黑太阳：2017的视觉节日

　　大家好！我是黑龙江省天文学会的刘老师。我记得哈尔滨的《生活报》上登过一个消息，记者们在中小学做过抽样调查，问卷中有一句话：你最喜欢哪门科学？结果三分之一的学生毫不犹豫地回答：天文！这说明天文科普活动对人的影响力很大！

　　没错，天文学的美妙总是引人入胜，讲也讲不完。现在是2017年，就在今年，太阳、月亮和地球又要相互配合，形成一条天地间的风景线，如果有人幸运地赶上了，那肯定要大饱眼福。这就是我们今天要讲的“黑太阳：2017的视觉节日”。

　　如果是在大白天，本来太阳还挺亮，可是慢慢地，太阳自己暗下去了，甚至突然完全变黑了，这肯定令人非常惊讶，难道太阳“变脸”了？“消失”了？当然没有，这个现象其实就叫“日全食”，它是由于太阳——月亮——地球排成一条直线形成的。你看，此时太阳照在月亮上，月亮身后有一条影子，当影子落在地球上，你想，正好在影子区域里的人还能看到正常的太阳吗？肯定不能，此刻在他（她）眼里，天上的太阳变成了“黑太阳”，因为月亮正好把太阳给挡住了。

　　哎呀，咱们懂科学的人是这样说，可有些人不这样想，他们管这个叫做“天狗吃太阳”！那这条狗又是谁家的？传说是“杨二郎家的”，杨二郎和孙悟空在《西游记》里大战几百回合的故事，大家都知道吧。其实呢，黑太阳（日全食）跟狗没有一点关系。

　　话又说回来，古代的人们对日全食充满困惑和敬畏，那是可以理解的。不光是埃及人这样，咱们中国的祖先在两三千年以前，在甲骨文里，就郑重地记载了天文现象，尤其是对日食（当时又叫日蚀）很关注。后来在“二十四史”里又有许多记载。可是你仔细看，古人把日食（日蚀）看成很不吉利的事情，是国家将要灭亡，国君就要死去的预兆。

　　为了还原古往今来对日食的认识过程，探求人类从崇拜迷信到走向科学的历史，我们就讲几段故事，第一个是：

　　1.        因为日食，掉了脑袋的官员；

　　中国古代有个文献很重要，叫做《书经》，中央电视台介绍过，里面提到一件事。说夏朝的时候，第四位君王仲康执政的时代，这年的金秋季节，麦浪滚滚，晴空万里，农民们正在田里收获一年的劳动果实，中午时分，人们突然发现，原本高悬在天空光芒四射的太阳，光线在一点点减弱，仿佛有个黑黑的怪物在一点点地把太阳吞吃掉——这是“天狗吃太阳”了！百姓们面对突如其来的凶险天象，个个惊恐万状，急忙聚集起来敲锣打鼓，以为这样就可以把天狗吓走。

　　对这一天象最为恐惧的还是朝廷和天子，因为“天狗吃太阳”预示着国家将有灾难发生，可能会危及帝王的生命。本来朝廷已经形成一套“救日”仪式，每当发生“天狗吃太阳”时，监视天象的天文官羲和要在第一时间观测到，然后立刻以最快的速度上报朝廷，随后天子马上率领众臣到殿前设坛，焚香祈祷，向上天贡献钱币以把太阳重新召回。可这次，时间过去了好久，大家眼看着太阳一点点消失，无尽的黑夜就要笼罩大地了，却偏偏不见羲和的身影。已经错过了最佳的“救日”时间。这时殿内殿外一片忙乱，宫中乐官急急忙忙敲响了救日的鼓声，主管钱币的官员匆匆地赶往钱库去取钱，其他官员也慌慌张张跑来跑去安排仪式，这时天色越来越暗，突然，天地一下子陷入黑夜，几步之内难辨人影，太阳被天狗彻底吞吃了。仲康大帝率众官跪倒在地，一遍遍地乞求上天宽恕，这一瞬间，人人心中都十分恐惧，心想因为没有及时救护，太阳可能永远不出来了，大夏王朝的末日快要到了。

　　好在过了一会儿， “天狗吃太阳”终于结束，仲康大帝这时才发现，天文官羲和到现在也没露面，发生了这么大的事，身负重任的羲和居然不见人影，仲康大帝十分恼火，立刻派人去寻找。原来，这位重任在肩的天文官居然在呼呼大睡，一问羲和的下属，才知道羲和昨天喝了一夜的酒，此刻仍然烂醉如泥。仲康大帝顿时大怒，立刻下令将羲和推出斩首。

　　现在根据科学家考证，《书经》里记载的这次日全食现象，应当是发生在公元前2137年10月22日，到目前为止，已经过去四千多年了，它是世界上最早的日食纪录。这是中华灿烂文明的一个例证。

　　2. 因为日食，写检讨书的皇帝；

　　一个皇帝，不是花天酒地，而是能写检讨书告诫自己，这可不容易！皇帝又称天子，他写“圣旨”的时候，开头总是“奉天承运，皇帝诏曰”，你一听就知道，皇帝是按老天爷的旨意行事，所以是天子。那么天子怕什么，当然就是害怕天。汉朝的时候（公元前178年），有个汉文帝，是一位勤政爱民的皇帝，也是一位特别害怕日全食的天子。他留下一个记载：十一月癸卯晦，日有食之。诏曰： “朕闻之，天生民，为之置君以养治之。人主不德，布政不均，则天示之灾以戒不治 ? ? ? ? ? ?”。 其实意思就是，天上出现日食，是老天爷警告皇帝，要检讨自己，一定有事做错了。那怎么办？就让大家多提意见吧，这就叫“求言诏”。汉朝一共有四百多年，其中汉文帝和汉景帝在位的时候最好，史称“文景之治”，这说明他们都是难得的好皇帝，有自知之明，能勤政爱民。

　　到了近代的清朝，当时中国人还是对日食很恐惧，下跪磕头，望天祈祷，说明科学知识还很贫乏，迷信仍然占上风。所以国家落后，后来输给八国联军！其实看看这张图。道理多简单，不就是月亮在中间，把太阳挡住了吗?从开始到结束，日全食分为五个阶段，初亏、食既、食甚、生光、复圆，整个过程要两三个小时，其中“食甚”就持续几分钟，也就是我们说的“黑太阳”。再看日食种类，全遮住叫“全食”，遮一部分叫“偏食”，遮住中间，边上露出一圈，叫“环食”。接下来，我们讲一个两百多年前，英国有个人看日食的事。

　　3. 因为日食，改行转业的商人；

　　贝利先生是一位英国绅士，也是一位爱天文、爱思考的人。可他原本的职业是股票经纪人，但他还是改行了，后半生主要钻研天文，当过多届英国皇家天文学会会长。他在1835年赶上一次日全食，留下一个记录——“贝利珠”现象。同学们想想，出现黑太阳的时候，这个像“串珠”一样的现象是怎么产生的？有谁知道？其实道理简单，月球表面不是平滑的，而是坑坑洼洼、凹凸不平的。山峰之间有峡谷，“串珠”或者叫“贝利珠”就是阳光从峡谷中透过来形成的。这个细节不易察觉，也不容易拍摄下来，但还是被有心人注意到了，并找到了答案。“世上无难事，只怕有心人”。接着讲一位美国人看日食的事，这个人更厉害。

　　4. 因为日食，浪迹天涯的先生；

　　这位先生用的设备不错呀，外号也响亮——“日食先生”，哪有日食，他就去哪，一次不落，古有“夸父追日”，今有“日食先生”。他专搞天文摄影。他把优秀作品都放在这个网站里，大家可以记一记，欣赏一下。你看看人家2008年拍下来的“贝利珠”，多棒，真是高手啊！他还注意到了“钻石环”现象，这是月球在完全要遮住太阳的时候，或者遮住之后刚闪开的一瞬间，出现一个不大的光团。看看这个，多漂亮，太像“钻石环”了吧。除此之外，还有日冕，就像太阳周围戴了个“帽子”。这个实际是太阳周围的大气层，只有日全食的时候才能看清。后来发现，日冕的形状与太阳活动的强弱有关。更惊人地发现是，日冕里还有羽毛状结构，原来，太阳有磁场，日冕里的物质按照磁力线分布，于是成了这个样子。

　　除此之外，利用黑太阳，还可见到太阳边缘的“火苗”，叫做“日珥”，这一个太阳的“大耳朵”里，就能装下几百个地球，多壮观呀。1919年的时候，科学家拍摄到一个形态怪异的日珥，有人形容像怪兽，后来起名叫“食蚁兽日珥”，你们看像不像？实际上太阳是不老实的，它活动强的时候，喷发出的高能粒子形成“太阳风”，刮过来后，受地球磁场作用，在南北极产生一种美丽的景观，这可不是云、不是雾，而是“极光”。可见，利用日食，能更好地研究太阳与地球的关系，这一点很重要。

　　同学们年龄小，还不知道咱们黑龙江二十年前发生过日全食，当年，我们天文学会老师曾经拍下了“钻石环”和日冕照片，今天借这个机会，和大家分享一下吧。

　　5. 为了日食，喧闹一时的小城；

　　在1997年春节之后，在中俄边境、中国的最北端漠河，可以见到一次日全食。那次的观测规模之大，出乎想象，来自全国各地的专家和天文爱好者，把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹，由于人数大大超出小镇的接待能力，很多人只能宿营在火车和汽车上。当时那里还是冬天，白天气温零下25℃左右，夜里能到零下40℃，滴水成冰，尽管如此，观测者们没有一个后悔的，没有一个不兴奋异常的，都把亲眼看到日全食，当成人生中不可多得的珍贵记忆。

　　这是当时拍到的“钻石环”和日冕，哎呀，效果不是很理想吧，跟“日食先生”的作品比一比，差了一截，人家要是满分，咱们也就刚及格。关键是，摁快门要有经验，时机只有几秒钟啊！早一秒，慢半拍都不行。当然，能否成功还取决于当时的天气，要是阴天，啥都白扯。可也有人不服气，赶上阴天，本来看不成，却玩了个“绝活”！

　　6. 为了日食，坐上飞机的乘客；

　　2009年7月22日，在我们中国，沿着长江这条线，正好位于全食带，能看见一次百年难遇的“黑太阳”——日全食，有将近上亿人期盼着，可是当天在这条长长的区域，却是乌云滚滚，天气阴沉（看云图实况），太阳看不见，小雨滴答下，真是急死人。还别说，有人提前看了天气预报，急中生智，利用坐飞机的机会，跑到云上，看到了日全食（有视频）。哎呀，还是那句话——“世上无难事，只怕有心人”！

　　7. 为了日食，五花八门的工具；

　　不管你是在飞机上，还是在陆地，只要看日食，都别忘了保护眼睛。怎么样？看看这位小朋友，挺像那么回儿事吧！这不是墨镜，是专门用滤光片做的“日食观测眼镜”。再看这个，挺讲究吧，连自己带的宠物都给带上保护镜了。这个老太太也不糊涂，照相机上也得戴个眼镜。这位先生是在录像，他也不傻，镜头前不但扣上墨镜，还在墨镜上贴了点东西，实际就是这玩意，认出来了吧，就是曝光之后的胶卷，可能每个人家里都有点，不过呢，自打数码相机流行之后，这东西快要绝迹了。这位老太太倒是会省钱，她才不花钱买滤光片眼镜呢，人家把看病时照的X光片找出来，也能对付一阵儿，不过老用手举着也累呀，所以你再看这位，脑子够灵活的，一点不累，挺逗！这娘俩居然把这家把什都用上了，这可是专业的电焊帽呀!哎呀，后面这俩人有点饥不择食了，可能手边上没有别的，一着急拿酒瓶子试试吧。可是你想想，那效果能好吗？瓶子底儿也不是干这个的呀。这老爷子脑袋都要扎到垃圾桶里去了，太夸张了吧，其实还是这个小年轻的聪明，人家废物利用，拿两个“椰奶罐”改成镜筒，再拿滤光片挡在前面，这样看效果会不错。当然，看日食还有两个好方法值得介绍一下。这位女士一手拿普通的小望远镜，另一手拿张白纸。发生日食的时候，你不用眼睛盯着太阳，让阳光通过望远镜照在纸上，这叫“小望远镜成像法”。另外一个更简单，两张白纸就搞定。你在前面那张纸上用针扎一个小孔，让阳光穿过来，你再调整两张纸之间的距离，会看到太阳的影像落在另一张纸上，这叫“小孔成像法”，大家平时可做一做练习。当然，最后这个可能是最佳的方法，但需要有专业设备。

　　说了半天了，那到底今年啥时候有日全食——黑太阳呢？

　　8. 为了日食，今年暑假的期待。

　　暑假可是好时机呀!然而，全世界只有一个国家能看到，大家认出这是哪里了吧？这个国家有50个州，这就是美国呀。你瞧，今年的全食带正好在8月21日那天横穿美国，只有在这条带子里的人们才能看到黑太阳。据说这一带的旅馆早都订满了，因为全世界四面八方的游客太多了，很多人都是天文爱好者，包括咱们中国，很多城市都要发团，组织赴美观看日全食，大家上网查一下就知道了。如果有谁真去了，幸运的话，“黑太阳”、“贝利珠”、“钻石环”、“日冕”可能都看见，那多过瘾呀。那么，没到现场的人，通过电视和网络，肯定也能看到实况。以前有人在海边还照过这样的像，天上的黑太阳闪出一点光亮，下面是茫茫大海，挺让人留念呀。

　　我们看看未来几年中将要发生日全食的地区 ，2017之后，2019年有一次，是在南美洲能看见；2020年有一次，还是在南美洲；2024年还有一次，结果又轮到美国了。哎呀，有人该急了，那我们中国啥时候再赶上啊？

　　现在告诉你，下一次在中国境内可见日全食的时间：

　　2034年4月20日西藏、青海西部可见；

　　2035年9月2日北京、天津地区可见。

　　别着急了，慢慢等吧；着急的。就组团出国吧。

　　小结一下，观看日食有“三大纪律八项注意”，还有“日全食发生时的有趣现象（看屏幕）等等。当然还有“观测日全食的意义”。

　　总之，每一次天象奇观，都极大地满足了人的好奇心，让人不禁想起大约两百年前，一位德国哲学家说过的话：

　　“动物只为生命所必需的光线所激动，人却为更遥远的星辰的无关紧要的光线所激动。只有人，才有纯粹的、理智的、大公无私的快乐和热情；只有人才过理论上的视觉节日。”

　　今天，我们这堂课讲的“黑太阳”，就是“视觉的节日”，值得期待。要了解更多精彩内容，请大家关注“科普中国”网站。谢谢大家。

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