不但要知道天气，还要让孩子知道气候

地球气候的变化对数学的历史有很大的影响，看到后面你就会深信不疑，所以，我们有必要让孩子知道地球气候的变迁。

孩子们很容易理解天气的变化，他们从出生就有切实的感受，春夏秋冬对他们来说并不陌生，可是他们不太容易理解在地球的历史上气候所发生的变化。更不知道的是，气候对数学发展历史的深刻影响。

很多孩子不知道我们地球上的气候在不同的时期是不相同的。他们不知道在过去的数亿年中，比现在更炎热和更寒冷的时期曾经交替出现，今后还会是这样。引起气候变化的原因是多种多样的，包括太阳辐射强度的变化，大气层中气体成分的变化，洋流的改变，还有地球板块的漂移等等。

稚嫩的孩子知道不好的人类活动造成了沙漠，但是他们无法解释原生沙漠是怎么回事，甚至没有原生沙漠这个概念；他们知道战争可以改变历史，但是他们不知道大自然才是改变历史的更为强大的力量；他们知道丝绸之路曾经是东方和西方的贸易走廊，但是他们不知道为什么会悄然中断。

告诉孩子，地球的气候对于数学的历史也会产生巨大的影响。埃及尼罗河每年一次的泛滥促进了埃及土地测量技术的发展，接下来你可以看到埃及的数学成就集中在面积的计算。两河流域的干旱气候使得那里的人们使用独特的书写“纸张”，那一块块未经烧制的泥砖竟然可以保留几千年而上面的数学成果毫发无损。寒冷的气候阻挡了数学从南欧向北欧方向传播。极度干旱降临丝绸之路的时候，不但断了商人的财源，也使得东西方的数学朝着完全不同的方向发展。

所以，如果你想从数学历史的脉络来给孩子创造数学熏陶的氛围，地球的气候，尽管占据的篇幅不大，却不可以回避。原始的地球大气主要由很轻的氦气和氢气组成。很快就散发到宇宙中去了。与此同时，火山喷出的气体组成了新的大气，它主要由水蒸气、二氧化碳和少量的氮气组成。随后，连绵不断的大雨形成了海洋并溶解了大部分的二氧化碳。水分子在紫外线的作用下发生分解，大气中开始出现了氧气和臭氧。由于臭氧层对紫外线的阻隔作用以及植物的光合作用，大气中的氧气的浓度始终保持稳定。在最近的6亿年中，大气中化学成分的比例基本上没有变化。

温室效应对生命的出现起了重要作用。事实上，在40亿到30亿年前，太阳的辐射强度只有现在的25%，然后开始直线上升。假如在大约20亿年前大气的组成不与现在类似的话，那么地壳将会全部被冰雪覆盖，但这种景象未能发生，其原因就是由于浓密的二氧化碳和水气产生了很强的温室效应，使地球保持了温暖，并使得在35亿年前在地球上出现了最初的生命。

在大约7.5亿至5.8亿年前， 地球表面曾4次几乎全部被冰雪覆盖，称为雪球时期。那时，太阳的辐射能大约比现在少6%， 促使地球变冷， 陆地主要集中在赤道附近。此外，由于冰雪覆盖的地球反射了部分阳光，加速了地球变冷的速度。后来，由于大雨停止和火山不断喷发，大气中的二氧化碳的浓度变高——比现在高350倍，产生了强烈的温室效应，才使冰雪逐渐融化。

在大约1亿年前的白垩纪，地球达到较高的温度。当时，地球的平均温度为22.8摄氏度，比现在高7摄氏度多，地球两极的冰雪也全部融化。气候如此炎热的原因，是由于火山喷发产生的大量二氧化碳造成了强烈的温室效应。此外，由于板块漂移造成了大陆的重新分布，也使聚集在赤道附近的热量可以通过海洋暖流输送到地球的各个区域。

在最近100万年间，由于地球轨道的变化，发生了地球冰期与温暖期交替出现的现象，天文学家米兰柯维奇指出，地球气候变化存在着三个天文周期：每隔2.58万年，地球的自转轴倾角变化一个周期——称为岁差；每隔约4万年，地球黄道与赤道的交角变化一个周期；每隔约10万年，地球公转轨道的偏心率变化一个周期。

最后的大冰期称为第四纪冰期，它开始于8万年前，1.8万年前达到顶峰。现在的阿拉斯加、加拿大和今天美国的北部都被一整块冰覆盖着，冰层的厚度将近1000米。在欧洲，冰层推进到了今天的汉堡和柏林。但在南半球，冰层的推进却缓慢得多。后来温度迅速回升，在大约1.2万年前冰层开始融化。最后一次大冰期就这样结束了。

大约在1.1万年前，地球刚脱离上一次的冰期却又忽然回到另一个冰期， 这就是著名的新仙女木冷期， 它大约持续了1000年，这是因为北大西洋深水输送带突然中断造成的。

在新仙女木冷期后的最初几个千年，地球的气候曾经很热。在9000至5000年前。地球的温度升高了几摄氏度，形成了所谓的“气候最适期” 。

在公元1400年至1500年，地球的温度又突然下降，历史上称为“小冰期” 。 在1434年至1435年，英国曾连续降雪40天。在1608年冬季，英国所有的牲畜都被冻死，整个康斯坦茨湖都结冰了。1789年冬， 几乎所有欧洲的河流都冻结了。只是在19世纪后半期冰川才开始后撤。