太阳辐射的分布

在研究太阳昼间的温暖在维持水汽环流中所起的作用时，哈雷于 1693 年提出了计算每个季节里这温暖在地球各个纬度上的分配比例的方法

（Phil.Trans Vol.XVII，No.203）。他知道，除了大气干涉而外，任何受到日照的地方之接受热量的速率都与太阳在观察时的高度之正弦成正比。然而，总的说来太阳高度在一天里面不断地变化着；哈雷把太阳变化的热效应总加起来这种方法，相当于求太阳高度之正弦从日出到日没的时间积分：“取日照的持续时间为基底，太阳高度的正弦为直立于其上的垂线，过这些垂线的端点画一条曲线，则所包围的面积将正比于在该段时间内所收集到的全部太阳光线的热量。”

要对任何给定的纬度和太阳偏角的值来作这样的曲线和测量其面积，是一个困难的问题。哈雷利用一种有关的几何方法成功(324)地证明，所要求的这个面积相似于在一个直立圆柱 ABCD（图 181）的正截影（NPOQ）和斜截影

（DPBQ）之间截取的那个曲面（QBPO）之面积。利用阿基米德的某些定理， 即可计算这个面积（用 PQ、BC、BO 和弧 QOP）；当对于给定的纬度和偏角值， 今 BO 等于太阳子午高度的正弦，弧 QOP 等于太阳在地平线上的周日弧时，这面积便给出了太阳热效应的量度。

图 181—太阳辐射的分布

这样，哈雷便列出了一个表，载明在二分点和二至点时，每十度纬度所

收到的周日热量。例如，如果取赤道处二分点时收到的热量为 20，000，则北纬 50°处二分点时的热量为 12，855；在夏至为 22，991；在冬至为 3，798。我们还得到了一个有点出乎意外的结果：（若略去大气因素）北极夏至收到的热量明显地超过赤道二分点时的热量——25，055 对 20，000。关于极地实际上比赤道地区冷得多这一点，哈雷主要将之归因于极地漫长的夜间：“在二分点时有十二个小时没有太阳，但热量所由产生的太阳光线之以前作用所引起的运动，在太阳重新升起之前仍然还有很少一点。但在极地，在长达六个月之久的没有太阳的严寒期间，空气是那样寒冷，以致可以说已经冻结； 在太阳非常接近这里之前，怎么也不会感觉到太阳的存在⋯⋯”。哈雷忽视了重要一点：极地的阳光由于穿过了地球大气厚厚的吸收层而变得暗淡了。

（参见 G.Hellmann，Beitragezur Geschichte der Meteorologie， Ber-lin，1914，etc.。）

第十五章 化学(325)

在近代之初，化学研究沿着三个主要趋势发展。首先，探求哲人石或某种别的把贱金属植变成黄金之手段的炼金术研究仍然盛行。其次一个趋势是把化学知识转用于医药。这个称为医药化学的运动还没有完全脱离炼金术那种探求长生不老药和万应灵药的研究，这两种药物是想无限期地延长人的寿命和医治人身的一切疾病。古代人在这方面已经做过种种尝试。不过，医药化学的主要推进者是帕腊塞尔苏斯（1493—1541），新时代肇始时的一些最有才华的化学家都师承帕腊塞尔苏斯。第三个趋势同矿业密切有关。这种重要的工业既有着实际的需要，又提供了进行仔细观察和实验的大量机会。这一切导致从很早起就积累了相当可观的有关金属及其处理方法的知识。然而，从事这种工作的人都没有把自己的见解写成书本，尤其是没有写成当时学者所崇尚的思辨论著。不过，随着印刷术的应用，情况开始变化，逐渐出版了不少书籍，比较详细地介绍了矿工的实用知识。正象约翰·巴普蒂斯塔·范·赫耳蒙特（1577—1644）的著作最完备地记述了医药化学运动一样， 格奥尔吉乌斯·阿格里科拉（也叫鲍尔）（1494—1555）的著作最系统地记述了这第三个运动。上述三种趋势彼此有一定程度的抗争，相互批评时也不乏过激的言词。不过，这些运动的追随者们大都或多或少沾染有炼金士所提出的那些思想。