912）英国天文学家，生物学家查理·达尔文的第二个儿子，生于肯特。 1868年毕业于剑桥大学。自1873年起在该校任教，1883年晋升为天文学和自然哲学教授。1879年被选为英国皇家学会会员。1899年任英国皇家天文学会会长。 1905年，达尔文受封为爵士。

人物介绍

达尔文是第一个对天体演化问题和地质问题采用动力学分析的科学家。通过对液态物质旋转平衡状态的观察和对周期轨道的研究，详细探讨太阳系、地－月系和双星系的起源和演化问题。研究旋转的任何椭圆体的潮汐摩擦对双星系演化影响。1879年提出月球起源的“共振理论”。按照它的解释，月球是由于共振太阳潮引起地球的不稳定性，使其脱离地球而形成的。与此同时，还采用调和分析法来研究和预报海潮；研究大陆和山系对地壳的压力而引起的地壳应力等。达尔文某些设想虽有不正确一面，但他的理论对于天体演化学的发展却起了巨大作用。

达尔文主要著作有：《潮汐》（1898）、《科学论文集》等。

背景理论

乔治·达尔文是生物学家查理·达尔文的第二个儿子，但他并未沉湎于其父在生物学上的巨大声望，而是步入了另一科学领域。他学习天文，且以极佳的成绩毕业于剑桥，包括荣获了数学第二名。1883年，他受聘为母校的天文学教授。

达尔文最杰出的工作涉及潮汐。虽然早有一些学者将月球与潮汐联系起来，但直到牛顿才奠定了潮汐的理论基础，他指出了月球引力对地球洋被的影响。在牛顿之后，拉普拉斯详尽地对引力理论作了广泛的论述，其中也对潮汐作了更详细的探讨。然而，只是乔治·达尔文才分析了由陆障的影响和洋底摩擦效应造成的所有各种不规则性。

达尔文进一步发挥了潮汐摩擦的结论。他自1879年开始的一系列论文中，曾尝试用潮汐摩擦来预言遥远的未来并揭示久远的过去。潮汐摩擦对地球的影响是使它的自转变慢，并使其角动量减小。这种减小必须由地-月系统中其它某处角动量的增加来补偿。如果是月球角动量的增加弥补了地球角动量的减少，那么，这只能意味着月球与地球的距离必须增大。

潮汐的这种影响将迫使月亮慢慢地退离地球，同时地球上的一天也逐渐变长。这种情况将一直继续下去，直到地球的自转慢得使那时的一天等于日长的五十五倍。那时，地球便总以同一面朝向遥远的月亮，太阴潮（月亮潮）便不再起作用。但由于较小的太阳潮仍起作用，所以变化还会继续下去。

再回过头来追溯过去。越往前，地球的自转周期就越短，它的角动量就越大，当然，月球拥有的角动量就越小。这意味着越是早，月亮离地球越近。达尔文如此一直上溯到地球自转速率为六倍的时刻，那时地球实际上将与月球直接挨在一起。达尔文相信，这就表示当时急速自转的地球，由于离心作用而甩出了它的一部分外壳，并因此而丧失了自己的角动量。

这是第一次尝试以已知的数学原理为基础来研究天体演化学，而不只是基于一种模糊的概括。达尔文还尝试了将潮汐摩擦效应运用于恒星系统（包括聚星）的演化。一代人之后，金斯继承并发展了达尔文的工作。

所有这些都有吸引人的地方，起码论及地-月系统时是这样。这解释了为什么月球的密度不如地球大，这是因为根据上述假设它是由地球的外层形成的；它也说明了由花岗岩构成的大陆，为什么不是连续地覆盖了地球的表面。有人甚至提出太平洋（它没有花岗岩）乃是个巨大的洞，它正是地球抛掉一个月亮的地方。

然而，尽管潮汐摩擦和地球自转减慢迄今依然为人们所接受，我们还是有理由怀疑：究竟能不能象达尔文那样，以一直朝前推来证明月亮曾是地球的一部分？如今，在天文学家中更普遍流行的想法是：地球与月亮乃是独立地形成的，虽然在具体细节上依然颇多争议。

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