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2011年2月20日 星期日

候風地動儀

侯風地動儀
  根據史書《五行志》記載,東漢時期﹐中國發生地震的次數是比較多的,從西元92年到西元139年,京城洛陽等地便先後發生過二十次地震,其中六次是破壞性較大的地震,嚴重造成人民生命財產的損失。
  當時的太使令張衡,目睹地震後的慘狀,痛心不已。由於張衡對天文地理有多年觀察與研究的經驗,因而認為地震是一可以掌握的自然規律。為了掌握各地的震情,救民眾免於災難,也為了破除讖諱(迷信),他認為有必要製作一種儀器來觀測地震。
  在張衡孜孜不倦地探索研究下,根據易經八卦為原理,以及六年的艱苦努力之下,終於在西元132年,發明了世界上第一臺測定地震方位的科學儀器──地動儀。


候風地動儀在發明之初也曾被質疑,可是之後準確預測了隴西發生的地震,證實了候風地動儀的可行性。張衡在製作設計時,早已深入研究《易經》、《墨子》等書 籍。古人常把人體比擬一個小宇宙,與宇宙有某種對應聯繫關係,而根據天象變化的規律情況甚至可預測未來;然而在現代量子物理學研究上,也有引述微觀粒子為 基礎組成的生物或物質本體,本身也會在不同時間內與系統的相互連接感應;如同巴克斯特對細胞的意識感應作過的實驗,如果採集生物主體的細胞後,並連接測謊 儀以觀測細胞的組織反應情況,甚至可以感測到另外一個生物主體系統中的行為信號。


中國古科技的原理與現代科學有很大的差異。考察所有現代科學家研究地震的方式,都是從地震所發生的物理或化學因子著手,例如現代科學的研究認為需要地震前 所發出電磁現象或地殼震動才能預測地震的發生,所以所有的研究也都朝向這些方向去探究。但是,從候風地動儀的結構與運作方式,可以發現雖然候風地動儀可以 預測未來地震的發生與否,但是對於近距離的人為震動或是風吹而造成的震動卻沒有任何感應能力。所以當科學家們以現代的思維方式模擬候風地動儀時,卻發現完 全無法像古人一樣準確的預測地震的發生與否。也許,只有當我們能夠以「天人合一」的觀點重新研究候風地動儀時,才能有機會像古人一樣做出可以預測地震的高 科技產品。


 地動儀之結構分析 
1.地動儀是用純銅製成的,直徑八尺,蓋子中間隆起,形狀很像酒樽,外面用鶴篆文以及山龜鳥獸等圖案雕飾起來。 
2.儀器裡面有精巧的結構,中間有一根上粗下細的銅柱這是地動儀的中樞機械,稱為「都柱」。
           3.儀器外面對準東、南、西、北和東南、西南、東北、西北八個方向鑄有八條龍,每條   龍嘴裡都銜著一只銅球,龍嘴下方又各有一隻蛤蟆,張著嘴,正可接住銅球。
          4.在銅柱和八條龍嘴之間各有機械連接,哪個方向發生了地震,當地震波到達時,都       柱就會倒向發生地震的方向,機械對準那個方向的龍嘴打開,龍嘴裡的銅球就落到蛤蟆的嘴裡,並發出「噹啷」聲響。  
 5.當管理人員聽到清脆聲響,只要觀察銅球落下的位置,便知道發生地震的準確方位。



地動儀的小故事

張衡的地動儀製作成功後,曾安裝在京師洛陽,幾次地震都報得相當準確。
公元一百三十八年,有一次儀器中有一個龍頭機件發動,銅球又落下來,但是人們並沒有地震的感覺,於是京師的官僚、學者們議論紛紛,責怪地動儀不靈驗。
過了幾天,甘肅隴西有人來報告,說那一天當地發生了地震。於是,大家交口稱讚地動儀應驗如神,那些責怪張衡的人也表示信服。 



張衡的地動儀管用嗎?

  提起中國古代科學家,很多人會想到東漢大學者張衡。而提起張衡,人們馬上會想到他發明的地動儀。那個八只蛤蟆對著八 條龍張嘴的複原模型是一件令人印象深刻的藝術品。張衡的發明如此深入人心,以致近年來每有大地震,總有人指責地震局:張衡的地動儀都能預報地震,你們這 些地震專家怎麼這麼無能?當然,張衡的地動儀不能也不是為了預報地震,而是檢測到遠方發生的地震,既不能確定震中,也不能計算震級,比現在的的地震儀差遠 了。

  地動儀早已失傳,它是否具有檢測地震的作用,也成了一個謎。100多年來,國內外不少專家根據《後漢書.張衡傳》上的簡單描述,力圖複原地動 儀。我們在中學教科書上見到的那個模型圖是其中最流行的一個,是1951年由王振鐸設計的。但是所有這些複原模型沒有一個能夠真正用於檢測地震,不過是 術品擺設

  2005年,中國地震局的專家宣布他們經過3年的研究,建立了新的地動儀複原模型,並第一次實現了驗震功能,通過了專家鑒定和國家驗收。他們 在媒體上聲稱地動儀新模型對河北唐山、雲南瀘西、越南孟藝發生的三次真實地震進行了檢驗。但是這三次地震分別發生於197620002001年,而地 動儀新模型在2005年才建成,怎麼可能對它們進行檢驗呢?原來地動儀檢驗的不是真實地震的發生,而是實驗室里對真實地震的模擬,實驗的時候假定這些地震 發生在幾百千米之外。在該地動儀模型建成以後,中國境內每年都多次發生5級以上地震,在該地動儀的檢測範圍(實驗用的越南孟藝地震4.9級),卻沒 有聽說該地動儀模型檢測到哪怕一次。特別是2008年的汶川大地震,北京有震感,也沒聽說在北京展出的該地動儀模型檢測到(否則如此大事在其設計者於 2010年發表的有關地動儀的論文中不會不提)。所以,該地動儀模型的驗震功能實際上並沒有經過真實地震的檢驗。

  今人具有張衡所沒有的物理學、地震學知識和現代工藝,動用了這麼多的人力、物力、精力,也還無法實現地動儀的驗震功能,不能不讓人懷疑張衡的 地動儀是否管用。《後漢書.張衡傳》認為它是管用的,記載了這麼一個故事:有一次地動儀的機關發動,但是人們並不覺得地在動,京師(洛陽)的學者都怪它亂 報,幾天後信使來了,果然在隴西發生了地震,於是大家都佩服它的巧妙,從那以後皇帝就讓史官記載地動發生的方位。

  但是這個記載很成問題。按《後漢書.張衡傳》所說,地動儀建成於陽嘉元年(公元132年),張衡卒於永和四年(公元139年)。在此期間, 《後漢書》只記載發生過一次隴西地震,那就是永和三年(公元138年)的地震。一般認為地動儀檢測的就是這次地震。但是《後漢書.五行志》說得很清楚,這 次的隴西地震在京師是有感的,破壞很嚴重,裂城廓,室屋壞,壓殺人,京師學者不會對地動儀的機關發動感到奇怪,與《張衡傳》的故事矛盾。可見地動儀檢 測的不可能是這次地震。

  於是地動儀新模型的設計者提出新說,認為地動儀檢測的是更早一點的另一次隴西地震,是陽嘉三年十一月壬寅(公元1341213日)的漢陽 (現在的天水)地震。但是對這次地震《後漢書》並無記載,是設計者根據幾處文獻牽強附會地推理出來的。《後漢書.順帝紀》記載陽嘉三年十一月壬寅司徒劉 崎、司空孔扶被免職,袁宏《後漢紀》更詳細地說是因災異被免職的,清朝學者惠棟《後漢書補注》引《魯國先賢傳》稱司空孔仲淵在陽嘉三年因地震被免職,於是 設計者認為在陽嘉三年十一月壬寅發生了一次正史漏載的地震,導致兩名高官被免職。明確提到地震的《魯國先賢傳》是已失傳的晉人編寫的野史,不足為憑。事 上,《後漢書.周舉傳》提到司徒劉崎是因為旱災被免職的,而不是真的地震了。

  即便《魯國先賢傳》記載可信,那麼它也沒有說地震的發生地,又如何證明就是《張衡傳》中說的隴西地震呢?地動儀新模型的設計者從張衡《四愁 詩》里找依據,里面提到:我所思兮在漢陽,欲往從之隴阪長。便認為是在思念漢陽發生的地震。這就更莫名其妙了。《四愁詩》是一首寫相思的詩,有政治寓 意,但沒有任何能夠與地震扯上關係的描述。除了我所思兮在漢陽,還有我所思兮在泰山我所思兮在桂林我所思兮在雁門,非要把它說成地震 詩,難道在泰山、桂林、雁門也都發生過地震?其實張衡不過是用泰山、桂林、漢陽、雁門來代表東南西北罷了。

  從地動儀建成到張衡去世,《後漢書》共記載發生過8次地震,這些地震在京師全都有感,所以都不可能是《張衡傳》說的地震。史書漏載了發生在外 地的地震當然有可能,但是《張衡傳》所說的隴西地震是在京師引起轟動的社會事件,沒有留下佐證就不合常理了。所以更可能的是,那只是為了說明地動儀的神奇 而編造的故事。也沒有任何記載能夠證明在張衡之後其地動儀起過作用。我們不必懷疑張衡曾經建造出一台叫候風地動儀的儀器,但是沒有證據能夠證明,也沒有理 由讓人信服地動儀曾經發揮過驗震的功能,它很可能和今人複原的那些模型一樣,僅僅是個擺設。
 




 

渾儀&渾象

張衡在《渾天儀注》一文中寫道:「渾天如雞子,天體圓如彈丸。地如雞子中黃,孤居於內,天大地小。……天之包地如殼之裹黃」。天就像一個雞蛋,大地像其中的蛋黃,天包著地如同蛋殼包著蛋黃一樣。這是對渾天說的經典論述之一
渾天說還認為天球北高南低,繞通過南北天極的軸旋轉。垂直於南北極軸把天球平分成南北兩半的大圓就是天赤道。與赤道斜交成大約24度角的大圓是黃道,太陽 在黃道上運行。過日心並與天赤道平行的圓是太陽的周日平行圈,它代表著太陽每日在天空中的運行軌跡。天球繞南北極軸旋轉一周就是一日。夏至日,太陽處在黃 道最北點,太陽的周日平行圈一大半在地上,一小半在地下,表示著太陽在地上的時間多,在地下的時間少,日出在東北方,日落在西北方。冬至日,太陽處在黃道 最南點,周日平行圈有一大半在地下,一小半在地上,太陽在地上的時間少,而在地下的時間多,日出東南方,日落西
渾天說在中國天文學史上佔有重要的地位,對中國古代天文儀器的設計與製造產生了重大的影響,如渾儀和渾象的結構就和渾天說有著密切的聯繫,對天文學的有關理論問題的解釋也產生了重大影響。



渾天儀又稱渾象,是我國古代研究天文的主要儀器,據說這種儀器起源很早,在堯舜時代就有,但是製作比較完善,在史書上有比較明確的記載的,張衡算是第一位。

張衡的渾天儀是根據渾天說的理論演繹而來,他為了證明渾天說宇宙觀的正確性,而於東漢順帝永建五年(西元117年)設計製造了一座渾象。

正確的說,渾天儀是一個用銅鑄造的空心圓, 面有幾層圓圈,各圓圈可以轉動,轉動的方式以四分為一度,周天一丈四尺六寸一分,上面刻了赤道、黃道、南北極、二十四節氣、二十八星宿等。如果用手撥動,就好像看到天上的星星在運動一樣。
「怎樣可以使渾天儀能自動旋轉呢?」張衡想起小時候看到水排轉動的情景。「可以用水力來推動!可是,怎樣使渾天儀一天轉一圈呢?」張衡想到用漏壺滴出的水來帶動渾天儀,使渾天儀轉動一周剛好是一個晝夜。


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渾儀結構
渾儀的主要部分有三重,包括六合儀、三辰儀和四游儀,此外並有窺管和座架。

六合儀:位於最外的一重,由三套聯結在一起的環組成,固定不動。

天元子午圈:為正立的雙環,兩面都刻著周天度數,沒有數字。

地平圈:為平臥的單環,外弧面刻干支八卦表示方向,內面刻分野,環周有水渠,用來定水準。

天常赤道圈:為側立的單環,上面刻著十二時一百刻,每時初中各四大刻一小刻。

三辰儀:位於中間的一重,由四套環組成,可以在六合儀內東西旋轉。

二至圈:為南北向的雙環,二面各從南極起刻半周天一百八十二度多。

二分圈:為南北向的單環,沒有刻度。

游旋赤道圈:為東西向的單環,去極各九十一度多,上面刻著二十八宿。

黃道圈:為雙環,與赤道圈相交為二十四度,內面斜刻著二十八宿。

四游儀:位於最內的一重,由一套環和天軸組成,可以在三辰儀裏東西旋轉。

四游圈:為南北向的雙環,環面從北極開始刻著半周天一百八十二度多。

軸:為南北向的雙條。

管:為方形,貫於天軸中心,中有圓孔,管長與環齊,可以在四游圈雙環裏及天軸雙條中間移動。


原理基礎
渾天儀是利用齒輪與設計巧妙的水力〝滴漏〞,帶動渾象繞軸旋轉,使渾象的轉動與地球的周日運動相等,渾象每轉一圈,也就等同於天體自轉一圈。

〝渾天儀果真能觀測天象?〞當時的人們頗為懷疑。

張衡為了證明他的渾天儀真的能觀測天象,便進行了測試。當他在室內依據渾天儀顯示說出星星的位置時,竟與在戶外觀天象的人所看到的星象相吻合,人們始相信渾天儀真的能夠準確的測量天象。我們可以說,張衡的渾天儀是根據以往的製作研究改進而成,是成熟度相當高的作品。

整座水運儀像台分為三層,分別為最底層的動力系統,以水力傳動,故稱為「水運」,第二層的渾象是模擬天體運轉的儀器稱為「象」,而位於最上層的為觀測天體運行的渾儀稱為「儀」,以三個主要系統構成天文觀測台,是世界上最早的天文觀測站。

1.
底層
擒縱系統:
如同整座儀象台的心臟,藉由各部系統的運作牽引齒輪傳動,使整座儀象台運轉。

運動方式:
位於樞輪上的受水壺在承接水量時,並不能穩定的受水,因此一種名為「天衡」的裝置用 來避免此種情形發生,另外在受水壺下方裝置有兩組槓桿裝置,首先為樞衡與格叉,格叉主要是用來控制受水壺的活動橫條,當受水壺的重量大於另一方平衡重量用 的樞衡時,格叉被往下推使受水壺頃瀉同時壓迫關舌,此時天條牽引天衡打開左天鎖,左天鎖是用來控制樞輪向前轉動的卡筍,這時受水壺內殘餘的水藉由重力牽引 鬆脫的樞輪,樞輪向前傳動,受水壺錯位一格從覆上述動作。

打水系統:
如同整座儀象台的血管,主要由河車、昇水上輪、昇水上壺、昇水下輪、昇水下壺構成。

運動方式:
一開始由昇水下壺裝滿水牽引昇水上、下輪轉動將水從下至上帶動並倒入屬於擒縱系統的天河中,並經由天河將水倒入天池中,天池的主要功能為蓄水,並會定量的 流入位於下方的平水壺,平水壺底下裝置有泄水管及一固定口徑的壺嘴,平水壺的水藉由壺嘴來保持固定的水位及流量,並將水輸入位於樞輪上的受水壺,樞輪為一 直徑2.99公尺的轉輪,平均設置36只受水壺,當其中一只受水壺裝滿水時會造成樞輪兩邊失衡而牽引樞輪傳動,而當傳動時受水壺上的水就會頃倒至下方的退 水壺,而另一個受水壺會重覆上述步驟,如此週而復始不停傳動。

報時系統:
配合傳動裝置,利用人偶的敲擊聲及刻在 木偶身上的時辰報時。

2.
中層
「渾象」在水運儀象台發明前即由蘇頌發明,渾象的外觀主要是由星圖構成的球體。中國人相信天是會轉動的,故渾象配合傳動裝置主要用來模擬星空的運轉,而進行天文的觀測方式主要是坐在渾象裏面。

3.
上層
「渾儀」蓋利用觀測及座標等技術為主的測量器材統稱為「儀」,渾儀是由東漢張衡整合渾天學說所設計之天文觀測儀器,而被後來的蘇頌等人發揚光大,組合至水運儀象台上方,主要功用為配合中層渾象的觀測以達到最精準的觀測結論。
渾象是渾天家發明用來演示天球運動,說明渾天學說的一種儀器。最早的渾象是西漢耿壽昌製造的,而有明確記載的渾象當屬東漢張衡製造的水運。這架儀器 的主體是一個直徑四尺六寸的大圓球,球上畫有二十八宿、中外星官、赤道、黃道、北極常顯圈、南極常隱圈、二十四節氣點,整個球安裝在南北極軸上,可以繞軸 旋轉。
另外,張衡還根據一種傳說中的植物「蓂莢」 發明了一種叫做「瑞輪蓂莢」的裝置與渾象相連接,它能在上半月中的每天升起一片葉子,下半月的每天落下一片葉子,這樣就可以隨著月亮的盈虧顯示出一個月中 日期的變化,相當於一個自動日曆。張衡還在渾象上裝了一套齒輪機械傳動裝置,利用漏壺中流出的水,推動整個渾象均勻地與天球做同步運轉。這樣一來,晝夜交 替,星辰出沒就和實際天象相一致了。
張衡的水運渾象是一個劃時代的發明,在當時已經具有了機械天文鐘和自動日曆的雛形,對後世自動天文儀器的製造產生了很大的影響。

渾儀

早期的民族,尤其以農立國的民族而言,歲時關係著農作的播種、生長與收割。因此,利用植物的生長與動物的行蹤來判斷季節變化,是早期農業生產必備的知識。但是由於氣候變幻莫測,這種物候授時法並不能保證年年相同,所謂歲差就是此現象,由此,觀象授時便因運而生。
   觀象授時即以星象的位置定春夏秋冬。而當人們對天文的規律有了更多的了解後,便能夠掌握回歸年的長度,而進一步預先推斷季節,並產生了曆法 春秋戰國時代,由於政權更迭頻繁,占星家們大行其道,中國的天空頓時熱鬧了起來,王侯對恆星的觀測愈發熱中與重視,於是乎天文學獨立於曆法之外成為一門顯 學,從西漢到五代,天文學急速發展並趨於完備,以至宋元而達到鼎盛。
  眾所皆知,天文曆法知識的取得根源於天文觀測,而天文觀測的進行依賴的便是觀測儀器了。天文儀器是人們研究天體運動規律的的得力工具,它的改良與創新大大的影響觀測的準確度與水平。

 

哈雷彗星

哈雷彗星俗稱掃帚星,大致上彗核、彗髮及接近太陽時形成的彗尾所組成,按一定周期圍繞太陽運行的一種天體。



哈雷彗星(周期彗星表編號:1P/Halley)是每76.1年環繞太陽一周的周期彗星,哈雷彗星是人類首顆有記錄的周期彗星,也是人類研究得最仔細的彗星。
在歐洲,1531年為阿皮亞尼斯第一次發現

16828,英國格林威治天文臺第二任台長愛德蒙·哈雷1680年出現的一顆大彗星後開始對彗星研究產生興趣,1684年哈雷與牛頓相識後,對同與牛頓相識的約翰·佛萊始迪度Georg Samuel Dorffel1643-1688)論證「彗星繞太陽曲線運動」的聯系之下,在1704年任牛津大學數理教授時,以萬有引力定律 所有能找到完好觀測數據的彗星一一推算出來(刊於1705年發表《彗星天文學論說》一書),他發現1531年(阿皮昂觀測)、1607年(開普勒觀測)和 1682年(哈雷觀測)的三顆彗星軌道十分相似,且呈大約的周期性出現,認為這可能是三顆彗星在同一軌道上運動,且之間間隔相等;或只有一顆彗星在橢圓軌 道上運動;他傾向於後者解釋,並預言下次回歸為1758年底至翌年年初;當時人們對其觀點多持懷疑態度。直到1758末,這顆彗星如預言一樣按時回歸。為紀念他的功績,命名為「哈雷彗星」


最先和最完備的哈雷彗星紀錄皆為中國;據朱文鑫《天文考古錄》考證:自始皇七年(公元前240年)至宣統二年(1910年)共有29次記錄,並符合計算結果。


我國古時將彗星、流星、隕星合稱為「彗孛流隕」,也有蓬星、長星等 稱呼。我國有世界上最早最豐富的彗星紀錄,殷末(公元前11世紀)武王伐紂時所見的彗星,記載在《淮南子‧兵略訓》:「武王伐紂,……彗星出而授殷人其 柄。」早在公元前2世紀,古人就開始對彗星進行分類。到了戰國時期,對於彗星的觀測已累積了豐富的經驗,這可從長沙馬王堆三號漢墓帛書中29幅彗星圖中看出古人對彗星觀測的仔細,它真實地反映了彗星結構,不但畫出不同形狀的彗尾,似乎也畫出了彗核結構,是相當科學的描述,但由於它記載過於簡單而未被公認在《晉書‧天文志》記:「史臣案,彗體無光,傅日而為光,故夕見則東指,晨見則西指,皆隨日光而指。」明確地指出:「彗星本身不發光,因受太陽照耀而 發光,尾巴永遠背著太陽。」這些認知比歐洲早了約9個世紀。中國歷史上約有二千次的彗星紀錄,是近代研究彗星運動週期、軌道變化、冥王星外有沒有行星等重 要問題的參考。以哈雷彗星為例,最早出現在《春秋》對於魯文公14年(公元前613年)的記載:「秋七月,有星孛入於北斗。」比西歐公元66年的 最早紀錄早了六百多年。從魯文公至今,週期為76年的哈雷彗星出現過32次,每次我國都有詳細完整的記載。


此外,歷史上還有幾次彗星分裂現象的記載。如《新唐書‧天文志》記:「乾寧三年(公元896年)十月有客星(此處指的是彗星)三:一大,二小,在虛、危間(今寶瓶座),乍合乍離,相隨東行,狀如 經三日,而二小星沒。其大星後沒。」和彗星相關的流星雨(圖5 ),我國也有大量的紀錄。最早的可推《竹書紀年》中記載夏末(公元前16世紀)的一次流星雨:「(桀)帝癸十年夜中星隕如雨」。古人對於流星雨的描述也非 常詳盡,包括出現和消逝的時刻、方位、數目、顏色、亮度、持續時間等。例如發生於公元1002年的獅子座流星雨,《宋史‧天文志》記載:「咸平五年九月丙 申(1012日) ,有星出東方,西南行,大如斗,有聲若牛吼,小星數十隨之而隕。戊戍(1014日)又有星數十,入與鬼(二十八宿之一) ,至中台,凡一大星偕小星數十隨之。其間兩星如升器,一至狼,一至南斗滅。」 至於流星墜落到地面,便成為隕石(《左傳》解釋為「隕星」);戰國時期就知道隕石是天上落下來。隕石的成份記載也頗逼真,如宋代沈括在《夢溪筆談》卷二十 中,對公元1064年落在宜興的一塊鐵隕石描述道:「其大如掌,一頭微銳,色如鐵,重亦如之。」對於鐵隕石的應用,古人也有獨到之處,在商代中期,已知用 於鍛製鉞等兵器的刃和援之部位。我國古代至今已有五千條以上的流星、四百多次流星雨紀錄,約五百次的隕石史料,對於這些紀錄進行分析、研究,將有助於查明 流星群和彗星間的關係,提供流星群的軌道、週期等變遷的豐富資料依據。


  世界公認的最早的一次哈雷彗星的觀測記載見於《史記秦始皇本紀》,書中寫道,秦王政七年 (西元前240)"
七年,彗星先出東方,見北方,五月見西方。。彗星復見西方十六日。這比外國最早的有關彗星的記錄-古羅馬的記載 (西元前12)228年。並且從西元前240年這年起,哈雷雪星的每次出現,我國史書都有記載。這在世界上也是最完整的。甚至連彗星發光的原因,一千 多年前的《晉書》中都談到了。書中寫道,彗星本沒有光,在它接近太陽的時候,靠反射太陽光才發出光來。
    

中國古代對彗星位置、運動、形態、分裂等都做了詳盡的記錄,這些記錄有助於後代人對彗星周期、軌道、演化等問題的研究。


    湖南長沙馬王堆出土帛書中的彗星圖
湖南長沙馬王堆出土帛書中的彗星圖(摹本)

太陽黑子

陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動,是太陽活動中最基本,最明顯現象。一般認為,太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,溫度大約為4500攝氏度。因為比太陽的光球層表面溫度要低,所以看上去像一些深暗色的斑點。黑子最少的年份為一個周期的開始年,稱作「太陽活動極小年」,黑子最多的年份則稱做「太陽黑子活動極大年」。太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活耀時會對地球磁場產生影響,嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。
世界上最早的太陽黑子的記錄是中國公元140前後成書的《淮南子》中記載的。《漢書·五行志》中對28出現的黑子記載則更為詳盡。
《漢書五行志》的記載:「河平元年(前28年)三月乙未,日出黃,有黑氣,大如錢,居日中」。這條記錄不僅記載了太 陽黑子出現的日期,還記載了它的大小、形狀和位置。從漢代到明末,中國共記載太陽黑子一百多次,都有其出現的時間、形狀和大小的記錄按 照史書的記載,這些黑子從形狀上可以分為三類:一是如錢、如環的圓形黑子,這類黑子可能是剛出現的;二是如雞卵、鴨卵的橢圓形黑子,這可能是雙極黑子;三 是如飛燕、如鳥、如人的不規則形黑子,可能是大黑子群。這三類形狀分別對應著黑子產生、發展和消失的不同階段,黑子產生時是一個小黑點,後來慢慢增大並分 裂成前導黑子和後隨黑子,兩部份逐漸遠離,前導黑子繼續增大,後隨黑子逐漸分裂而消失。














1973年湖南長沙馬王堆出土。帛畫的上部是一幅天象圖,右邊繪紅日、金鳥和扶桑;左邊繪彎月、蟾蜍和玉兔,在日、月之間繪有眾多星辰


漢書·五行志》西方查理曼大帝傳最早記錄



西方17世紀天文望遠鏡發明才知道太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩
1840年代德國的一位業餘天文學家發現了太陽黑子10-11年的周期變化規律。通過長期的觀測,人們還發現太陽黑子在日面上的活動隨時間變化的緯度分佈也有規律性。一開始,幾乎所有的黑子都分佈在±30°的緯度內,太陽活動劇烈時,它往往出現在±15° ,並逐步向低緯度區移動 ,在±8°處消失。在上一個周期的黑子還沒有完全消失時,下一個周期的黑子又出現在±30°緯度附近。如果以黑子的緯度為縱坐標,以時間為橫坐標,繪出的 黑子分佈圖很像蝴蝶,因而稱作蝴蝶圖或芒德圖。許多專家對蝴蝶圖的含義進行了研究,但是直到現在還沒有確定的結論。