北极光和太阳黑子的观察记载

　　北极光是发生在地球北极区及其附近高纬度区域高空的多种色彩和多种形状的发光现象。这种发光现象也发生在南极区及其附近高纬度区域的高空，称为南极光。一般称为极光。太阳黑子是在太阳表面出现的小的暗淡区域，其大小、数目和位置都随时间变化。地球极光和太阳黑子这两种自然现象出现的原因及其同磁的关系虽然是在近代科学发展后才弄清楚。但是其观察和记载却是很早的。我国古代在地球极光和太阳黑子的观察记载在世界上是最早、也是最多最丰富的。
为什么说地球极光和太阳黑子与磁有关，是一种地球磁现象和一种太阳磁现象呢？简单地说，当太阳和其他天体发射的能量高和速度快的带电粒子如电子和质子(氢原子核)等到达地球高空时，受到高空地球磁场的作用，便折向地球北极或南极运动，同高空的原子、分子和离子等粒子发生强烈碰撞，因而使这些高空粒子产生电离和发光现象。不同的粒子便会产生不同颜色的发光。这就是极光，因此，极光是同地球磁场相关的地磁现象。太阳表面的温度很高，表面物质在高温下都变的带负电荷的电子与带正电荷的原子核互相分离的等离[子]体。太阳又具有磁场。太阳的大部分表面都只有很弱的磁场，大约万分之一(10^-4)特[斯拉](T)同地球磁场相近；但在太阳表面少数很小区域的磁场却要高几百倍到几千倍(10²－10⁴倍)。太阳表面在磁场作用下的磁等离体要保持平衡，强磁场处的磁等离体的温度就必须降低约1千开(10³K)，因而使亮度降低，出现黑子现象。因此太阳黑子是同太阳磁场相关的太阳磁现场。

图9　清代13种北极光 的名称和形态图

　　我国在传说的黄帝时代便有黄帝母亲看见“大电绕北斗枢星”的传说，大电便是指北极光现象，到秦代便有确定年月的北极光现象的记载，到西汉时就更进一步有了确定年月日的北极光现象记载。我国历代关于北极光现象的记载是极为丰富的。根据科学家和历史学家的统计，从传说的黄帝时代(约公元前27世纪)到公元16世纪初，我国便有350多次关于北极光现象的记载，在公元1~10世纪期间有180多次北极光现象的记载，而其中有确定年月日的记载便有140多次。这在世界上是北极光现象观察记载最早和最多的。由于北极光现象的形态多种多样，我国古代关于北极光的名称也是很多的。图9是清代《管窥辑要》(公元1652年)书中的13种北极光的名称和形态图。

　　我国也是对太阳黑子现象观察记载最早和最多的国家。在我国古籍《周易》(约公元前11世纪~公元前771年，后还有增补)一书中便有关于黑子现象的记载。到西汉以后便有太阳黑子现象出现的明确年月、甚至明确年月日期的记载。根据科学家和历史学家的研究和统计，我国从公元前1世纪到公元17世纪便有100多次太阳黑子现象的记载。现代我国天文学家还对历史上太阳黑子活动周期等进行了统计和研究。

　　从上面的介绍可以看出，我国古代对于磁的发现、发明和应用是多方面的，许多都是世界上最早的，因而可以说中国是磁的故乡。