遠古時代，人們認為地球是平的，太陽落到地平面下面，天就黑了。也有人認為，地球是不動的，太陽嵌在天幕上，由于天幕不停地轉(zhuǎn)動才引起太陽東升和西落。現(xiàn)在，人們已經(jīng)明白，每隔24小時經(jīng)歷的一次白天和黑夜是由于地球自轉(zhuǎn)造成的。在圍繞地軸自轉(zhuǎn)的同時，地球又在一個橢圓形軌道上環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)，帶來晝夜交替和季節(jié)變化，使人類及萬物繁衍生息。那么，是什么力量驅(qū)使地球如此永不停息地運動？
宇宙間的天體都在旋轉(zhuǎn)，這是它們運動的一種基本形式，但要真正說明這個問題，首先要弄清楚地球和太陽系是如何形成的，因為地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的產(chǎn)生與太陽系的形成密切相關(guān)。
天文學(xué)家認為，太陽系是由古代的原始星云形成的。原始星云是非常稀薄的大片氣體云，因受到某種擾動影響，再加上引力的作用而向中心收縮。
經(jīng)過漫長的演化，中心部分物質(zhì)的氣溫越來越高，密度也越來越大，最后達到了可以引發(fā)熱核反應(yīng)的程度，從而演變成了太陽。太陽周圍的殘余氣體，慢慢形成了一個旋轉(zhuǎn)的盤狀氣體層，經(jīng)過收縮、碰撞等復(fù)雜的過程，在氣體層中凝聚成固體顆粒、微行星、原始行星，最后形成了一個完整的太陽系天體。
大家知道，如果要測量物體直線運動的快慢，應(yīng)該用速度來表示，但是如何來衡量物體旋轉(zhuǎn)的狀況呢？有一種辦法就是用“角動量”。一個繞定點轉(zhuǎn)動的物體，它的角動量就是質(zhì)量乘以速度，在乘以該物體與定點的距離。
物理學(xué)中有一條非常重要的角動量守恒定律，就是說，一個轉(zhuǎn)動的物體，只要不受外力作用，它的角動量就不會因物體形狀的變化而發(fā)生變化。例如一個芭蕾舞演員，當(dāng)他在旋轉(zhuǎn)的時候突然把手臂收起來（質(zhì)心與定點的距離變小），他的旋轉(zhuǎn)速度就會自然地加快，因為這樣才能保證角動量不變。這一定律在地球自轉(zhuǎn)速度的產(chǎn)生重有非常重要的作用。
原始星云原本就帶有角動量，在形成太陽系之后，它的角動量仍然不會損失，但已經(jīng)發(fā)生了重新分布，各個星體在漫長的演變過程中都從原始星云中得到了各自的角動量。由于角動量守恒，行星在收縮的過程中轉(zhuǎn)速也將越來越快。地球也是這樣，它獲得的角動量主要分配在地球繞太陽的公轉(zhuǎn)、地月系統(tǒng)的相互繞轉(zhuǎn)以及地球的自轉(zhuǎn)中。
我們很容易產(chǎn)生錯覺，常常以為地球的運動是均速運動，否則每一日的長短也會改變。物理學(xué)家牛頓就這樣認為，他把宇宙天體的運動看成是上好發(fā)條的鐘，認為它們的運行準(zhǔn)確無誤。而實際上地球的運動也是在變化的，而且非常不穩(wěn)定。
有人研究“古生物鐘”時發(fā)現(xiàn)，地球的自轉(zhuǎn)速度逐年變慢。距今4.4億年前的晚奧陶紀(jì)，地球公轉(zhuǎn)一個周期需要412天；而到了4.2億年前的中志留紀(jì)，每年只有400天；到了3.7億年前的中泥盆紀(jì)，億年為398天；到了1億年前的晚石炭紀(jì)，每年大約是385天；到了6500萬年前的白堊紀(jì)，每年是376天；而現(xiàn)在億年是365.25天。科學(xué)家認為，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，是由于月球和太陽對地球潮汐作用的結(jié)果。在地球上，面向月球及其相反方向的海面會因為潮汐力而發(fā)生漲潮現(xiàn)象，面向月球一側(cè)的漲潮是因為月球的引力大于離心力之故，而相反一側(cè)則是因為離心力大于引力的緣故。當(dāng)發(fā)生潮汐時，海水與海底產(chǎn)生摩擦，使得海面發(fā)生變化需要一段時間，因而對地球的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生牽制作用。這種牽制力會使地球自轉(zhuǎn)減慢。
由于人類發(fā)明了石英鐘，便可以更準(zhǔn)確地測量和記錄時間。通過一系列觀測和研究發(fā)現(xiàn)，在一年內(nèi)，地球自轉(zhuǎn)存在著時快時慢的周期性變化：春季自轉(zhuǎn)比較緩慢，秋季則加快。科學(xué)家認為，這種周期性變化的原因，與地球上大氣和冰的季節(jié)性變化有關(guān)。另外，地球內(nèi)部物質(zhì)的運動，如重元素下沉、輕元素上浮等，都會影響到地球的自轉(zhuǎn)速度。
除此之外，地球公轉(zhuǎn)也不是均速運動。地球公轉(zhuǎn)的軌道時橢圓形的，最遠點與最近點相差大約500萬千米的距離。當(dāng)?shù)厍蛴蛇h日點向近日點運動，離太陽近的時候，受太陽引力的作用就會加強，速度也就變快。由近日點到遠日點時則相反，地球的運行速度會減慢。
另外，地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道并不是垂直的，地軸也并不是穩(wěn)定的，而是像陀螺一樣在地球軌道面上做圓錐狀旋轉(zhuǎn)。地軸的兩端也不是始終指向天空中的某一個方向，而是圍繞著一點不規(guī)則地畫圓。地軸指向的不規(guī)則，是地球運動造成的。
由此可知，地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)包括了許多復(fù)雜的因素，并不只是簡單的線速或角速運動。
地球還同太陽系一起圍繞銀河系運動，并隨著銀河系在宇宙中飛馳。地球在宇宙中運動不息，這種奔波可能使它形成時便開始了。地球仍然在運動著，它的加速、減速與太陽、月亮以及太陽系其他行星的引力有關(guān)。那么，地球最初是怎么運動起來的呢？是否存在所謂的第一推動力呢？
17世紀(jì)，意大利科學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn)了慣性定律：一個運動的物體，只要不再受到外力的作用，慣性就會使它保持著原來的速度和方向一直運動下去。后來，物理學(xué)家牛頓在發(fā)現(xiàn)了三大運動定律和萬有引力定律之后，曾用他后半生的全部精力來研究和探索第一推動力。它得出了這樣的結(jié)論：上帝設(shè)計并塑造了這完美的宇宙運動機制，且給予了第一次動力，使它們運動起來，但這顯然與現(xiàn)代科學(xué)格格不入。
那么，地球運動的能量又從何而來？假如地球運動不需要消耗能量的話，那么它是永動機嗎？這些問題現(xiàn)在都還沒有答案。
