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改变历史的日全食

严锋
　　
东方早报 2009-7-19

日全食

　　日全食虽是罕见的天象，却与人类的命运息息相关。

　　严 锋

　　2009年7月22日，一次数百年难遇的日全食将横扫长江中下游流域。日全食虽是罕见的天象，却与人类的命运息息相关。这一次的日全食，又会唤醒我们什么样的记忆？

　　

　　有史以来最有名的一次日全食，记录在古希腊历史学家希罗多德《历史》第一卷第七十四节：

　　吕底亚人和美地亚人之间就爆发了战争，这场战争继续了五年。在这期间，美地亚人多次战胜吕底亚人，而吕底亚人也多次战胜美地亚人。他们常常也相互进行夜战，然而，他们双方仍然分不出胜负来。在第六个年头的一次会战中，战争正在进行时，发生了一件偶然的事件，白天突然变成了黑夜。米利都人泰勒斯曾向伊奥尼亚人预言了这个事件。他向他们预言在哪一年会有这样的事件发生，而实际上这话应验了。美地亚人和吕底亚人看到白天变成了黑夜，便停止了战争，而他们双方便都十分切望达成和平的协议了。

　　古人对天象的敬畏，竟至于化干戈为玉帛，看来迷信也并非只有负面的意义。但这也是科学在人类历史上第一次展现伟大的力量。现代天文学推算这一次日食发生在公元前585年。成功预测这一次日食的泰勒斯，是希腊的七哲之一，七哲中每个人都特别以一句格言而闻名；传说泰勒斯的格言是：“水是最好的”——他相信水是万物的本原。泰勒斯常常被看成是最早的哲学家，但是罗素认为他更像一个科学家，在数学、天文学、工程等领域都作出了奠基性的贡献。

　　泰勒斯用什么办法来预测日食？这倒并非由于他已经完全掌握了日月运行的秘密。泰勒斯认为地球是一个扁平的圆盘，漂浮在一片巨大的海洋之中。月亮和太阳也是一些圆盘，在地球的上方移动。有的时候，它们恰巧排成一线，月亮挡在太阳和地球之中，这时候日食就发生了。这个宇宙模型和我们今天的不太一样，但是很奇怪，如果拥有丰富的观测数据，再荒谬的宇宙模型，也常常能做出一些正确的预测。

　　泰勒斯的家乡米利都与吕底亚是联盟，吕底亚与巴比伦有着文化上的密切关系，而巴比伦人，拥有今天也令人惊叹的天文知识。巴比伦人在公元前三十世纪的后期就已经有了历法。他们对太阳和月亮的运行周期测得很准确，朔望月的误差只有0.44秒，近点月的误差只有3.6秒，对五大行星的会合周期也测得很准。巴比伦人发现了日月食的周期，叫做“沙罗周期”（“沙罗”是重复的意思），为十八年零十一天多一点，即6585．32天。知道了沙罗周期，就可以对日食进行预测了，当然你还是不知道它究竟会发生在什么地方。所以泰勒斯的成功，也有一半是瞎蒙的因素在里面。

　　

　　巴比伦人说他天文强，中国人就笑了。

　　古代中国人对天文的重视，举世无二。顾炎武在《日知录》开首就说：“三代以上，人人皆知天文。‘七月流火’，农夫之辞也；‘三星在天’，妇人之语也；‘月离于毕’，戍卒之作也；‘龙尾伏辰’，儿童之谣也。”顾炎武这里举到的都是《诗经》中的名句，他是把《诗经》当作天文学著作来读了。中国是欧洲文艺复兴以前天文现象最精确的观测者和记录的最好保存者，有着世界上最早最完整的日食记载，《春秋》所记的二百四十二年中，有史可考的日食记录有三十七次。

　　中国古代非常重视日食的观测和推算，因为中国人相信天和人相互通连,交相感应,天能干预人事,人亦能感应上天。在上天所显示的各种天象中，日食是最严重的警示，表明统治者失德败政，需要赶快行动起来，进行各种各样的自律、检讨和补救。这就是《史记·天官书》里所说的：“日变（日食）修德，月变省刑，星变结和。”公元前178年，发生了一次日食，汉文帝为此下诏：“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。乃十一月晦，日有食之，谪见于天，灾孰大焉！肤获保宗庙，以微眇之身托于士民君王之上，天下治乱，在予一人，唯二三执政，犹吾股肱也。朕下不能治育群生，上以累三光之明，其不德大矣。”

　　因日食而下罪己诏，汉文帝开中国皇帝自我反省的先河，到后来逐渐固定成一种政治操作。《资治通鉴》记载，公元719年出现日食，唐玄宗“素服以俟变，彻乐减膳,命中书、门下察系囚,赈饥乏, 劝农功。”日食发生后要“修政”，包括减免税赋，赈济贫弱，大赦囚犯，虚心纳言等等。日食也是对军事失利的预兆，日食之后不宜用兵，在这一点上和希腊人的心理是相通的。

　　通常我们会很容易认为古代中国皇帝的权力大到无边，其实聪明的中国人怎会心甘情愿让统治者成为脱缰的野马，他们自有一些别出心裁的约束办法。用日食来吓唬皇帝，这种想法其实相当不坏。北宋的名臣富弼一语道破其中的真谛：“人君所畏惟天，若不畏天，何事不可为？”

　　正因为日食承载了那么多的恐惧和期盼，我们可以理解它和中国历史千丝万缕的联系了。《尚书·胤征》讲述了中国最早的日食故事，天文官羲和因为贪酒漏报了日食，带来杀身之祸。羲和的后任们从此战战兢兢，竭尽最大的努力去寻找日食的秘密。公元前一世纪，《太初历》以一百三十五个朔望月为交食周期，到公元762年的《五纪历》中，已经采用了三百五十八个朔望月的纽康周期，比西方早十一个世纪。

　　但是他们预报得越准确，越是说明这个世界自有其不以人意志为转移的规律，皇帝恐怕也就越不把他们当回事了。

　　对日食精确的计算和预测，是在十七世纪牛顿发现万有引力定律之后才真正实现的。到十九世纪，对日全食的研究进入黄金时期。借助日益强大的观测仪器和手段，科学家对太阳的结构组成逐渐有了深入的了解。日全食时显现的日冕、日珥、色球层成为不可多得的观测对象。随着交通的发达，人们也不再守株待兔地对日全食发出千年一叹，而是主动出击，“逐日族”由此产生，并结出丰硕成果。

　　1868年8月18日，印度发生日食。法国天文学家詹森长途跋涉来到印度。日全食开始后，他把分光镜对准了日珥，看到了几条亮线：红线和蓝线是氢的谱线。而那条黄线呢？他相信这是一种新的元素“太阳元素”——氦。9月19日詹森给巴黎科学院发信报告自己的发现。因为远隔重洋，这封信10月26日才到巴黎科学院。

　　没想到英国有一个科学家罗克耶，用电磁分光术的方法也获得了同样的发现。他在1868年10月20日给巴黎科学院写了一封信，也在10月26日到达了巴黎科学院。科学院同一天收到了同样的两封关于发现太阳上新元素的信，也是史上绝无仅有的巧事了。

　　日全食也激发了文人雅士的浓厚兴趣。美国十九世纪著名作家，《最后的莫希干人》的作者詹姆士·库柏回忆他看过的一次日全食：“我从未曾目睹如此壮观的景象。日全食给我上了一课，让我体验到什么是渺小和谦卑。”库柏看到狱卒把死刑犯人也从囚房中带出来，让他们最后体会一下那最难得的风景，这本身也是极奇异的景观了。

　　1878年7月13日，托马斯·爱迪生离开纽约，赴怀俄明州的罗林斯观看日全食。他随身带了一架他所发明的微动仪。这架仪器设计精密，构思巧妙，与望远镜结合起来，可以精确测量来自不同方向的光源产生热量的微小变动，这变动可以小到华氏五万分之一度。爱迪生想用它来测量日冕的红外辐射，并推断其温度。

　　不幸的是，爱迪生百密一疏，把他的奇妙仪器安置在了一个鸡棚旁边，等到了食甚之时，天昏地暗，鸡们误以为安息之时已到，纷纷归笼，严重地妨碍了爱迪生的工作，使得观测结果不尽如人意。不过他还是向美国科协提交了一份相关的论文。日食结束以后，爱迪生在罗林斯钓鱼消遣，收获颇丰。8月26日，他回到新泽西的实验室，第二天开始试制电灯泡。

　　下面的事情大家就都很熟悉了。爱迪生试验了六千种不同材料，寻找可以耐久的电灯丝，都不太理想。后来他想起自己在罗林斯的时候，不小心折断了一根竹制鱼竿，随手扔进篝火。他想起来那裂开的竹丝燃烧得格外明亮，也格外持久。也许竹丝是理想的灯丝材料？

　　辉煌的日全食，点亮一个小灯泡。这故事如果是神话的话，那也是古老的神话在近代的一线美妙的余光。

　　

　　步入二十世纪，人类拥有越来越多先进的观测太阳的手段，日全食的科学意义逐渐式微，开始沦为单纯的观赏对象和科学教育的工具。但是一个重大事件又让日全食成为关注的焦点。

　　1905年，一个瑞士专利局的职员发表三篇论文，改变了物理学的面貌，也改变了我们这个世界的面貌。

　　爱因斯坦的相对论理论问世之后，引起轩然大波。这是一种全新的宇宙观，彻底挑战人类已有的常识。根据这种理论，引力能使光线弯曲。爱因斯坦认为检验的最好方法是日全食，因为太阳质量巨大，能使遥远星球发来的光线产生显著弯曲。平时太阳光太强，遮蔽了微弱的星光，而日全食的时候太阳正好被挡住，成为绝佳的观测时机。只要把太阳周围星域的照片与同一星域远离太阳时的照片进行比较，就可以测出弯曲的程度。爱因斯坦预测其数值是0.87弧秒。幸运的是，一开始并没有这样的机会，也没有人有兴趣进行验证。爱因斯坦在1915年又提出广义相对论，把弯曲值修改为1.75弧秒。

　　科学家知道1919年5月29日会有一个绝佳的机会来考验爱因斯坦。这一次日全食正好在毕宿星团，群星容易为望远镜所见。1917年，尽管战事吃紧，而且爱因斯坦是敌对阵营的科学家，英国皇家天文学家弗兰克·戴森还是成功劝说政府资助观测。停战后不久，验证相对论的日食观测团开始远足。他们一共分为两队，安德鲁·克伦默林与查尔斯·戴维森去巴西，亚瑟·爱丁顿与爱德温·柯丁汉去非洲几内亚湾的西岸普林斯比。

　　戴森行前与两组队员会面，对他们说，测量可能有两种结果：光线弯曲1.75弧秒，证明爱因斯坦理论；弯曲0.87弧秒，大家重新回到牛顿。柯丁汉问，如果是爱因斯坦预测数值的两倍呢？戴森说，那爱丁顿肯定会发疯，你们就自己回来吧。

　　两队的运气都不好，连续几个月阴雨连绵。爱丁顿这一队，到了日食的当天，依然乌云密布。食甚前十八分钟，太阳露头，但是仍在云中出没。爱丁顿后来说，他一直在紧张地换底片，根本没有时间欣赏日食，就看了一眼，也还是看乌云还能给他多少时间。最终检查结果，有两张底片上留下了五颗星。他测量了其中一颗，就对柯丁汉说：你们不用单独回家了。爱丁顿队的测量结果是1.61弧秒，误差0.30弧秒。

　　1919年11月6日，英国皇家学会和皇家天文学会联合公布结果，大厅中挤满了人，大家都知道一个时代正在结束，墙上牛顿的巨幅画像凝视着他们。皇家学会主席汤普森（电子的发现者）宣布广义相对论得到实验证实，并盛赞爱因斯坦的科学思想是这个时代的最高成就。

　　这也许是日全食在人类历史上扮演的最后一个重要角色，一个最成功角色，一次最出彩的演出。■

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网友恶搞日全食大搜集：太阳对月亮说我爱你！

2009年07月23日09:53  来源：中国新闻网


　500年一遇的日全食就像是一部免费的大片，片尾刚一结束，网友们就通过QQ群、BBS、博客等形式在网上掀起一股娱乐日全食的浪潮。

　　知音体

　　网友一辈子的文青：

　　太阳对月亮说：我爱你！

　　月亮对太阳说：嗯，讨厌！

　　太阳对月亮说：我要当着地球的面发誓：娶你，永远和你在一起！

　　月亮对太阳说：你真坏，弄得地球上那些哈板儿都把我们俩个盯到起!

　　网友寒雨轩：

　　地球对月亮说：“你娃太不够义气了嘛！我们杂说嘛，也是一个系的三！”

　　月亮对地球说：“你想咋嘛！”

　　地球又对月亮说：“你咋能在我和太阳之间当个第三者喃！把我在他眼里的地位都霸占完了！”

　　月亮害羞的说：“那我把她还给你嘛！”说完月亮就走了。





　　然后回过头对太阳说了一句：“五百年之后见！”

　　网友遗忘：

　　太阳寄给地球一封信写道：“我只是换件衣服，让月亮帮忙遮一下，结果你们男的女的老的少的兴师动众来看我换衣服，再说，你们看就看嘛，还拿个黑片片把眼睛挡起假装没看，虚伪！你们当我是傻的啊？我要告你们性骚扰！！！

　　网友莱特：

　　月亮追太阳500年才追上，只可惜才亲热了几分钟就完事了！

　　递点子

　　网友hero：

　　“紧急通知”：由于今天天亮了两次，要求各单位职工工资按两天的计发。天黑时没睡觉的，登上楼台，扒在窗前，戴着眼镜，东张西望的除外。

　　网友很乖：

　　特大好消息：据说日食的时候太阳，月亮，地球会形成一条直线，根据万有引力原理，到时候地球的引力会减弱，日食的时候大家都去买菜，称菜的会比平时的多，不要错过这个500年一遇的大好机遇哦。

　　网友黑眼圈：

　　日全食启示录：1、太阳虽然很大很牛X，但有时还是会被比它小N多倍的东西掩盖。

　　2、新闻上所说的成都有20%的几率看到日全食是错误，事实证明这个几率是0%。

　　3、当两个球体重叠在一起的时候，引发的另外一个现象是地球上的“球迷”突然增多了。

　　4、日全食证明靠反射人家的光终究还是人家的陪衬。

　　5、这次天文现象主要功劳是月亮的，但还是冠了太阳的名，这说明教授发表学生的论文冠自己的名字是合乎天理的。

　　雷人版

　　网友太阳：

　　有四个麻友酣战麻将一整宿，眼看天就亮了，继续战斗，一会儿天又黑了。其中一个麻友说，“呀，怎么这么快天又黑了？”“管他的，继续战斗。”另一麻友说。六分钟后，天又亮了。一麻友急了：“你们出牌也太慢了，一把牌打了一个通宵。”

　　网友万老师：

　　重庆电视台在日食时对话：

　　主持人与专家在重庆食既的对话一两句：

　　主持人：大家可以看到现在画面全黑了……

　　3秒之后

　　主持人：还是全黑，教授请问这是为什么？

　　专家：这个……好像是信号中断了

　　主持人：好，现在我们稍微休息一下马上回来

　　网友秋天的颜色:

　　今天早上朋友打电话告诉我下午不能到我家了，他要在家看日全食，并且用炫耀的口吻说他家有天文望远镜，我说拿到我家一起看嘛。谁知道这位仁兄居然说了一句天下最让人狂笑的话：不行的，我们家的人晚上要一起看！！！！！

　　网友蝶儛：

　　偶今天看的时候遇到乌云，听见一个人说：哪个拿个杆杆把云挑开嘛。

　　智力题

　　网友游客：

　　智力测试：谁第一个知道会发生日全食？

　　答：歌手韩磊。他几年前就知道，因为他写了首歌《我真的好想再活五百年》，他还想看日全食。 (来源：成都晚报)

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郑州出现罕见“七月飞雪” 专家称和日食有关

2009年07月23日09:50  来源：大河网


　　大河报记者李岚实习生吴琼　昨天，郑州市侯寨乡南岗刘村的许多村民，看到了罕见的“七月飞雪”。郑州市气象台的专家称，此次下雪与日全食有关。

　　昨天上午8时50分，南岗刘村的曲女士在家门口和七名村民一起纳凉时，突然感觉身上落了许多白色晶状体的颗粒，她伸手一摸，颗粒很快就融化了。

正在纳闷时，突然听到大街上有人在喊：“下雪了！”她赶紧伸出双手从空中去接这些雪粒，由于手温太高，雪粒一落在手上，很快就化掉了。

　　该村村民梁国彦说，当时他正在家门口与邻居们聊天，听到“刷刷”的声响，抬头一看，天上正在下雪，雪粒像味精一样，细细地往下落，很多村民都出来看稀罕。降雪的时间有3分钟左右，但却成了全村人当天议论的话题。村民们十分奇怪，为何7月盛夏会下雪呢？

　　带着村民的疑问，记者采访了郑州市气象台台长李社宗。李台长说，昨天侯寨乡南岗刘村出现短时间的降雪，与日全食有关。在日全食到来时，由于太阳被遮挡，温度在短时间内会突然下降，局部出现冰晶体。 (来源：大河网-大河报)

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日食：从迷信到科学再到狂欢

中国新闻网 2009年07月22日 17:22

　　日全食全过程

　　日珥

　　天文学家爱丁顿

　　日食：从迷信到科学再到狂欢

　　预报：古代天学家的职责

　　古代皇家天学家的重要职责之一，就是预报日食。此事非同小可，如果失职，就有被杀头的危险！最著名的记载见于《尚书·胤征》：
　　惟时羲和颠覆厥德，沈乱于酒，……乃季秋月朔，辰弗集于房，瞽奏鼓、啬夫驰、庶人走，羲和尸厥官，罔闻知，昏迷于天象，以干先王之诛。政典曰：先时者杀无赦，不及时者杀无赦，……
　　此即著名的“书经日食”。羲和(相传为帝尧所任命的皇家天学官员，是否实有其人尚不可考)因沉湎于酒，未能对一次日食作出预报，结果引起了混乱。这一失职行为给他带来了杀身之祸。注意这里“先时者杀无赦，不及时者杀无赦”(预报日食发生之时太早或太迟就要“杀无赦”)之语，若古时真有这样的“政典”，未免十分可怕。从后代有关史料来看，这两句话大致是言过其实的。
　　关于上面这段历史记载，有西方学者解读为：中国古代的天文学家羲和，因为酗酒，未能及时预报一次日食，就受到了死刑的惩罚，从此以后中国的天文学史再也不敢玩忽职守了——所以中国人留下了如此丰富的天象记载。这段有点“戏说”色彩的解读，大体还是正确的，尽管玩忽职守的天文学家在中国也不是那么难以想像的。
　　日食之所以需要预报，最直接的原因就是因为需要在日食发生时进行盛大的“禳救”仪式，而这种巫术仪式是需要事先准备的。


　　检验历法：
　　日食在古代的科学意义

　　中国古代天学家还赋予日食一种现代话语中的“科学”意义——用日食来检验历法的准确程度。
　　关于中国古代历法，许多人常有误解。可能是因为最初在翻译西文calendar一词时，随手用了中文里一个现成词汇“历法”，造成了这样的后果。其实能够和该词正确对应的现成中文词汇应该是“历谱”。由于现在我们已经习惯了将“历法”对应于calendar——即俗语所谓的“月份牌”，就渐渐忘记了在中文词汇中“历法”这个词的本意。
　　其实中国古代的历法，与西文的正确对应应该是mathematical astronomy，即“数理天文学”。因为中国古代的历法，完全是为了用数学方式描述太阳、月亮、五大行星这七个天体(即所谓“七政”)的运行规律。至于排出一份历谱(“月份牌”)，那只是历法中附带的小菜一碟。因此历法可以说是中国古代天学中真正“科学”的东西——尽管这科学工具是为“通天”巫术服务的，就像今天某些算命者手中的电脑。
　　中国古代天学家也能够在相当精确的程度上预报日食。例如，根据现代学者研究，唐代中国人对日食的预报，已经只有半小时到一小时之间的误差。考虑到日食发生的频率(每个世纪平均发生236.7次，对同一地点而言，平均每3年可见到一次日偏食，但要300多年才能见到一次日全食)，这样的预报在古代已经足以令人满意了。
　　由于在中国传统历法中，采用若干基本周期持续叠加的数值模型，来描述太阳、月亮、五大行星这七个天体的运行，从历元(起算点)开始，越往后的年份叠加次数越多。而任何周期都是有误差的，随着叠加次数的增加，误差就会积累，这就是中国古代为何不断进行“改历”(制作新历法，改用新历法)的原因。
　　在上述七个天体中，太阳的运动最简单，故最容易掌握；月亮的运动最复杂，故最难以掌握。而日食是因为月亮遮住太阳造成的，这就要求同时对太阳和月亮两个天体的运动都精确掌握，才可能正确预报一次日食。于是古人很自然地将日食视为检验历法准确程度的标尺。如果有不同的历法出现竞争，就大家各自推算一次日食，届时看谁的推算与实际观测结果最为吻合——误差当然总是有的，但误差小的就胜出。
　　如果我们将“检验历法”视为日食的科学意义，那么这个科学意义在中国至少已经有两千年历史了。


　　在科学与迷信之间
　　不过，到了后世，如果日食预报失败，也有“转祸为福”之法，例如《新唐书》卷二七“历志三·下”记载：
　　(开元)十三年十二月庚戌朔，于历当蚀太半，时东封泰山，还次梁、宋间，皇帝撤-，不举乐，不盖，素服，日亦不蚀。时群臣与八荒君长之来助祭者……不可胜数，皆奉寿称庆，肃然神服。
　　东封泰山，即所谓“封禅”，被认为是极大功德，历史上只有少数帝王获得进行此事的资格。归途中预报的日食届时没有发生，被解释为皇帝“德之动天”，所以群臣称庆。但毕竟不可否认，这次日食预报是错误的，对此如何解释？
　　唐代僧一行——中国历史上最重要的几个天学家之一，有著名的《大衍历议》，其中特别讨论了“当食不食”问题。对于上引玄宗封禅归途中这次当食不食，他的解释是：“虽算术乖舛，不宜如此，然后知德之动天，不俟终日矣。”他表示相信，在上古的太平盛世，各种“天变”可能都不存在(这是古代天学家普遍的信念)：
　　然则古之太平，日不蚀，星不孛(不出现彗星)，盖有之矣。
　　在他看来，历法无论怎样精密，也不可能使日食预报绝对准确。
　　到了20世纪“科学昌明”的年代，关于日食也还能找出相当“文化”的八卦来。例如，1936年的日食，各国派出观测队前往日本北海道北见国枝幸郡海滨的一个小村庄枝幸村进行观测，当地的小学“枝幸寻常高等小学校”为日食观测时能有晴天而贴出了一篇《祈晴文》(《民国二十五年六月十九日日全食北海道队观测报告》中有照片，照片中《祈晴文》的文字清晰可读)，其中谈到日食在科学上的重要性，以及此次观测机会之“千岁一遇”，因此祈求上天降恩放晴。天文观测本是科学，求雨祈晴则是迷信，但在这个具体事件上，两者竟可以直接结合起来——以迷信形式，表科学热情，真是相当奇妙的事情。


　　1919年日全食：
　　科学意义之社会建构
　　日食有史以来最重大的科学意义，“呈现”于1919年。
　　1912年，爱因斯坦发现空间是弯曲的，光线经过太阳边缘时会发生偏折，1915年他计算出，日食时太阳边缘的星光偏折值是1.74角秒(在此之前，有人将光微粒视为有质量的粒子，也能够计算出0.87角秒的偏折值)。
　　适逢其会，1919年5月29日将有日全食发生，人们当然指望在这次日食时一举将爱因斯坦的预言验证出个真假来——爱因斯坦本人则早已确信他的理论肯定是正确的。英国组织了两支日食观测队，一支前往巴西北部的索布拉尔(Sobral)，另一支就是著名的爱丁顿爵士(Arthur Stanley Eddington)参加的，前往非洲几内亚海湾的普林西比岛(Principe)。日食后过了几个月，观测结果归算出来了：分别是1.98“±０.12”和1.61“±０.30”，后面这个数值是爱丁顿那一队的结果。于是宣布：已经成功验证了爱因斯坦的预言。这个说法此后一直在公众中流行。
　　爱丁顿那时已有崇高的学术地位，他是剑桥大学天文学和实验物理学终身教授、剑桥大学天文台台长、英国皇家学会会员。这些辉煌的科学头衔，加上他被视为“第一个用英语宣讲相对论的科学家”，使得媒体和公众都对他前往普林西比岛观测日食验证广义相对论一事，充满了期待和信任。相传他获得盛誉之后，有媒体问他全世界是否只有三个人真正懂得相对论？他居然反问道：“那第三个人是谁？”
　　然而后来的研究表明，这曲“成功验证广义相对论”的凯歌，很大程度上是爱丁顿和媒体共同“社会建构”起来的。
　　日食时太阳边缘的星光偏折，当时是依靠照相来体现的，但影响照相底片成像的因素很多，比如温度变化等等。1919年日食观测的照相底片，其实并不能归算出足以精确验证爱因斯坦预言的光线篇折值。
　　此后在1922年、1929年、1936年、1947年和1952年发生日食时，各国天文学家都组织了检验光线偏折的观测，公布的结果都与爱因斯坦的预言互有出入。直到1973年6月30日的日全食，美国人在毛里塔尼亚的欣盖提沙漠绿洲中，得到了1.66“±０.18”的偏折值。1974～1975年间，天文学家用甚长基线干涉仪，在可见光波段之外，精密观测了太阳对三个射电源辐射造成的偏折，得到1.761“±０.016”的偏折值。这才终于以误差小于1%的精度证实了爱因斯坦的预言。


　　科学意义之消解
　　在西方现代科学中，日食同样具有上述检验功能——看对太阳和月亮运动的描述是否精确。在现代天文学中，这种描述是以天体力学为基础的。不过因为这种描述在现代天文学中早已不是问题，所以已经没有人关注这一点了。
　　当天体物理学成为现代天文学的主流之后，日食有了一个新的科学意义——在日食时观测日冕。因为日冕平时是观测不到的。不幸的是，1931年法国人发明了“日冕仪”，可以在任何时候造成“人造日食”来观测日冕，于是日食的这个科学意义又被消解。
　　可以这么说，到1975年，爱因斯坦关于引力空间弯曲导致光线偏折的预言被精确验证之后，日食的科学意义已经消解殆尽。
　　如今日食倒是被赋予了新的意义——它现在是媒体和公众的“科普嘉年华”。

　　(作者系上海交通大学教授，科学史系主任)

　　来源：深圳新闻网-深圳特区报　作者：江晓原

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日全食：科技与天文奇观在太阳上邂逅

　　日全食：现代科技和天文奇观在太阳上的邂逅

　　370年一轮回；科学价值非同一般；2035年再见

　　在日全食出现前的两三分钟里，天光似乎不是逐渐地变暗，而是像坐滑梯一样突然黑了下来。月亮的影子也像一朵飞云一样，从西边迅速地飘了过来，又黑又快。

　　作为一位天文学家，7月22日发生在中国境内的日全食对于中科院云南天文台研究员林隽来说，已经期待了很久。因为他的研究方向正好是理论太阳物理以及对各种太阳活动的分析和研究。
　　“太阳实际上与天上的群星一样，是一颗普通的自己能发光的星。但是，它比其他的恒星距离我们要近得多。”这也意味着对太阳的各种研究，很有可能会使人们对遥远恒星甚至宇宙的认识更进一步。
　　在接受《科学时报》记者采访时，林隽说：“不论对科学家还是天文爱好者，日全食都是一次观测太阳的绝佳机会。”


　　370年一轮回
　　科学史上最著名的一次日全食观测，是1919年5月29日爱丁顿验证爱因斯坦广义相对论的观测。当时，英国剑桥天文台爱丁顿博士成功地取得了日食观测资料，经过仔细测量、分析和计算，得到的偏转角为1.64角秒，这一数值和爱因斯坦理论上预言的1.75角秒非常接近。这就无可辩驳地验证了广义相对论的正确性。
　　从整个地球来讲，日食甚至日全食的发生概率并不是很低。科学计算表明：每年都有2～4次日食，个别年份还可能发生5次。仅就日全食而言，大约每100年发生65次，平均1年多也会有一次。
　　但是，每次能够看到全食的只是一条宽度为两三百公里的狭长地带，面积不到地球总面积的1%，大约需要375年才能够让整个地球表面都轮上一次。因而对于每一个具体的地方来说，日全食就成了难得一见的自然奇观，有统计表明，同一地点两次看到日全食，大约平均间隔370多年。
　　“平均每次全食的最长时间也只有3分30秒。”林隽说，“7月22日发生的日全食之所以备受关注，正是因为持续的时间长，因此很多科学家也认为这是本世纪最重要的一次日全食。”
　　这一次日全食从印度西部开始，月影将花费8分钟时间扫过印度。再扫过尼泊尔最南部和孟加拉国极北部，经过不丹国的大部分，穿越缅甸北部，擦过西藏一角(察隅)，进入云南，最终，在太平洋东部结束。全食带面积只占地球表面的0.71%，而且很大一部分在海上。因此，这一次日全食的最佳观测地点在我国。
　　7月22日，月亮离地球的距离会比平时近，而太阳离地球比平时远，从地球观测，月亮的直径看起来比太阳大了接近8%，因此日全食的时间就特别长。
　　“这次在日全食的中心点，持续时间最长可以超过6分半钟，是1991年到2132年间全世界日全食持续时间最长的。不过，只有在太平洋里观测才能够达到这样的时长，对于我国陆地观测，上海可以达到5分钟，这是1814年以来在我国境内能够看到的最长的一次日全食。”林隽解释说。
　　“通过肉眼，人们一般只能看到太阳的光球表面，有时可以看到太阳上的黑子。对太阳内部的认识，是科学家通过各方面科学研究的结果，现在都还在不断地加深认识。太阳外部的色球、日珥、日冕等现象，人类最早也是在日全食期间才可能看到和进行研究的。”林隽说。


　　科学价值非同一般
　　科学家们最初对日食的观测研究是从天体力学的角度进行的。19世纪中叶以后，随着光学、天体分光学和照相技术的发展和应用，日食观测才转而研究太阳本身的物理状态。
　　太阳是太阳系大家族的中心，它已经存在了大约50亿年，现在正处于旺盛的“青壮年”时期。林隽形容说，看起来太阳表面就像煮开了的一锅大米粥，有着不断上下翻腾的“米粒”状结构，并且有着强的磁场。
　　利用日食，人们可以观测平时不可能出现的一些特殊天象，最明显的就是观测太阳周围的亮环，也就是太阳的大气层——日冕。
　　“日全食阶段是用肉眼观看日冕的独一无二的机会。当月球将十分耀眼的太阳完全挡住的时候，我们才能够看到日冕，日冕也和黑子一样有着11年的变化周期。”林隽说。
　　白光日冕照相是日全食观测的经典项目，它对研究日冕的亮度、形态、日冕精细结构(如冕流、拱状结构、冕洞等)、日冕磁场等均有重要意义。日冕是太阳大气的最外层，非常稀薄、暗弱，亮度只有太阳本身的百万分之一，即使在日偏食和日环食的时候也看不到它。
　　林隽介绍说，在日食观测史上真正能成功得到理想的白光日冕照相也并不多，这是因为要成功获得这样的照片对仪器有很高的要求：首先，在较高的光学空间分辨率条件下，要有几米长的长焦距照相机；其次，对所有的内冕特征都要有一个合适的曝光时间；再次，需要一块合适的径向减光板，以弥补内外日冕强度的不均匀性。使用精心设计的径向减光板，天文学家可以拍到1～6个太阳半径范围内的日冕白光照片。
　　上世纪70年代以来，随着各类科学卫星上天和空间技术的迅速发展，特别是SOHO卫星上天后，在非日食期间可以观测到20个太阳半径范围内的日冕，使人们的眼界大大地开阔。
　　日冕白光偏振观测也是一项重要的内容。科学家在1871年就发现日冕白光存在偏振光，而且有较高的偏振性，这跟大气磁场有关。因此，在日食观测时白光偏振观测几乎是一个传统项目，科学家认为光的偏振可能是日冕大气中自由电子的“汤姆逊散射”引起的。
　　林隽说：“该项观测主要研究日冕的偏振方向，偏振随太阳活动周期的变化，太阳两个极区和赤道区偏振的差异，日冕偏振度沿太阳半径方向的变化等，并从观测上验证‘汤姆逊散射’机制，研究日冕高偏振度的精细结构。”
　　而光谱观测需要采用光谱仪器(也称摄谱仪)进行，它是将日冕像成在光谱仪的狭缝面上，这样将只有小部分日冕光从狭缝进入光谱仪内，并通过光栅分光，按不同的波长排开，形成一条彩色的光谱带，然后，科学家们会将自己感兴趣的几个波段会聚成光谱像，并拍摄成照片。
　　由于日冕光度较弱，日冕的光谱观测比白光和偏振观测要更困难一些。要研究太阳日冕内的物理性质，如日冕温度、电子密度、物质运动速度、化学组成和元素丰度等，都离不开光谱观测。
　　“通过对谱线形状的测量计算并借助某些理论指导，可以导出日冕内某些重要的物理参数，进而推测太阳日冕的物理状态。科学家通过日冕光谱研究发现日冕的温度高达几百万度，这是人们难以想象的高温。”林隽说。
　　闪光光谱观测是日食中最困难的观测项目。太阳色球层是太阳光球层上面的大气薄层，厚度仅约2000公里左右，只有当月轮快要把日轮完全掩食完的一瞬间和日轮快要从月轮背后露出的一瞬间，太阳色球层才有机会显露出来，仅有十多秒的时间可以利用。
　　“由于这项观测的难度大，成功获得闪光光谱的日食观测资料并不多。”林隽说，我国的天文学家首次取得闪光光谱资料是在1980年云南日全食期间。2008年在我国甘肃日全食中，中科院云南天文台的天文学家不但成功观测到太阳色球的闪光谱，而且得到色球光谱的偏振观测资料，这是国外天文学家多年来想做而未能成功的项目，因此引起国际上极大的关注。
　　闪光光谱(包括连续谱)观测资料是极其宝贵的，对它的处理和分析研究可获得太阳色球层的大气模型，即大气内温度、密度、速度、化学元素及丰度等重要物理量随太阳高度的分布情况。


　　2035年再见
　　“从去年开始，就陆续有国外的科学家和我联系，想来中国看这次日全食。”因为机会十分难得，林隽也早就作好了观测的准备，但为了能让公众更为科学地观测这次难得的日全食，林隽放弃了去现场的机会，选择了在媒体上当嘉宾。
　　“下一次我国境内再能见到日全食则要等到26年后的2035年，还只有西藏等边远地区才能看到。”林隽说，随着科学的发展，天文学家已经完全知道了为什么会发生日食，以及每次日食大致过程是什么样的。
　　在全食出现前的两三分钟里，天光的变化似乎不是逐渐地，而是像坐滑梯一样突然降了下来。月亮的影子也像一朵飞云的影子一样，从西边迅速地飘了过来，又黑又快。
　　林隽认为，全食阶段是观测中最有意义的。比如，红色的、比日冕稍亮一点的喷发日珥，离太阳始终很近的水星，还有包括金星在内的几颗亮星陪伴，都是观测中的关注点。
　　“这一次，水星在太阳东面，离开太阳大约10度——也就是说，向前伸开你的手臂，大概一拳头宽的距离。而金星在太阳西面大约44度。地平线附近，则似乎是傍晚的景色。”林隽说。
　　虽然不能亲临现场，但林隽并不感到太遗憾。
　　“我国天体物理研究水平的进步是巨大的，连国外的科学家都在感叹，也意识到了中国科学家的工作是不能忽略的。”林隽表示。
　　“目前，我国非常重视天文学发展。比如，正在建设的世界最大单口径射电望远镜FAST，它在国家重大需求方面有重要应用价值。”林隽认为，天文学研究在很大程度上依靠观测，一旦拥有更为先进的观测仪器，也就等于比其他国家先行了一步。
　　“日全食很难得，但更为重要的是，可以激发起一部分青少年对天文的兴趣，这对未来我国天文学研究储备人才，意义十分重大。”林隽说。

　　《科学时报》 (2009-7-22 A3 每周聚焦)

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日全食天黑时动物们反应各异

http://www.sina.com.cn  2009年07月23日 18:18  东方网-文汇报


　　300年一遇的日全食天象奇观，昨日上午光顾了我国长江流域。生活在上海野生动物园内，来自世界各地有代表性的二百余种一万多头(只)的动物们如何度过这一时刻，日全食对它们影响到底有多大？

　　同属猫科的老虎、狮子和往常一样，上午8：00从笼舍里出来，各自在活动区域内“转悠”。日全食来临，天色渐黑，它们并无归笼之意，大都就地微闭眼睛躺卧休息。而猎豹则三三两两“打道回府”，天放亮，便又从笼内出来开始“新的一天”。

　　金丝猴家族猴群和全雄猴群，平时关系比较紧张，互相之间经常会发生“战争”。当日全食来临之前，两个猴群平安相处，天渐渐黑下来时，开始互相追打，胆大的猴显得尤其兴奋，而胆小的猴则惊恐地叫几声躲到一旁。天放亮后，战火平息，猴子们情绪渐渐稳定。

　　黑猩猩是人类近亲，对于这百年不遇的天象奇观，似乎不予理会。9：30是平时进早餐时间，当天黑下来时，饲养员和平时一样，给它们投喂喜欢吃的水果、窝窝头等美食时，它们借着灯光，美美地慢慢细嚼起来。

　　大象、犀牛、长颈鹿对突然天黑并不感到惊奇和恐慌，该干啥还干啥。而熊与梅花鹿在天黑时，站立不动，活动明显减少。相对而言，由于“光”的原因，日全食对禽兽类动物的影响要比畜兽类动物的影响要大些。在百鸟园里，天黑前，这里是鸟的乐园，叽叽喳喳一片喧闹景象。天黑以后，整个鸟园都“鸦雀无声”，一片寂静。来自非洲、美洲的上百只火烈鸟，此时刚开始共进早餐，还没用完餐，天却渐渐黑下来，误以为天黑该归寨了，便纷纷停食，成群结队地往平时休闲、谈情说爱的驻地——袖珍火山岛迁移。天放亮，它们方知被“戏弄”，纷纷回到原处继续进餐。

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重庆日全食最美：贝利珠、钻石环、日冕一个都没少

来源：《扬子晚报》

　　22日8时09分至10时30分左右（自7点钟位置顺时针至6点钟位置）在重庆大学虎溪校区拍摄到的日全食全过程。 新华社发

　　作为全国三大日全食观测直播点之一，重庆大学虎溪校区昨天再次成为全国瞩目的焦点，由于天气原因，重庆昨天也成为全国最好的一个直播点，来自国家天文台的关彤在日食前后也给记者讲解了此次日全食的三大精彩之处，用他的话说，“哪怕只是眨眼一秒，也会错过最精彩的画面而带来遗憾。”


　　最早发出初亏信号
　　昨天早上7点30分，记者来到位于重庆大学虎溪校区的国家天文台日全食多路联合直播重庆站点，四台天文望远镜已经瞄准了刚升起不久的太阳，其中两台最大的望远镜已经连接好了电脑。
　　早上8点零7分，太阳从右上角开始缺了一个口子，初亏的影像从重庆大学传送到国家天文台，这也是全国首先传送初亏影像的站点。
　　8点45分，重庆大学观测点的画面传向全球直播，随着太阳渐渐变小，直播站点的平台上明显已经感觉阳光弱了下来，开始还大汗淋漓的人们开始感受到阵阵清风，气温也逐步下降。


　　眨眼可能错过精彩
　　9点整，就在即将进入食既之前，专家提前告知记者，在太阳完全被遮住之前的几秒，太阳的光芒已经变弱，就应该摘下日食观测镜，用肉眼直接观看最精彩的贝利珠和钻石环。“这个时候千万不要眨眼，一眨眼可能就错过了最精彩的部分。”大家都屏住呼吸，在9点13分，太阳被完全遮住的瞬间，记者摘下眼镜时眨了一下眼，太阳就被完全遮住，记者第一次错过了贝利珠和钻石环的景象。
　　“大家可以看一下头顶，原本冬季星空才看得到的金星就在我们头顶。”在专家的指点下，大家抬头寻找星星。“看到了，在那里，好亮啊！”人们爆发出激动的掌声。


　　日冕美景很精彩
　　而在太阳完全被遮住后，地平线和天空交接的远处也出现了淡淡的彩霞，一阵阵风从直播点的平台上吹过，大家都静静地盯着太阳。“这是日冕的整个光环，也很漂亮。”9点16分，专家告诉记者，太阳要露出头了，生光的那一刹那同样精彩。
　　大家都盯着太阳，9点17分，在生光的一刹那，璀璨的贝利珠和闪烁的钻石环先后出现，记者这一次没有错过，尽管只是一瞬间，但大家都被日全食的美丽景象震撼了，专家们也情不自禁地欢呼了起来。


　　重庆日全食影像最漂亮
　　来自国家天文台的专家关彤表示，尽管之前已经找了很多以前日全食的录像来看，但这次亲眼所见，他也倍感震撼：“特别是钻石环和贝利珠的那一瞬间，感觉很特别。”
　　据重庆大学虎溪校区直播站点专家介绍，在中国三个核心直播站点中，重庆最先传出了此次日全食的信号，而且也是最好的信号，从初亏开始一直到生光的整个过程，国家天文台采用重庆直播站点的信号最多。同时，由于此次日全食过程中重庆天气一直都很晴朗，非常适宜观测，专家表示，此次重庆发出的日全食影像是全世界最美、最好的。


　　日全食时间算得分秒不差
　　1秒不差，日全食如约降临山城，为什么日全食时间预报比天气预报准得多呢？关彤表示，日全食是由于地球、月亮和太阳之间运动到一条线上时形成的天文现象，就像数学里的几何题目一样，对于日全食的预测，更准确地说是计算，就显得十分容易，只要计算出地球和月球的轨道，通过牛顿运动定律计算出太阳、月亮和地球在三维空间里的运动状态，通过计算机计算就能将日全食发生和结束的时间精确到秒。（重庆晨报供稿）

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百年修得同船渡 今朝见证日全食  

2009年07月23日 11:33:35 　来源：新华网  

    新华网武汉７月２３日电（周钢　刘路）２２日，不少人选择这一富有纪念意义的日子进行婚姻登记，让日全食见证他们的爱情。武汉市婚姻登记中心负责人介绍，２２日全市１８个婚姻登记处登记结婚的新人有３６０对，比平时多了１００多对。

    ２２日上午８点多，在江岸区民政局婚姻登记处，帅小伙秦岭和漂亮女友庄毅在日全食期间完成了从恋爱到婚姻的转变，数百年一遇的天文现象为他们做了见证。

    “选择在日全食这天结婚，就是告诉彼此缘分来之不易，要好好珍惜，也给今后留下一个美好的回忆。”两人兴奋地说。

    据江岸区民政局婚姻登记处童康喜主任介绍，２２日来登记的新人有２０多对，其中许多都是刻意选择日全食当天去登记结婚的。童康喜说，平时每天来办理结婚登记的新人只有１０多对，因为有日全食发生，来登记的新人比平时多了一倍。

    武昌区婚姻登记中心２２日登记结婚的新人有３０多对，其中有３对是来登记复婚的。今年４２岁的张先生与妻子３年前因家庭琐事离婚。“我们俩通过３年的冷静思考，都觉得彼此不能分离，因此选择了日全食这个难忘的日子作纪念日，告诫自己，我们要百年好合、永结同心。”张先生说。

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电影中的日食

□本报记者／王臻青

中新网  2009年07月23日 10:00　来源：辽宁日报



　　7月22日，21世纪第一个最长的日全食奇观出现了！这次日全食带比较宽，经过我国人口密集的长江流域。除了直接能观赏到日全食的地区外，在我国其他地区均能看到日偏食。

　　上海是观测日全食的最佳地点之一，正在上海拍摄新片《用心跳》的导演关锦鹏与摄影师杜可风决定将这天文奇景摄入电影中，作为该片的一大看点。胡军、廖凡等主演的《用心跳》描述了上世纪30年代6个剧团演员穿越时空来到2009年，并完成一场师徒联演才能 “回到过去”的故事。当得知7月22日会有日全食奇观出现时，关锦鹏导演便开始在上海选择数个合适地点，以便在云层最薄的状态下，捕捉最完美的日全食景观。关锦鹏希望能够尽量记录下这些画面，纳入影片剧情中，他认为此举很有意义。

　　7月22日当天，一些国家和地区特别举办了以“天文”为主题的电影宣传活动。那么，与日食有关的故事片有哪些呢？中外影片中的日食什么样？对故事发展又起到哪些作用呢？

　　张艺谋导演处女作《红高粱》堪称经典，也许观众还能够回忆起影片中有关日食的影像与情节。摄影师出身的张艺谋非常重视影片的视觉冲击力，如今当我们提到《红高粱》时，眼前会瞬间闪现影片中的主色调大红色。与铺满整个画面的红色相对应的是，巩俐饰演的“我奶奶”因抗击日本侵略者而牺牲时，“日食”现象突然出现。 《红高粱》中出现的与日食有关的画面与情节颇具戏剧性，对故事情节起到了渲染气氛的作用。

　　与《红高粱》中增强艺术效果的作用不同，在影片《尼娜》、《绝代妖姬》中出现的“日食”，则是开篇的点睛之笔。印度与英国合拍片《尼娜》颇具奇幻色彩，该片讲述了一个日食的日子，5岁的尼娜在伦敦的一次车祸中失去了视力与双亲。20年后，由于现代科技的发展，奇迹出现了，尼娜恢复了视力，同时尼娜也被赋予了超自然的力量……《尼娜》是一部关于年轻女性努力探索那些超自然神秘力量的影片。在影片伊始，就出现了日食的镜头，从而将观众瞬间带入影片特定的情境中。

　　法国影片《绝代妖姬》在影片开始同样运用了日食奇观展开故事。画面中沉郁的黑，遮天蔽日，西班牙国王的宫廷花园里，头戴长长假发的菲利普五世眼神倦怠，只有歌手法拉内利的歌声是他唯一的安慰。菲利普五世轻握着法拉内利的手，低语：“快把太阳召回吧！ ”歌声响起，国王展露笑颜……

　　在《鹰狼传奇》、《古墓丽影》两部美国影片中，日食则是推进故事发展的重要一环。《鹰狼传奇》由饰演过超人的克里斯托弗·里夫与优雅迷人的米歇尔·菲佛联袂主演。该片讲述中世纪一对相爱的情侣，在嫉妒的大主教从中作梗下，以魔咒将两人化为永不能相聚的野狼与鹰女。夜晚，他是一匹狼；白昼，她是一只鹰。两人无法以人形相见，除非能解除加诸于身的邪恶魔咒。最终，一位少年利用日食协助两人破除了魔咒。这是一个充满刺激、悬疑的魔幻爱情故事。日食在《鹰狼传奇》中被赋予了奇幻色彩。

　　在《古墓丽影》中，与日全食有关的情节是该片的关键所在。该片根据受全球电脑游戏迷喜爱的游戏改编而成。这部在亚洲拍摄的好莱坞大片由安吉丽娜·朱莉主演，讲述了考古学家之女劳拉，为了破坏邪恶组织的阴谋，勇闯神秘古墓，寻找打开时间和空间的钥匙，拯救人类的传奇故事。故事发生在48小时之内，在48小时后，劳拉如果找不到那神秘钥匙，天空将出现日全食现象，而这时邪恶组织的力量将达到巅峰。最终，劳拉在日食刚出现时便找到了神秘钥匙，拯救了人类。

　　就像日全食现象中的贝利珠、钻石环、日冕、日珥一样神奇，与日食有关的故事片，无一例外都是传奇故事。□本报记者／王臻青

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猫猫狗狗也懂看日食？

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新京报 发布时间: 2009-07-26 作者:瘦驼


　　22日的日全食发生之前，在不少观测指南中可以看到这样一句：建议各家狗主人拴紧自己的爱犬，最好把它锁在亮着灯的屋子里，以免日全食发生时狗儿惊慌失措引发事故。现在，22日已过，貌似媒体上并没集中出现宠物狗受惊引发事故的报道。难道是因为这次日全食发生时，全食带经过地区的天气状况大都不很理想吗？

　　动物对日食的态度，这得先从比较接近我们的动物看起。1994年11月3日，一条窄窄的全食带扫过南美洲，途经智利圣地亚哥动物园。两位动物学家把注意力集中到了这家动物园的两群埃及狒狒身上。埃及狒狒是一种社会动物，与人类有颇多相似之处。从11月1日起，两位科学家开始密切观察记录狒狒们的活动，为的是获取对照数据。由于日食发生在当地时间8点42分到10点45分之间，因此科学家们就特别统计了狒狒们在每天这个时段的活动———打闹、进食、理毛等等。日全食如约而至，科学家获得了大量的数据。经过统计，他们发现狒狒的行为在日食发生时的确有变化：活动减少，威胁和攻击行为减少，理毛行为增加。总的来说，狒狒们表现得很有城府，它们并没有对天上发生的事情产生太大的兴趣。这个结果大抵没有超出科学家的预测，因为对其他的灵长类动物在日食发生期间的观察，结果大同小异。只不过有些黑猩猩在日食发生时出现了登高的行为，它们爬上了笼子里最高的一个树杈。

　　牛是陆地上数目最多的大型动物，奶牛会对日食作出什么反应呢？1999年8月11日，欧洲可以观测到一次日全食。当时，四位英国科学家钻进牛棚，将12头荷斯坦奶牛分做四组观察这些黑白花家伙的进食和反刍情况。日食发生时这些奶牛没有什么特别的表现，不过日食结束后的那一天，这些奶牛的进食时间下降到平均水平的80%。不过，此前这些奶牛就有进食时间减少的趋势，很难将此与日食联系起来。

　　那纯野生的动物又会有何表现呢？2001年6月21日的日全食，最佳观测地点在非洲的津巴布韦，天文学家穆丁（Murdin，P）在观赏日全食之余留意了周围的野生动物。他发现狮子和斑马一切如常，倒是一群河马有点骚动。河马本来就不是安分的动物，这可能仅仅是偶然现象。穆丁还发现鸟的反应各异，苍鹭仿佛周围什么也没发生一样，而白鹭、黑腰朱鹮、噪犀鸟和牛椋鸟纷纷飞回栖息地休息，本来该晚上出来活动的猫头鹰也叫唤了起来。

　　2006年3月29日日全食发生时，希腊的一些科学家来到海上，他们发现当天突然黑下来的时候，一般只有晚上才来到海面的一些桡足类浮游生物比如哲水蚤和剑水蚤开始从深水中上浮，而其他桡足类没有这类反应。

　　至于被特别点名的狗，倒出人意料地没有引起太多科学家的研究热情。相比地震前动物的异常行为现象，日食期间动物的表现本不应该成为“话题”。汇总诸多文献和目击报告，我们可以很清楚地看出，日食对动物的生活影响甚微，产生的那些影响都可以归结为光照变暗引发的动物本能反应。事实上，上述奶牛和海洋浮游生物的研究正是科学家们在借助日全食这个难得的机会探寻动物与光照关系。

　　似乎可以就此下结论说，日全食并不会引起动物的“异常”活动，不过我好像忘了统计很多“异常”表现：有的动物在日食发生时会敲击身边的物品发出巨大的噪声，还有动物会长距离迁徙到日食发生的地点观看———人啊，真是种奇怪的动物。

　　

　　□瘦驼（山东 生物研究者）

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日全食带来新认识

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新京报 发布时间: 2009-07-26 作者:孙正凡


　　日全食发生的时候，天地暗淡无光；全食期间如同夜晚降临，黑太阳周围围绕着白色的日冕，寻常不得见的水星和金星、冬夜的星空出现在“夜空”，而对于科学家来说，日全食带来的，不仅仅是视觉上的震撼，还会揭露许多宇宙的秘密。

　　在古希腊，亚里士多德通过月食的观测等证据，推断出来大地是个球体，并推断月亮也是球体。公元前190年3月14日，天文学家依巴谷（Hipparchus）发现，日食在他的出生地尼斯（Nice）及附近的达达尼尔海峡都可以看到全食，而在同一经度上的亚历山大城则只能看到太阳直径被遮挡4/5。这说明在两地看月亮，它的视位置是有差异的，就像我们用两只眼睛轮流看放在眼前的手指，它的位置仿佛发生了变化，这在天文学上称为视差。从而依巴谷就知道，两地（相当于两只“眼睛”）对月亮的张角是太阳直径（30角秒）的4/5，这样就得到了一个三角形。利用这个关系，依巴谷根据两地的纬度，计算出来月亮离地球的距离是地球半径的62倍—74倍。这是人类第一次知道了天体的距离，在科学史上是了不起的成就。

　　1869年日全食期间，美国天文学家哈克尼斯（Harkness）在太阳的大气层———日冕的光谱中发现了一条绿色谱线。科学家猜测这可能又是在地球上未发现的一种新元素，因为它存在于日冕中，就用日冕的名字命名了它；但直到上世纪20年代，元素周期表已经被填满，还是找不到它的位置。上世纪30年代初，物理学家鲍恩（Bowen）终于破解了这个谜团。他从理论上指出，这并不是新元素，而是普通元素如铁、钙等剥离掉多个外层电子之后形成，这类谱线在量子物理上被称为“禁线”。日冕气体非常稀薄，但温度却高达百万度，铁原子在这样的高温下失去9个、10个电子，就可以发射这类谱线。

　　这样，通过“神秘元素”揭示出来日冕的一种奇异的性质：如果把太阳比做一个“炉子”的话，按照我们的日常经验，离炉子越远，温度就会越低，但太阳却是一个反常的“炉子”，离开太阳越远，日冕的温度就越高，太阳本体的温度才不到6000度，但日冕的温度高达数百万度，这个“炉子”是怎么把它周围的大气加热到百万度高温的？这个谜团至今仍未得到解决。

　　日冕的亮度只有太阳本体的百万分之一。在地球上，只有发生日全食的时候才能看得到。它呈现银白色，像是太阳的一顶帽子。日冕的形状同太阳活动有关，在太阳活动比较活跃的年份，日冕在各个方向上都有分布，大致呈圆形，而在太阳比较宁静的年份形状比较扁，主要沿着赤道方面分布。由于磁场的存在，日冕呈现丰富的结构，在两极很像磁铁吸附铁屑形成的花纹，在赤道方向则如同被风吹动的羽毛。

　　有些科学家怀疑，从太阳本体喷发产生的磁场如同一条绳索，挟裹能量冲向太空，然后在日冕层中释放，从而将日冕加热到难以想象的高温。但是具体是如何加热的，还没有一致的看法。所以每逢日全食发生的时候，天文学家们总是奔赴每一个可见日全食的地点，目的就是取得日冕的长时间变化资料，希望能够破解这个谜团。

　　□孙正凡（上海 天文学博士）

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何日全食再来？

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新京报 发布时间: 2009-07-26 作者:蔡斯


　　由于长江中下游地区天气情况不是很理想，所以这次号称“历史上观看人数最多的日全食”可能就要落空了。同时，华北、华南的很多人，看到的只是日偏食而已。这张封面照片就是《新知周刊》专栏作者瘦驼在山东烟台拍摄制作的。那么，究竟过多少年，我们可以再看到一次日全食呢？让专业人士来为我们解答这个问题。   

　　22日当天，上海阴云密布，偏食阶段太阳从云缝中偶尔露出头，最壮观的全食阶段却变成了长达五六分钟的“雨夜”———老天爷给上海市民和各地专程赶来的爱好者们开了一个不小的玩笑，在很多其他城市，人们也只能体验到白昼变黑夜的奇景，却无法看到日全食，留下了不小的遗憾。白昼变黑夜，何时它才会再次光临？如果按照一般说法，每隔18年又11.3天就会重复发生一次日食，可为什么我们的经验并没有如此频繁，以至于这次日食被称为“300年一遇”？

　　这个18年又11.3天，说的是沙罗周期规律。早在巴比伦时代，人们就已经将它作为指导日月食观测的重要法则。它与月球的几种运行周期有关：朔望月，月相变化周期，约29.530588天；交点月，月球经过同一黄白交点的时间间隔，约27.21222天；近点月，月球经过近地点的平均周期为27.55455天。沙罗周期就是这几种运动周期的“公倍数”，约等于223个朔望月，242个交点月或239个近点月，也就是6585.32天（18.032年）。

　　换言之，每经过6585.32天，月亮就会处在轨道参数大致相同的交点上，日、月、地三者处在类似的“几何位置”上，所以每隔这么长时间，就会发生一次日食。值得注意的是，其中的0.32意味着每次日食相比于上一次都要向西移动约120度，所以这个预报是针对全球的，对于某一地来说，连续发生两次日全食的机会并不多，看偏食的机会更多一些。

　　从沙罗周期的定义中可以看到，242个交点月与223个朔望月之间约0.32天的差值，使得每过一个沙罗周期，月亮的位置离交点向东偏离0.5度，日、月、地的位置发生了变化。当差别越来越大，超过一定的范围，月球的阴影就不会落在地球上，日食也就不再发生了。所以用沙罗周期预言日食的“有效期”是有限的。以2009年7月22日的日全食为例，我们可以预言，在前后五六百年的时间段里，每向前或者向后推约6585天，就会发生一次相似的日食。1955年，荷兰天文学家范登堡在他的《日月食的周期性与变化规律》中将这样以沙罗周期为间隔的连续发生的日食或月食归为同一系列，称为“沙罗食系”。

　　每个沙罗食系都是从极地附近的一次日偏食开始，逐步发展为日全食，然后在相对的一极重新退化为日偏食，最终结束。一个食系大约持续1226年到1550年，包括69次到87次日食，其中40到60次中心食（全食或环食）。

　　在一个沙罗周期内，平均会发生71次日月食，其中43次为日食，28次为月食。也就是说，任何一时间内，总有约40多个沙罗食系在进行中。对于中国来说，21世纪共可以看到8次日全食，分别是2008、2009、2034、2035、2060、2063、2088、2089年，观测条件比较好的，也只有2035、2089年，到那个时候，我们才能再次感受“白昼变黑夜”的壮美奇观。

　　

　　□蔡斯（上海 科普作家）

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中华读书报　日期： 2009年7月29日   

300年一遇的日全食让我审美疲劳
——2009年7月22日日全食直播节目回顾
■江晓原

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　　这次2009年7月22日的长江流域“大日全食”，因为其全食带非常罕见地经过许多人口稠密的大城市，如重庆、武汉、成都、上海等地，因而万民瞩目，媒体更是全方位进行报导和炒作，顿时将日食变成一场全民的狂欢。这就埋下了电视台大型日全食直播节目遭受恶评的种子——因为公众的胃口已经被吊得极高了。偏偏到了这一天天公不作美，阴云遮蔽了印度、西藏、成都、武汉、上海等处的天空，令人大失所望。

　　为了这次“大日全食”，东方卫视、山西卫视、上海电视台联合中国科学院上海天文台和新浪网，筹备了大型直播节目，我受邀担任直播节目的嘉宾。直播节目从7月22日早上7点40分开始，一直持续到11点20分才结束。谁知这天中午，网上就出现了题为“SMG日全食直播专家雷人语录”的帖子，帖子收集了十几段直播过程中男女主持人和我的“雷人”对话。这些对话给人的印象是，在直播过程中，我和男女主持人“冰火两重天”——主持人竭力营造狂欢气氛，而我却经常泼冷水、煞风景，并纠正主持人的错误。到了第二天，这份“雷人语录”已经在各大热门网站上到处传播，在大量跟帖中，两位主持人备受诟病指责讽刺嘲笑。7月23日上海《新闻晨报》刊登了对我的访谈，在访谈中我为两位主持人表示抱不平，我认为他们工作非常认真，也竭力想将直播搞好，大家不应求全责备。

　　现在回过头来看这次直播节目，确实不能算很成功，但与其用口水板砖发泄对主持人或电视台的不满，不如心平气和地检讨一下原因。我想到如下几点：

　　一、重庆问题。直播节目事先向印度、西藏、武汉、成都等处派出了记者，但因为重庆一向以天阴多雨著称，所以从一开始就没有被考虑，谁知届时上述各处，包括上海本地，都遭遇阴雨天气，只有重庆却在日食过程中一直天晴，这是大大的失算。后来从重庆当地获得了电视图像，却又因为技术上的问题而未能在最应该播出的时刻播出。

　　二、主题问题。本来，在媒体的持续炒作之下，公众对此次“大日全食”已经高度关注，他们的好奇心、时尚感、娱乐欲，都已经被煽动起来，一场欢腾热烈的“科普嘉年华”已经呼之欲出。所以直播节目竭力营造和反映这种狂欢气氛的预设，最初应该说是正确的。但是到日食时几处重要地点都是阴雨，就应该及时转换主题——阴雨必定使期望极高的公众感到大煞风景，狂欢已经不太可能。在这样的情况下，节目仍然按照预设的方案进行，极力要将预想中的狂欢气氛营造出来，那就吃力不讨好了。此时正确的应对，应该是少询问各地群众的情况，而尽可能多提供重庆、安吉等晴朗或多云地区的图像信号，让电视观众好歹能够从电视上将日食看清楚，看完整。

　　三、直播中的谈话问题。由于此次直播要求在东西数千公里长的“前线”上与本部配合，在技术上有相当的难度，电视台和导播、主持人看来都从一开始就将最大的注意力集中到了这个方面，结果就忽略了对日食本身有关方面的注意，所以主持人问出了几个被网友认为很傻的问题。其实我们事先还准备了不少内容，但主持人后来都没来得及问。

　　至于我和男女主持人在情绪和态度上“冰火两重天”，有些网友猜测是因为我不高兴、我嫌主持人太傻、甚至是我“鄙视”主持人等等，这当然完全不是事实。事实上，我和两位主持人相处并无任何不快。

　　但是这次直播过程中，我确实一直没有兴奋的感觉。一方面，我觉得没有必要刻意营造狂欢气氛，再说我也没有义务参与营造气氛，我的任务是提供相对专业的答案、说明或评论，所以应该理性些。另一方面，我之所以在节目中兴奋不起来，是因为关于这次“大日全食”我已经接受了报纸、杂志和电视台的许多次采访，真的是审美疲劳了。这和电视谈话节目中的“过度沟通”有点类似——如果谈话双方都对将要进行的谈话内容了然于心，谈话时就会索然无味。当然，此次这种状态的出现，是电视台和我都无法控制的。

　　最后，顺便说说日食“××年一遇”的问题。关于此次日全食，到底多少年一遇，就有好几种说法。媒体曾问我这些说法有何依据，我的看法是：多半有依据，但是没意义。

　　为什么这样说呢？如果你现在去访问NASA网站，就可以看到那上面已经将前后一万年（公元前3999年到公元6000年）的日食都推算出来了，你只要有耐心，对这些日食加上适当的限制（比如，“全食6分19秒以上”），你就可以弄出各种各样的“××年一遇”，估计想要500年就500年，想要1000年就1000年。

　　如果一定要讲讲“××年一遇”，那我推荐相对比较有意义的一款：根据统计数据，在地球上同一个地点，平均每300年左右可以看到一次日全食。注意这只是统计平均，具体到每次日食，间隔年份可以和300出入颇大。

　　所以，对于此次长江流域的“大日全食”，各地都可以说是“300年一遇”。

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中华读书报　日期： 2009年7月29日   


从上天的训诫到造物主的礼物
——关于日食的科学、历史和文化

■钮卫星

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　　开普勒在1605年说过：“日食是造物主送给我们的礼物”。如果我们真正去理解开普勒的“礼物”的说法，就会明白其意义不在于为爱好者和媒体提供了一个狂欢的理由，而在于它给天文学研究带来了千载难逢的机会。

　　开普勒在1605年说过：“日食是造物主送给我们的礼物。”人们对待2009年7月22日日全食的心情，确实就像在接受一件稀罕的礼物。早在日食发生之前的许多日子里，媒体已经进行了广泛的造势和炒作。观看人口史无前例：200多公里宽的全食带穿过人口稠密的长江流域，将有三亿人可观看日全食；全食时间实属罕见：将近6分钟的全食时间为本世纪最长日全食；日全食的稀罕性也毫无疑问地被着重强调，人们争论的只是在一个固定地方看到一次日全食到底是300年一遇还是500年一遇。

　　在各种媒体的鼓动下，人们的热情也被调动到空前高涨的程度。天文爱好者们纷纷添置精致的器材准备留下精彩瞬间。各种日食观测眼镜热销乃至脱销。交通方便的长江流域大中城市和各处景点吸引来无数国内外追日族，形成了一拨日食旅游的商机。沿全食带飞行的航班也被订满，日食发烧友们要在空中感受更长时间的全食。

　　日食发生的那2个多小时，特别是食甚前后的那5分多钟，观众和媒体把这一日食狂欢节推向了高潮。电视台派出的记者分布在全食带的多个地点，从印度西海岸到西藏亚东、四川成都、重庆、武汉、长沙、浙江安吉，一直到上海的各个角落，伴随着实地记者们激动得有点语无伦次的描述，各地的画面以多窗口的方式呈现在电视屏幕上。观众们足不出户也可以参加这一狂欢。

　　虽然天空不作美，有些地方因为阴雨天气，人们没有能够完整地领略日全食奇观，但2009年7月22日的上午，人们无论是亲身体会还是从电视中观看，都尽情地享受了造物主的礼物带来的奇妙体验。

1

　　然而，日食并不是一开始就被看做是一件来自造物主的礼物，在更长的时间里，它被当做是一种来自上天的训诫。古巴比伦人很早就开始关注日食这种天象了，他们认为日食是上天对人间事务表达不满时发出的一种信号。所以古巴比伦人很勤奋地记录着包括日食在内的各种天象，最终他们在好几个世纪的天象记录中发现了某些天象是周期性出现的，于是发展出了预报天象的方法。现代研究者认为，古巴比伦人或许能够利用18年的沙罗周期来预报月食，但对日食恐怕还不能成功预报。

　　后起的希腊文明从两河流域的古巴比伦文明那里学习到了天文学知识。在希罗多德的《历史》中记载着一次著名的日食。说公元前585年5月28日这天，吕底亚人（Lydians）和米堤亚人（Medes）正在哈律斯河（现土耳其境内）边鏖战，白天突然变成了黑夜，他们都认为这是上天不满他们双方互相残杀、要他们停止战斗的征兆，于是双方缔结了和约。希罗多德还提到米利都的泰勒斯（Thales，约前624—546）曾经预先警告过爱奥尼亚人，在他确定的这个日子里白天会变成黑夜。对于泰勒斯有没有能力预言这样一次日全食，在现代学者们之间是颇有争议的。有人认为他可能利用了古巴比伦星占学家编制的星历表做出的预言，也有人将此仅仅看做是传说。

　　中国古代对日食这种罕见和重大天象的关注程度，丝毫不亚于古巴比伦人。中国古人也把日食看做是上天对人间事务的一种干预，特别地，是对帝王不当行为的一种训诫，所以历代天文学家都非常勤勉地记录着日食这种天象。根据《中国古代天象记录总集》的统计，古代文献中记录的日食共计有1600多条。其中经常被提起的最早日食记载就是所谓的“《书经》日食”。

　　据《尚书·夏书·胤征》记载，夏王朝（2070BC－1600BC）的第四位君主仲康在位时，天文官员“羲和”酗酒误事，废时乱日，致使日食发生时应对失措，救日场面混乱。胤侯前往征讨，作《胤征》。其中提到：

　　乃季秋月朔，辰弗集于房，瞽奏鼓，啬夫驰，庶人走。羲和尸厥官，罔闻知，昏迷于天象，以干先王之诛，《政典》曰：“先时者杀无赦，不及时者杀无赦。”

　　《胤征》篇中记载的内容因为涉及到《尚书》真伪问题，是否可靠，尚有争议。譬如对交食预报的“先时”和“不及时”一般来说在夏代是无从谈起的。但是从《春秋左传》昭公十七年“日有食之”条引《夏书》这条记载并解释为日食以后，古今学者大多认为这是发生了一次日食。

　　先秦文献中保存了不少可靠的日食记录。譬如“《诗经》日食”和“《春秋》日食”。《诗经·小雅》中的“十月之交”篇中同时记载了一次日食和一次月食：

　　十月之交，朔月辛卯。日有食之，……彼月而食，则维其常；此日而食，于何不臧。

　　这里月食被认为是“常”，日食被认为是“不藏”，反映了该诗作者对日食和月食的星占含义是差别对待的。

　　《春秋》中记录了37次日食，宣公（608BC－591BC）以前15次，有7次记明发生在朔日；成公（590BC－573BC）以后22次，全部记明发生在朔日。经用现代天文学方法推算，这37次日食中实际发生的有33次。这些结果说明成公以后的春秋历法对朔的推求已经达到相当准确的程度。

　　以上的“书经日食”和“诗经日食”还为历史年代学研究提供了线索。因为日食是能够比较精确地回推的天象，所以历代有不少学者试图利用这两次上古的日食记载来确定日食发生时对应的历史事件的年代。但是因为推算过程中还存在一些复杂的不确定性因素，所以这两次日食发生的确切年代还没有定论。

2

　　日食被古人当做上天的训诫，但这并不妨碍古代的天文学家努力去窥测天意，试图掌握日食发生的精确规律。但是在汉以前，中国古代应该还没有能力准确预报日食的发生。《京房·日食占》中说：“日之将蚀也，……置盆水庭中，平旦至暮视之。”这段话告诉了我们一种古人观测日食的方法，也透露了当时没有能力精确预报日食发生的时刻，所以要从早到晚守候着。

　　到了西汉，基本上已经把月食看做是一种周期性发生的天象了，对日食则还没有达到规律性的认识。《史记·天官书》中有了“月食始日，五月者六，六月者五，五月复六，六月者一，而五月者五。凡百十三月而复始。故月蚀，常也；日蚀，为不臧也”的记载。虽然这段记载文字有错漏，但可以看出太史令司马迁（约145BC－约87BC）认识到了月食是周期性的天象，而日食却是无规律可循。刘歆（约53BC－23AD）在《三统历》中提出以135月有23次月食，首推月食周期，但尚无日食周期的推算。

　　到两汉时期，对月亮运行规律的认识取得了很大的进步。《淮南子·天文训》中有了月日行度数的概念，事实上等价于恒星月的概念。刘向（约77BC－6BC）在《洪范五行传》中提出“月行九道术”，学者们认为这是对“月行迟疾”的正确认识，也即掌握了近点月的概念。东汉贾逵（30AD－101AD）在论历时也提出：“率一月移故所疾处三度，九岁九道一复。”这些认识，是在秦汉以前的大量实际观测和理论摸索基础上获得的，也为后代历法中定朔的推算和日食的预报做好了准备。

　　要精确预报日食，除了精确掌握月亮的视运动规律之外，还需要精确掌握太阳的视运动规律。中国古代的历法家在很长一段时间里认为太阳的周年视运动是均匀的，一天走一度。而太阳实际上在黄道上的视运动速度有快有慢，这样按照匀速运动就不能准确推算它在黄道上的位置，精确预报日食也就无从谈起。直到北齐张子信发现了太阳周年视运动的不均匀性，然后隋代的历法家才发展出来对太阳周年视运动不均匀的修正表，精确的日食预报才成为可能。

　　于是到了初唐时期，李淳风拿日食预报跟唐太宗赌命的故事才有可能“编造”出来。事出自刘餗的《隋唐嘉话》：

　　太史令李淳风校新历成，奏太阳合日蚀当既，于占不吉。太宗不悦，曰：“日或不蚀，卿将何以自处。”曰：“有如不蚀，则臣请死之。”及期，帝候日于庭，谓淳风曰：“吾放汝与妻子别。”对以尚早一刻，指表影曰：“至此蚀矣。”如言而蚀，不差毫发。

　　真实发生的事件是否如此有戏剧性，暂且不论。但这个故事一定程度上说明了当时历法家预报日食的水平已经大大提高了。

　　古人相信太阳是天子的象征，发生日食是上天对人间天子的训诫，要求其改正行为方面存在的错误。所以明君如唐太宗者，听说会有日食发生，也会不高兴。那么当日食能够进行精确预报之后，日食预报成了最精密的历法推算项目，日食所具有的那种星占含义，是否就失效了呢？答案是：不！

　　且看这样一幅天人互动的生动图景：开元十三年十二月庚戌朔（726年1月8日），唐玄宗正在东封泰山完毕后返回京师的半路上，按照当时历法推算，这天应当发生大食分的日偏食。于是玄宗皇帝在这天不吃饭、不听音乐、不打太阳伞、不穿颜色鲜艳的衣服，如此这般一番做作后，日食居然没有发生。当时跟去封泰山的群臣与八荒君长都“奉寿称庆，肃然神服”。日后被称为一代名相的张九龄当时也上了《贺太阳不亏状》这样的马屁奏章：

　　右今月朔，太史奏太阳亏，据诸家历，皆蚀十分以上，……今朔之辰，应蚀不蚀。陛下闻日有变，斋戒精诚，外宽政刑，内广仁惠，圣德日慎，灾祥自弭。若无表应，何谓大明？臣等不胜感庆之至，谨奉状陈贺以闻。仍望宣付史馆，以垂来裔。

　　唐代大天文学家僧一行认为这次日食没有发生，一定是皇帝的德行感动了上天。因此大唐天子借这次所谓的“日应食不食”又进一步确立了他的崇高威望。

　　一行在《大衍历议·日蚀议》中说：“使日蚀皆不可以常数求，则无以稽历数之疏密。”很多现代作者都引用到这里，以说明一行具有了日食是历法疏密的检验标准这种很有现代“科学”味道的思想，实际上一行还有很重要的后半句：“若皆可以常数求，则无以知政教之休咎。”现在看来，一行的这段话非常典型地表达了他的历学思想，这种思想与现代科学的精神和方法是完全不同的。一行一方面指出可以通过日食预报准确与否来评判一部历法的优劣；另一方面又认为日食是不可能都用规律去求出来的，如果都能用规律把日食求出来，那么上天就失去了对人君的警示或褒奖手段。所以在一行这样的历算大家眼里，对交食的推求显然不是一项纯粹的对自然规律的探索，而是为政治服务的一种手段。

　　现在我们知道开元十三年的日食是确实发生的。这是一次最大食分为0.922的日环食，最大食分时本影落在北纬17.9°、东经34.3°，最大食分发生的时刻是北京时间17:13，当时太阳已经下山。因此这次日食只是不能被中国中原地区的观测者观测到而已。

　　一行对待日食的这种二元论态度是中国古代对待天变的两种态度集合在了一身。一方面，中国古代有一种出自荀子的“天行有常”的思想；另一方面，日食在“神道设教”方面的意义始终在被强调，而且往往是主流。北宋王安石锐意改革，被保守派扣了个“三不足”的帽子，即所谓的“天变不足畏，祖宗不足法，人言不足恤”。熙宁三年（1070年），翰林院要进行一次考试，翰林学士司马光就拟了这样一道“策问”：

　　今之论者或曰：“天地与人，了不相关，薄食、震摇，皆有常数，不足畏忌。……”意者古今异宜，《诗》、《书》陈迹不可尽信耶？将圣人之言，深微高远，非常人所能知，先儒之解或未得其旨耶？愿闻所以辨之。

　　司马光从反对变法的立场出发，要人评论王安石的“三不足”思想。虽然王安石从来也没有公开宣称过这“三不足”思想，但保守派还是抓住这一点对王安石展开思想攻势，把当时出现的种种天变说成是变法招致的天谴。王安石的变法招致众多反对意见，最后失败，这与他对待日食等天变的激进态度，无疑有很大的关系。事实上变法的支持者宋神宗也没敢跨出这一步。

3

　　到了开普勒的时代，文艺复兴运动已向纵深展开，科学革命正如火如荼，日食已经不再被看做是上天的训诫，而是来自造物主的礼物了。然而，如果我们真正去理解开普勒的“礼物”的说法，就会明白其意义不在于为爱好者和媒体提供了一个狂欢的理由，而在于它给天文学研究带来了千载难逢的机会。

　　实际上，科学史上许多关键的发现都与日食有关。1868年8月18日在印度可以观测到一次食长6分多钟的日全食，吸引了全世界很多天文学家前往观测。法国天文学家让桑（J.Janssen,1824-1907）利用这次日食观测了日珥光谱，他发现日珥光谱中有一条橙黄色的发射线。第二天他又把分光镜指向太阳边缘同一位置上，橙黄色明线依然可见。让桑写信向法国科学院报告他的发现。巧合的是，在该年10月底的同一天，法国科学院还收到了英国天文学家洛克耶（J.N.Locky鄄er,1836-1920）报告同样发现的来信。洛克耶进一步证实了这条橙黄线并不对应于已知的任何元素，他认为这是由太阳特有的一种元素产生的，并把它命名为“氦”（Helium），是来自太阳的意思。直到26年后英国化学家雷姆塞（W.Ramsay,1852-1916）终于在地球上找到了这种元素。

　　在1868年的日食观测中，让桑和洛克耶还独立产生了同样的想法：使用一个高分散力的分光镜——能够发散太阳表层即“光球层”的连续光谱但不发散单色的亮线，在不发生日食的时候也能看到日珥光谱中的亮线。这一想法导致了太阳物理天文台的诞生。

　　1869年8月7日日全食的全食带贯穿北美大陆，美国天文学家哈克内斯（W.Harkness,1837-1903）在太阳大气的最外层日冕的光谱中发现一条绿色谱线。在第二年12月22日的日全食中另一位美国天文学家杨（C.A.Young,1834-1908）测定了它的位置，发现这条绿色谱线也不与地球上任何已知的元素相对应。人们设想这是一种只存在于日冕的元素（coronium）所发出。直到72年后的1941年，瑞典分光学家埃德伦(B.Edlen，1906-1993)借助量子力学和恒星大气理论的发展才给出问题的答案：这条谱线不是一种日冕特有元素的产物，而是铁、镍、钙等元素9到14次电离的离子产生的禁线。这些谱线的存在揭示了日冕中有高达百万度量级的电子温度。于是一个难题的解决带来了一个新的难题：什么样的加热机制导致日冕有如此高的温度？为了解决这个难题，此后一个多世纪里发生日全食时对日冕层的测量成为一个重要项目。虽然至今已经有各种各样的日冕理论模型提出来，但日冕模型仍属于争论不休的研究领域。

　　1870年日全食时杨还有一个重要发现。他在食既到生光的一瞬间，观测到太阳反变层的发射线光谱（即色球发射线光谱，一般称闪光谱），只延续一二秒钟，然后就被通常的夫琅和费光谱所代替。这一观测是光谱学上的基尔霍夫定律的直接证明。同时也证实了太阳色球层的存在，其厚度约为2000－3000公里。

4

　　以上这些利用日食取得的进步基本上还都直接与太阳本身的理论有关。近一个世纪以来，日食真正扮演的重要角色或许在于它见证了现代物理学最深刻的一场革命——广义相对论革命。

　　爱因斯坦在1915年完成了他的广义相对论理论。广义相对论把物质存在的空间看做是弯曲的，物质的质量越大，弯曲得就越厉害。爱因斯坦曾经感叹道：上帝为什么不给我们造一个重一点的木星？假如木星足够重的话，就可以很方便地检验掠过木星旁边的恒星星光发生偏折的情况。现在只能求助于太阳，利用日全食时拍摄太阳附近的恒星位置，再等太阳离开该天区后拍摄同一群恒星的位置，然后比较前后两组底片，测量恒星位置的偏离情况，以检验星光的偏折程度。

　　实际上，在牛顿力学的框架内，也能预言星光的偏折。1804年德国慕尼黑天文台的索德纳（Johann　von　Soldner，1766-1833）根据牛顿力学，把光微粒当做有质量的粒子，预言了光线经过太阳边缘时会发生0.875角秒的偏折。但是在19世纪里光的波动说占据上风，索德纳的预言没有被认真对待。到1915年爱因斯坦根据广义相对论计算出太阳边缘星光的偏折度为1.75角秒。

　　孰是孰非，牛顿还是爱因斯坦？只有经过实测来检验。当时正值第一次世界大战各方交战正酣。英国的爱丁顿通过荷兰人了解到了正在德国的爱因斯坦的理论，并对检验广义相对论关于光线弯曲的预言十分感兴趣。爱丁顿出于他的宗教信仰，是个反战派。但拒绝服兵役将会受到劳役的处罚，对他这样一个学界名人进行这样的处罚很不得体。当时对爱丁顿的一个皆大欢喜的处理就是同意他提出来的由他去负责为即将到来的1919年5月29日发生的日全食筹备一个日食远征队。日食到来之时，一战已经结束。英国人实际上为那次日食组织了两个观测远征队，一队到巴西北部的索布拉尔（Sobral）；另一队到非洲几内亚海湾的普林西比岛（Principe）。爱丁顿参加了后一队，但他的运气比较差，普林西比当时原本处在比较干旱的季节，但在日食发生的那天上午下起了暴雨，后来只是在云缝里拍摄了几张食甚时候的星空照片。1919年11月两支观测队的结果被归算出来：索布拉尔观测队的结果是1.98″±0.12″；普林西比队的结果是1.61″±0.30″。1919年11月6日，英国人宣布光线按照爱因斯坦所预言的方式发生偏折。

　　当时的媒体对这一结果做出了剧烈的反应。第二天，历来谨慎的英国《泰晤士报》赫然出现醒目的标题文章：“科学中的革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。1919年12月14日《柏林画报》周刊的封面刊登了爱因斯坦的照片，并配上这样的标题说明：“世界历史上的一个新伟人：阿尔伯特·爱因斯坦，他的研究标志着我们自然观念的一次全新革命，堪与哥白尼、开普勒、牛顿比肩。”

　　但在后来的专业研究人员看来，上面的这一宣布是草率的。两支观测队归算出来的最后结果受到了怀疑。天文学家们明白，在检验光线弯曲这样一个复杂的观测中，导致最后结果产生误差的因素很多。在这一次观测中，对昼夜温差导致的底片热胀冷缩、大气扰动的模型变化、底片的成像质量等系统误差因素考虑得不是很周到。所以尽管在媒体和大众眼中，爱因斯坦的广义相对论已经获得了验证，但是在专业人员看来，广义相对论还需要在未来的日食中进行更严格的检验。

　　后来1922年9月21日、1929年5月9日、1936年6月19日、1947年5月20日和1952年2月25日发生日全食时，各国天文学家都组织了检验光线弯曲的观测，公布的结果与广义相对论的预言有的符合较好，有的则不符合。

　　1973年6月30日发生的日全食与1919年5月29日和2009年7月22日的日全食都属于编号为136的沙罗食系。该次全食带横贯非洲大陆，是20世纪全食时间第二长的日全食，并且发生日全食时太阳位于恒星最密集的银河星空背景下，十分有利于对光线偏折进行检验。美国人在毛里塔尼亚的欣盖提沙漠绿洲建造了专门用于观测的绝热小屋，并为提高观测精度作了精心的准备，譬如把暗房和洗底片液保持在20°C、对整个仪器各个部分的温度变化进行监控等等。在拍摄了日食照片后，观测队封存了小屋，用水泥封住了望远镜上的止动销，到11月初再回去拍摄了比较底片。用精心设计的计算程序对所有的观测量进行分析之后，得到太阳边缘处星光的偏折是1.66″±0.18″。这一结果证实广义相对论的预言比牛顿力学的预言更符合观测。

　　被称为“世纪日食”的2009年日全食带来的狂欢已基本尘埃落定。媒体会很快地去追逐新的热点。专业人员将会在日后漫长的日子里去处理观测数据并希望有所新发现。亲身经历了日全食奇观的普通大众将会在脑海里留下那难忘的一幕幕场景。如今人们对日食的敬畏感已经被科学消解殆尽，太阳大气模型这类深奥的科学离开大众又太遥远。当大自然呈现出日全食这样一个特殊天象时，媒体发掘出娱乐，商人看到了商机，大众欣赏到奇观，科学家抓住了难得的观测机会，这些都未尝不是一种可接受的方式，不算愧对了造物主给我们的礼物——毕竟这是一个多元的世界。

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知识窗

“日食”一词源于《诗经》

　刊发时间：2009-07-26 16:07:01　文摘报

　　我国日食观测历史源远流长。据说早在距今近4000年的夏朝仲康时期就有了世界上最早的日食记录。但最早的“日食”一词则见于《诗经》中的《十月之交》。

　　这首262个字的诗开篇八句写道：“十月之交，朔月辛卯，日有食之，亦孔之丑。彼月而微，此日而微。今此下民，亦孔之哀。”意思是说，进入十月，在辛卯这一天发生了日食，这很不好。过去发生过月食，今天又发生日食，天下的老百姓真是可怜。据学者考证，这首诗作于周幽王元年。

　　虽然古人无法科学解释日食现象，把其作为一种不祥之兆，但他们的观察与记录还是准确的。

　　宋代文人姚勉《日食罪言》的长诗，则详实而生动地描写了一次日食发生时的情景。其中有“儿童忽走报，日壁无全规。仓忙出仰视，如月初蛾眉。金乌失焰彩，玉象潜光辉。苍天玳瑁色，列宿争依稀”之句，让读者有身临其境之感。

（《深圳商报》7.21）