太陽黑子是太陽表麵溫度較低的區域，在太陽活動比較頻繁的年份，會(hui) 出現太陽黑子，甚至出現黑子群。這是由於(yu) 太陽磁場強度比地球高了上一萬(wan) 倍，強磁場能夠抑製太陽內(nei) 部能量通過對流的方式向外傳(chuan) 遞。因此，當強磁場浮現到太陽表麵時，該區域的背景溫度就會(hui) 緩慢下降，從(cong) 而使該區域出現暗點，即太陽黑子。人們(men) 在早晨或傍晚，當太陽光度減弱時，使用肉眼就可見觀測到這種現象。

中國的曆史文獻中曾使用不同的術語來描述太陽上的暗斑，如“卵”、“桃”、“李”、“烏(wu) ”等，雖然了解它們(men) 的確切含義(yi) 並不容易。不過，據不完全的統計，中國從(cong) 漢代至明代的一千六百餘(yu) 年中，有關(guan) 黑子的記載多達100餘(yu) 次，這卻是沒有任何爭(zheng) 議的。上百次的記載，這可能看起來數量並不少，但它隻是實際觀測的一小部分。由於(yu) 太陽周期性的活動，太陽的表麵經常會(hui) 出現斑點，所以太陽黑子是一種常見的天文現象。在中國古代文獻中，並沒有明確提到觀測太陽黑子所用的方法。一般認為(wei) ，最簡單的方法是在有薄霧或者發生日食的時候進行觀測。此外，也可以在水盆中加入墨汁，通過太陽在盆中的影子來觀察。

這樣的觀察方式，以及肉眼對黑子的感知程度，都會(hui) 顯著地降低黑子被觀測到的可能性。在觀測條件良好的情況下，人眼可以分辨出大小為(wei) 1角分的斑點，這大約是太陽直徑的三十分之一。但是，即使考慮到觀測中麵臨(lin) 的各種限製，中國古人所觀測到黑子的數量仍然很低。可以大致估計，在所有可以觀察到的太陽黑子中，這充其量隻占到0.1%。所以有可能的解釋是，與(yu) 彗星和客星的觀測不同，中國古代對太陽黑子的觀測並不是係統的。一些研究表明，太陽黑子的記錄更多的出現在每個(ge) 月的月初。月初意味著朔日附近，也就是可能有日食發生的時候，在這期間太陽更容易被人們(men) 所關(guan) 注。特別是，這一時期人們(men) 更關(guan) 注於(yu) 通過觀測太陽，來確定是否發生日偏食，以及判斷日食的食分大小，也正是在這些關(guan) 鍵性的時刻，才促使人們(men) 更加注意太陽黑子的出現。

當然，太陽黑子的觀測頻率可能也與(yu) 帝王的關(guan) 注程度有關(guan) 。如明初是太陽黑子頻發的時期，這就曾引起朱元璋的格外關(guan) 注和警覺。在各種異常天象中，朱元璋對“日中有黑子”即太陽黑子現象可以說是最為(wei) 關(guan) 注的，甚至對此惶恐不已。太陽通常明盛而耀眼，使人不能逼視，因此在古代太陽象征著君王的權勢不可窺測。一旦太陽的本體(ti) 光度減低時，就意味著災害的產(chan) 生。雖然日食也會(hui) 產(chan) 生“日無光”或“日晝昏”的現象，但日食發生的時間往往較短，況且明初的大統曆對日食的預測已經達到比較精確得水平，所以在明代除了出現大食分的日食，或者日食出現在正月或四月即“日食正旦”、“日食正陽之月”之外，一般發生日食隻會(hui) 按例救護，並不會(hui) 引起過多的恐慌。

然而，太陽黑子則不同，由於(yu) 持續時間一般較長，並且在當時無法事先預知，加上明朝初期恰巧又是太陽黑子頻發的時期，所以才引起了朱元璋的格外關(guan) 注和警覺。據統計，《明實錄》中的記載的明代“日中有黑子”記錄共有24條，朱元璋時期就高達21條。另據《明太祖實錄》記載，洪武三年（1370年）正月初七，朱元璋諭中書(shu) 省參政陳亮、侯至善：“司天台言朔日以來日中有黑子，其占多端，朕觀存心錄，以為(wei) 祭天不順所致，今郊壇從(cong) 祀禮文太簡，宜命禮部太常司詳擬圜丘、方丘，增以十二月將旗纛之神”。該年的十一月十九日，朱元璋又因為(wei) 郊祀時間臨(lin) 近，但日中卻累有黑子，再次諭輔臣：“朕於(yu) 天地之祀，夙夜祗惕，凡執事群臣皆當慎之，有刑過、喪(sang) 服及體(ti) 氣瘡瘍者，勿令與(yu) 祭”。隨後十二月二十七日，日中依然屢有黑子，朱元璋隻得下詔讓廷臣諫言評價(jia) 其施政得失。但太陽黑子在洪武四年（1371年）依然頻發，朱元璋甚至不得不親(qin) 自寫(xie) 信向當時已經致仕的劉基詢問：“日中黑子又見三年，今秋天鳴震動，日中黑子或二、或三、或一，日日有之，更不知災禍自何年月日至，卿山中或有深知曆數者、知休咎者，與(yu) 之共論封來”。

雖然中國古代對太陽黑子觀測的次數並不算太多，但這卻是中國古代天文學中最具代表性的發現之一，並在相當長的曆史時期內(nei) 在全世界都是遙遙領先的。因為(wei) 在歐洲，直到九世紀才有疑似為(wei) 太陽黑子的記錄留存下來。

1612年6月23日，伽利略使用了望遠鏡成功地區分出了兩(liang) 組太陽黑子的位置，此後歐洲人便將太陽黑子的發現歸功於(yu) 他。事實上，英國人托馬斯·哈裏奧特（Thomas Harriot，約1560-1621）和荷蘭(lan) 人若阿內(nei) 斯·法布裏奇烏(wu) 斯（Johann Goldsmid，拉丁名為(wei) Johannes Fabricius，1587-1616年）也分別聲稱在此前的1610年和1611年就已經觀測到太陽黑子。1612年，德國的克裏斯多夫·沙伊納（Christophe Scheiner，1573-1650）也緊隨其後發現太陽黑子。不過，歐洲人一直在焦慮的氛圍中回避著這一發現。因為(wei) 人們(men) 很難接受這一事實，即太陽作為(wei) 最重要的恒星，並不是像《聖經》所宣稱的那樣完美和永恒不變，他們(men) 也一直認為(wei) 根本就不存在什麽(me) 太陽黑子。所以，即便伽利略在使用望遠鏡觀測到太陽黑子後，仍舊有人認為(wei) 黑子隻是行星淩日造成的。

太陽黑子

2017年9月國際空間站淩日，位於(yu) 兩(liang) 處太陽黑子之間

太陽與(yu) 人們(men) 的生活息息相關(guan) ，我們(men) 的先民就曾長期認真地關(guan) 注和觀察太陽。早在大汶口文化時期，人們(men) 就已經在陶器上刻劃有太陽的形象，中國古代的史料對太陽黑子的記錄很多都比較詳實，如《漢書(shu) ·五行誌》記載有：“河平元年，三月乙未，日出黃，有黑氣大如錢，居日中”，這一內(nei) 容不但記錄黑子出現的日期，還說明了黑子的大小、形狀和位置，而這也是目前已知世界最早的太陽黑子記錄，因此具有十分珍貴的史料價(jia) 值。

大汶口陶尊上的太陽

此外，中國古代對太陽黑子的形狀基本上都有比較形象地描述，這可能與(yu) 當時對太陽黑子的分類思想有關(guan) 。其中大體(ti) 可以分為(wei) 三類：第一類為(wei) 圓形，有如環、如桃、如李、如錢等；第二類為(wei) 橢圓形，有如雞卵、如鴨卵、如棗等；第三類為(wei) 不規則形，有如飛鵲、如飛燕、如人等。有學者認為(wei) ，第一類可能是剛出現的黑子，第二類可能是雙極黑子，第三類顯然就是太陽黑子群，這些類型實際上代表了太陽黑子產(chan) 生，發展和消失過程中的不同形態，即最初出現僅(jin) 為(wei) 一個(ge) 小的圓形黑點，然後黑點逐漸增大，以致於(yu) 分裂成兩(liang) 個(ge) 大黑子，並隨黑子逐漸分裂形成黑子群。明史《明史·天文誌》記載有“天啟四年（1624年）正月癸未，日赤無光，有黑子二，三蕩於(yu) 旁，漸至百許，凡四日”，這有可能反映就是太陽黑子分裂的現象。

《玉曆占》黑子若氣占

古人對於(yu) 太陽黑子的本質也曾有過有趣的爭(zheng) 論，西漢時期《淮南子》一書(shu) 認為(wei) 黑子是“日中有三足烏(wu) ”，即“日中有踆[cūn]烏(wu) ”。東(dong) 漢時期的王充在其《論衡》中認為(wei) 駁斥道：“夫日者，天之火也，……天火之中，何故有烏(wu) ？火中無生物，生物入火中，焦爛而死焉，烏(wu) 安得立？”，他還明確地指出“黑子是日氣也”，日氣則是是一種火，這樣的認識在當時也是難能可貴的。

在中國古代對太陽黑子的記錄，為(wei) 現代天文學也提供了不少非常寶貴的科學證據。首先，可以證實自十七世紀以來的太陽的這些活動，是長期存在的，不是近期才發生的現象。其次，太陽黑子的數量也是有著一定的變化規律，這至少也是得益於(yu) 中國古人的早期觀測結果。到了十九世紀，人們(men) 發現太陽黑子的出現是有周期性的，其中包括就有大家熟悉的11年短周期，這與(yu) 太陽的活動緊密相關(guan) 。而通過太陽黑子的曆史記錄，我們(men) 就可以了解太陽活動更長期的影響，如16至17世紀的太陽黑子極小期內(nei) ，就發生了幾千年以來氣溫最低的“小冰期”。例如，大約是從(cong) 1645年至1715年的“蒙德極小期”內(nei) ，太陽黑子就非常罕見，天文學家愛德華·沃爾特·蒙德（1851-1928年）在研究那段時期的觀測記錄時發現，在蒙德極小期當中的一段30年時間裏，天文學家隻觀察到約50個(ge) 太陽黑子，而在平常可以觀察到多達4萬(wan) 至5萬(wan) 個(ge) 太陽黑子。由於(yu) 此時也恰好是地球的小冰期，由於(yu) 這個(ge) 不正常的時期與(yu) 小冰川期有著驚人的聯係，有觀點認為(wei) 兩(liang) 者可能存在一定的關(guan) 聯，這也表明了太陽活動在氣候變化中的影響。

另外，雖然中國古代對太陽黑子的觀測是零碎的，但是基於(yu) 這些文獻材料，1987年哥廷根大學的惠特曼和南京天文台徐振韜通過研究表明，在過去的兩(liang) 千多年中，太陽活動的平均周期為(wei) 11年，但它的持續時間可以是從(cong) 9.9年到12.3年不等。此外，太陽活動可能同時還存在一個(ge) 220至250年的長周期，但其原理至今尚不清楚。


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