為什麼說木星是地球生命的守護神?

木星的傳說

「守護神」的提法，首先來源於神話傳說；爾後，我們將從天文學的科學角度來闡述其意義。在我們中國，自古以來木星被稱為「歲星」，以它在星空的位置來紀年，稱為歲星紀年法。在春秋時期，人們發現木星在周天繞行一周的時間約12年，便把周天分為12個等長的部分，叫作星次，每個星次都有名稱，如：鶉首、鶉火、鶉尾……等。由於木星的軌道面非常接近黃道面，因此十二星次相當於把黃道十二等分。木星一年行經一個星次，這一年便以這個星次為名。如《國語·周語》記載：「昔武王伐殷，歲在鶉火」。歲星紀年法常見於中國古代的歷史記載中，但更被佔星術的推算所應用。

圖1 哈勃太空望遠鏡拍攝的木星。

由於歲星與年歲更迭有關，而一年四季的變遷又支配著農業的運作。於是，中國古人遂認為木星與農業之間有著特殊的聯繫，因而賦以極為崇高的地位。編撰於西漢初年的《淮南子·天文訓》結合分野理論記載著一段文字，大意是：歲星所在之處五穀豐登，第三年會有饑荒，第六年進入衰落，第十二年後歲星回歸，又開始興盛。由此可見，木星主宰的運程也有十二年的周期。在《史記》《漢書》等史書中也明確記載歲星是主管農業的星辰。自古以來，人們建造了專門的廟宇來供奉歲星。這一祭祀制度一直延續到了晚清。

有許多青少年朋友，相信西方的十二天宮圖（即十二黃道星座）。他們根據自己的生辰認定一個「本命星座」，來佔卜自己的前程和命運。雖經有識之士對此以科學原理加以剖析，說明沒有科學根據，但仍有許多人樂此不疲；甚至某些無良媒體也推波助瀾。筆者忽發奇想，能否來個「中西合璧」，即當木星進入本命星座的那一年作為「本命年」。這樣，當年既有本土神祗的護佑，又有西方命相的加持，必定福星高照，大吉大利！可隨後也得小心十二年周期的運程喔。

圖2 朱庇特雕像

在西方，木星也被人們推崇備至。木星的英文名 Jupiter，中文譯名朱庇特，是羅馬神話中的眾神之神，天空的主宰，在諸神中地位最高，相當於希臘神話中的宙斯。在羅馬神話裡，朱庇特代表天空、雷電、農業和正義。他的甘霖雨露滋潤田野和葡萄園，他的閃電武器照亮夜空，震懾魑魅魍魎。因而，朱庇特是護佑人類的大神。古羅馬的人們在卡皮託爾山建築了他的寺廟，極其宏偉莊嚴。

木星對地球的影響

神話畢竟是神話。從天文學的角度來看，木星對地球真的有那麼大的影響嗎？

要說木星對地球有直接的影響，就現代的科學認知來說，主要是木星的引力和磁場，因為這兩者都是長程作用。木星對地球的引力，會在地球繞太陽的公轉運動上產生小量的攝動；也會產生潮汐力，這與距離3次方成反比，即使在它與地球距離最近時（約6億3千萬千米，是地月平均距離的1640倍）對地球所產生的潮汐力只是月球的百萬分之6，可見影響微乎其微。木星的磁場強度是地球本身的十餘倍，可是它的距離遙遠，實際的作用是零。

那麼，木星對於我們人類究竟有什麼意義呢？說來話長。我們可以從兩個層面來說明：首先是木星在地球形成中的作用；其次是木星為哺乳動物的進化創造了條件，進而人類得以誕生。

傳統的太陽系演化學說認為類地行星包括地球之所以在內太陽系形成，是因為很高的溫度和猛烈的太陽風把巨量氣體驅趕到太陽系的雪線以外，因而在雪線以內只留下了較少量的物質，也就只能形成小質量的行星。到了上世紀90年代，當天文學家成功地探測到太陽系外行星後，發現了一些「熱木星」，這就顛覆了傳統觀念，也就是說在所謂的雪線之內也能形成巨行星。有的天文學家重新審視太陽系行星的形成過程，於是有了這麼一種觀點：木星原先也是「熱的」，即它形成於內太陽系，後來由於為保持整個太陽系角動量的平衡，逐漸向外轉移，直到現在的位置。當木星聚集了內太陽系的大部分物質以後，造就了小質量的類地行星形成的條件。

類地行星是巖態的，其中有一個是我們的地球，而地球又恰恰是在木星讓出來的太陽系宜居帶之內。除此之外，在其他行星形成理論中，木星的演化對於類地行星的形成也扮演著重要的角色，可以說如果沒有木星，那麼在太陽系的宜居帶裡恐怕就不會有我們的地球了。

柯克伍德空隙

在火星與木星的軌道之間有一個小行星帶，那裡有上百萬顆大大小小的小行星密集地環繞太陽運行。1877 年美國天文學家柯克伍德指出，由於受到木星強大的攝動，小行星空間分布區域中有空隙。後來果然在小行星帶裡發現了幾個這樣的空隙，那裡幾乎沒有小行星，被稱為柯克伍德空隙。空隙上小行星的運行周期與木星的周期成簡單整數比。設木星的平均角速度為n1，小行星的平均角速度為n，現已發現並證明了當n1/n為1/2、3/7、2/5、1/3 時，小行星的分布出現空隙，稱為n：n1共振。這種情況在土星的光環裡也發現了，如A環與B環之間為卡西尼環縫，卡西尼環縫與土衛一處於2:1共振。

圖4 柯克伍德空隙

那麼，這些空隙是緣何產生的呢？就要說到共振效應了。在柯克伍德空隙中有一個 2.5AU（即距離太陽 2.5天文單位）的小行星帶空隙特別重要。根據克卜勒行星運動第三定律和木星的軌道半徑容易計算，在這一距離上公轉的任何小行星的平均角速度為n=3·n1，即小行星軌道周期正好是木星軌道周期的1/3。共振之所以發生是因為每當一顆2.5AU上的小行星轉過3圈，木星轉過1圈，兩者回到同一個相對位置上。木星給這顆小行星微弱的攝動，總是在同一方向上。這個效應不斷累積起來，就像精確地以確定的頻率推動一副鞦韆，作用累積起來，鞦韆的擺動幅度越來越大。

因此，日積月累地2.5AU距離上的小行星的軌道變得不穩定了，小行星帶的這個區域裡的天體終於被清除出去。任何從別處偶然闖入這個區域的小行星終將因相同的機制而逐離。2.5AU上的柯克伍德空隙因3:1共振而形成，其他空隙也產生於與木星的共振。計算表明這些從共振軌道上清除出來的小行星的新軌道與地球軌道相交的概率很高。換句話說，這些小行星撞擊地球的機會很大，從而給地球造成災難性的後果。當然，這種撞擊在太陽系早期較多，在空隙形成後就很稀少了。

在這些撞擊中最值得強調的是6500萬年前白堊紀晚期的一次。那時，地球上佔統治地位的動物是恐龍，哺乳動物雖然已經產生，但是生存和發展的空間受到恐龍的極度壓制。一個直徑約10千米的小行星撞上了地球，劇烈地改變了生態環境，恐龍不能適應改變而滅絕。哺乳動物作為新物種利用變化了的條件趁勢而起；我們人類正是哺乳動物進化的產物。無論如何，如果不曾發生小行星撞擊，哺乳動物可能還在恐龍統治的世界邊緣艱難度日。來自3:1柯克伍德空隙的小行星很可能是這個人類的「催生婆」，而派遣她來到地球的正是木星。

當你仰望星空，看見閃閃發亮的木星時，你曾想到過木星與我們人類會有這樣的淵源麼？