黑子
1607年5月18日,著名天文学家开普勒正在和往常一样观测太阳,突然间,他几乎不能相信自己的眼睛——太阳的表面竟然出现了一个黑色的小点。难道是自己的眼花了?他又仔细地观察了一遍,小黑点确实在那里。这究竟是怎么回事?开普勒坚信,万能的上帝所创造的太阳是完美无缺的,绝不会有任何瑕疵存在,哪怕就是这样一个小黑点。这个小黑点可能是“金星凌日”所引起的,无需深究。就是这样一次主观的武断,让这位伟大的科学家失去了一次重要的科学发现。
与此同时,意大利科学家伽利略也正在对太阳进行长期的观察研究,他为此还发明了天文望远镜,并最终得出结论:太阳的表面确实存在着黑斑,并把这些黑斑称为“太阳黑子”。伽利略不顾教会的强烈反对,于1610年公布了自己的这一科学发现,震动了整个欧洲。
但是后来人们发现,在伽利略发现太阳黑子约2000年前,中国人早就有了许多有关太阳黑子的记录。
现今世界公认的最早的黑子纪事,是汉河平元年(前28年)三月所见的太阳黑子现象,载于《汉书·五行志》:“三月乙未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央”,这是世界公认最早的明确无误的太阳黑子记录。该记录把太阳黑子出现的准确时日、形状与大小以及在日面上的位置均作了简洁、可靠的描述。事实上,在这以前,我国还有更早的有关黑子的记载。在成书于汉武帝建元元年(前140年)的《淮南子》这一著作的卷七《精神训》中,就有“日中有踆乌”的叙述。踆乌,是古代传说中太阳里的三足乌鸦,又叫金乌。后来人们就用金乌来代表太阳,在文学描写中常有“金乌西坠”,就是指太阳落山了。
《汉书·五行志》中有关黑子的记录
在中国古代还有关于后羿射日的传说,后羿射日之时,太阳中有三足乌鸦坠落于地。神话传说中的三足乌鸦就是古人对于黑子的想象。古人看见太阳中有黑子,认为是乌鸦居于其中,又为了有别于自然中的乌鸦,加一脚以辨别。在马王堆出土的汉代帛画中,太阳中就有一只乌鸦,在河南南阳出土的汉画像石中,也有三足乌鸦的形象。这些材料表明,中国古代对于太阳黑子的观察有着久远的历史。
汉画像石中的三足乌鸦
中国古代非但有世界公认的最早的黑子记录,而且就其质量而言,也是首屈一指的。例如对于黑子的存在时间,《后汉·五行志》有这样的记载:“中平……五年正月,日色赤黄,中有黑气如飞鹊,数月乃消。”汉灵帝中平五年是188年。这里所说的黑气就是指的太阳黑子,只不过当时还没有使用“黑子”这一词。“黑子”一词是在西晋初268年的一条记载中才出现的,一直使用至今。关于黑子的形态,在唐代《开元占经》卷六中,把太阳黑子分为六类:乌见者,双乌见者,入斗者,乌动者,黑气若一、若二至四、五者,有黑气者。它所记述的太阳黑子的六种不同形态,实际上就是黑子从开始出现到消失,所经历的一系列发展阶段上的六个特定阶段,基本上符合现代观测到的太阳黑子的发展过程,所反映的分类思想与太阳黑子苏黎世分类法颇相近似。
从汉代到明代共1600多年间,黑子记载超过100次,均有明确的日期记载,且多有太阳黑子的大小、形态、变化等的生动形象的描写,是弥足珍贵的科学史料,对于历史上太阳活动周期等课题的研究有重要的价值。美国天文学者海尔就此指出:“中国古人测天的精勤,十分惊人。黑子的观测,远在西人之前大约2000年,历史记载不绝,而且相传确实,自然是可以征信的。”
历代记录已经表明,黑子出现最多的年月,也是极光出现频繁的时期,黑子和极光互有关系。1977年7月,云南天文台又利用中国古代黑子和极光的记录,同时进行分析得出:极光和黑子都存在约11年的周期,而太阳活动和极光的这种周期,并不是近300年才有的暂时现象。这对于研究地球物理学和天文学的一系列问题,将是很有益的启示。同时也说明我国古代黑子资料是相当宝贵的。