今天是2021年9月1日步非烟 足交，星期三，看似粗俗无奇，关联词若是咱们回到162年前，去英国走走，那可能确实要出现另一番情状了。

　　起因

　　1859年，大英帝国正处于汉诺威王朝的维多利亚女王总揽时期，带着日不落的光环，如日中天，史称“维多利亚期间”[1]。若是咱们此时途经伦敦，你会看到优雅的闻东说念主戴着高顶弁冕，配上一袭深色彩的正装在品读今天刚刚出书的《泰晤士报》，而女士们则身着束腰的长裙，一边回味着英伦立场的下昼茶，一边还要手捧其时的畅销书《简·爱》，含菁咀华。工业更动的海浪使这个位于欧洲大陆外的岛国取得了弘远的资产，也带来了文化的空前蕃昌，险些在东说念主类的各个界限齐站在了其时的“寰宇之巅”。

　　其时的东说念主们不啻在生涯模样上优雅先锋，略有经济余力的，还纷纷把意思放在科学洽商上，要么花“巨资”购买文雅的仪器，要么干脆切身上阵，好处科学仪器进行科学履行。卡林顿 (Richard C. Carrington) 即是这么一个深谙科学先锋的达东说念主，他于1853年在距离伦敦30公里的萨里郡红土岗村(Redhill， Surrey)自家别墅上破钞5000英镑[2]（简·爱作为其时的一个私东说念主家庭老师，年收入仅为30英镑）建了一座私东说念主天文台（图1），驱动“仰不雅天地之大，俯察品类之盛[3]”。

图1. 红土岗天文台掠影（图源：https://www.sciencemuseum.org.uk/objects-and-stories/how-does-space-weather-affect-earth）

　　在当先6年矍铄不拔的不雅测中，他诈欺文雅的千里镜落幕了白昼测日，晚上不雅星的 “24小时不鉴别不雅测”，这看似踏沉确切的不雅测步履，到了9月1日，一切就要变了。前几天太阳上仍是出现了弘远的黑子群，他一语气忙了几天手绘黑子的责任，但是对于一个乐此不疲而又手段娴熟的东说念主来说，与其说是艰巨，不如说是知足（手绘黑子是太阳洽商的传统责任，在影相术时常应用于天文体前，是第一手的“图像”数据府上，我国的云南天文台和青岛不雅象台一直保抓着这个传统，图2）。

图2. 手绘黑子图云南天文台（上），青岛不雅象台（下）[4](图源：云南天文台/青岛不雅象台)

　　“三台小说”

　　今天朝晨起来，卡林顿照例把千里镜瞄准太阳，然后把太阳的白光像投射到一个事先画好坐场地白纸上，描起黑子来。这天的黑子依旧相称大，需要破钞一定的时刻，一直描到接近中午。然而，霎时间，在黑子区域出现两团闪光，而况在束缚的能干。最先，卡林顿怀疑是由于仪器的原因，形成反光，但是当抹杀了其他要素后，他顿时意志到这是来自太阳自身的能干。他钦慕的意志到这将会是一个大发现，念念出去找个共同眼见者。但是60秒追忆之后，却发现两团能干仍是驱动变化，而况存在衰减迹象。卡林顿凭着追忆飞速的把关键的位置描在了这张纸上，如图3所示。他同期记录了通盘经过履历的时刻，11时18分驱动，11时23分甘休，大致抓续5分钟，而况也按照投射的太阳像大小估算了该事件移动的距离，大致为35000英里。临了，把这个手绘画在11月的例行会议上展出[5]。

图3. 能干初次出当今A、B位置，消散在C、D位置 (图源：Carrington C. R. 1859， MNRAS)

　　相称运道的是，还有另一位“业余天文体家”霍奇森(Richard Hodgson)先生也在伦敦北郊Highgate的自家天文台里同期不雅测到了此次事件，并在皇家天文体会例会上作念了敷陈。对于此次能处事件，他不但给出了和卡林顿大致差未几的描写，还加多了对能干神采和亮度的描写——险些不错和织女星（α Lyrae， 天琴座α星）忘形。为了保证彼此不雅测发现的零丁性，卡林顿留意翼翼地保抓着我方的遵循，幸免与霍奇森进行过多的同样，而是让彼此零丁完成论文，提交给皇家天文体会会刊发表，两篇文章出当今归拢期的前后两篇[6]。但是需要说明的是，其时霍奇森先生也给大会提交了一幅手绘画，可惜不知说念因为什么原因，莫得保存下来，这不得不说是一种缺憾。

　　其时，在Kew不雅象台[7](Redhill， Highgate， Kew三处的相对位置图，见图4)里装配了最新发明的自动地磁记录仪，卡林顿事件发生后，地磁仪记录到了相称大的偏离，如图5所示，在11点15分的时候，出现了一次钩状升沉(crochet)，18小时之后，出现了大限度地磁暴[8] （按照当今的贯通，第一个crochet是电离层扰动，称为太阳耀斑效应（Solar Flare Effect， SFE））。后世科学家给出了其地磁暴强度Dst指数（通过环电流计较的地磁指数）峰值不错达到-1760nT[9]，远远跳跃有地磁记录以来的其他地磁暴。

图4. 三处说明卡林顿事件的不雅测地点相对位置图（比例尺按照英里计较），白色星所处的位置为泰晤士河滨威斯敏斯特宫，英国议会所在地，落成于1858年（图源：Cliver， E.W.， The 1859 space weather event: then and now， Adv. Space Res.， 38， 119–129， 2006）

图5. Kew不雅象台地磁场矢量的水平重量时序图，(图源：改编自Bartels， J.， Solar eruptions and their ionospheric effects – a classical observation and its new interpretation. Terr. Mag. Atmos. Elect. 42， 235， 1937)

　　能量几何

　　这种能干，在中国太阳物理学家的辞书里，有一个愈加潜入的名字——“耀斑”。咱们当今不错对能量作念个简陋的估算，把柄卡林顿提供的手绘画，耀斑源区的空间程序大致为25角秒，抓续时刻约300秒，和织女星的神采仿佛不错推测其温度约为104K， 若是按照黑体谱的假定，那么此次耀斑的热放射能量不错按照下式进行估算[10]，

　　将上述参量代入上式中，笔者不错疏漏地规划出卡林顿耀斑的热放射能量Q热≈5.57x1032erg。但是请读者务必详确，这么估算明显带有过后诸葛的意味[11]。其他学者通过对电离层扰攘的强度推断出，卡林顿耀斑的软X射线峰值流量大致与X45±5级耀斑畸形[12]。

　　5.57x1032erg，这个能量值是什么观念呢？在照拂较大的能量时，许多作家乐于使用原枪弹，氢弹行为量词来换算。但是笔者合计，除了二战中在广岛、长崎际遇过核爆炸的幸存者，或者战后参与过核磨真金不怕火的科研、工程东说念主员，很少有东说念主会对核刀兵爆炸的能量有相比直不雅的理性雄厚。那么咱们来作念个接地气的估算。笔者一直合计我方是个低碳节能的东说念主，用手机查了一下当年一年家里的总生涯用电量约为1600度，若是按照每户家庭平均2.5个东说念主，内行东说念主口约75亿来算的话，一个相对环保的内行每年生涯用电量约为

　　也即是说，若是卡林顿耀斑的热放射能量全部转换为内行生涯用电的话，那么咱们不错免费穿越回320万年前的上新世[13]，为寝苫枕块的露西们在不绝变冷的夜里点一盏“指路”的明灯[14]。

　　好意思遍内行的光舞夜宴

　　当今咱们知说念，一次大的太阳爆发激发的地磁暴，不时会陪同极光的产生。极光是一种在高纬度地区夜空里秀雅多姿的光影秀[15]，谢寰宇许多国度的历史文献中，均有过目视记录，在西方以罗马别传中的晨曦女神奥罗拉(Aurora)的名字定名。在卡林顿事件发生前后的几天时刻里，位于中低纬度地区的住户惊呼于从未有过的目视极光体验，各式敷陈见诸于主流媒体。纽约时报上有报说念说，波士顿的住户甚至能在晚上阅读。中低纬度报说念的极光事件，主要有两次，一次发生在8月28日，另一次发生在9月2日。这些报说念，泉源于英国伦敦，好意思国纽约、波士顿，澳大利亚悉尼、墨尔本、霍巴稀奇地。Elias Loomis讲解破钞了大齐时刻和元气心灵征集各地的极光报说念，最终编录成9篇论文，连载于《The American Journal of Science》上。此次极光横扫中低纬度地区，达到墨西哥、古巴、夏威夷等地。其中，最低纬度的记录泉源于圣萨尔瓦多，大约位于北纬13度独揽[16]。由于极光过于素丽，激起了许多艺术家的创作热心。好意思国闻名诗东说念主William Wallace也曾提笔赋诗一首[17]：

　　. . .O ye wonderful shapes

　　With your streamers of light

　　Blazing out o’er the earth

　　From your ramparts of night;步非烟 足交

　　With your strange hazy hues;

　　With your swift-changing forms，

　　Light the red-lightning rush

　　Of fierce tropic storms –

　　O ye terrible shapes!

　　Yet through all still appear

　　Yonder love-speaking eyes

　　Of the far starry sphere;

　　So ‘mid terror， we still

　　Can a symbol behold

　　Of the Heavenly Love

　　In the flame o’er us rolled; Evermore， evermore

　　Though in mantles of fire，

　　There are pitying smiles

　　From our God and our Sire –

　　O Lights of the North! As in eons ago，

　　Not in vain from your home do ye over us glow!

　　而好意思国闻名画家Frederick Church也受此启发，在1865年完成了油画《Aurora Borealis (北极光)》的创作。笔者也曾在参不雅史密松好意思国艺术博物馆(Smithsonian American Art Museum)的时候，有幸一睹了此作的真容，见图6。

图6. 油画《Aurora Borealis (北极光)》，现藏于史密松好意思国艺术博物馆。(图源：https://americanart.si.edu/artwork/aurora-borealis-4806）

　　话分两端，咱们把视野转向东方。1859年9月1日，在我国事清咸丰九年八月初四，其时疲弱的晚清政府， 一方面要忙于处理太平天堂畅通带来的 “内忧” ，另一方面还要回击第二次烟土斗争中英法联军挑起的“外祸”。但是即便如斯，追究负责的父母官员，如故照例在地方志中记录了其时的所见所闻，参见直隶省正定府《栾城县志》（今石家庄市栾城区）：“秋八月癸卯夜，赤气起于西北，亘于东北，平明始灭[18]。” 和《获鹿县志》（今石家庄市鹿泉区）：“九年，七月夜，红光起于西北，亘于东北，经三夜始散[19]。” 栾城区和鹿泉区，齐位于河北省石家庄市行政区域内，纬度大致为38度独揽，算典型的中纬度地区，一般来说，也属于极光很难光顾的地区。在1859年的日本，天然德川幕府即凑合木，但是在由各地大名维持的官员笔下，也留住了一些难得的记录[20]。

　　抚今悼昔，以史为鉴

　　在卡林顿事件之后的几十年里，太阳物理学家、地磁学家也从越来越多的样本中，逐步加强了太阳耀斑和大型地磁暴之间可能存在的因果关联。“接受”卡林顿衣钵的蒙德(Edward Maunder) 玄机的诈欺地磁暴27天的重迭暴发端正在皇家天文体会的一次公开演讲中推崇了地磁暴的根源泉源于太阳自身[21]。相应的，“太阳名义存在磁场”，“太阳耀斑由磁场能量开释”，这些不雅念也呼之欲出。卡林顿事件发生大致50年后，海耳（George Hale）诈欺塞曼效应不雅测到了黑子存在磁场[22]，从而基本细目耀斑和磁场能量的开释联系，又过了大致50年，在卡林顿事件发现100年后，英国物理学家Peter Sweet和好意思国物理学家Eugene Parker建立的磁重联表面，以及几年后好意思籍捷克裔物理学家Harry Petschek在此之上发展的快速磁重联表面，才对这一气候给出了得当逻辑的表面解释[23，24]。

　　此次事件对社会的影响早有作家建议，并从经济学上推崇了对其时社会的影响。然而，若是同样级别的太阳爆发事件发生在电子工夫高度发达的今天，那么经济亏空将是难以规划的。是以，公众对于太阳爆发步履能领有理性、客不雅的雄厚就显得格外必要。对于卡林顿事件的记载片和素养视频，互联网上出现许多，感意思的读者请自行搜索，在此不再赘述。但是值得一提的是，电影《Solar Flare（太阳耀斑）》[25]和小本钱制作《The Carrington Event（卡林顿事件）》[26]相比风趣，不妨一看。

　　笔者并不是科学史的洽商东说念主员，但是笔者如故念念把柄我方的主不雅念念法尝试着照拂一下卡林顿事件发现的酷爱。咱们看到，卡林顿第一次对太阳耀斑进行了定性的判定，并定量的描写了该气候抓续的时刻，发生的位置，从而激发了后代太阳物理学家对太阳耀斑的物理参量矍铄不拔地追求，开启了太阳爆发步履——日地物理——空间天气洽商的先河[27]，同样也为恒星耀发的洽商铺平了说念路[28] （不错参见笔者对于恒星耀发的文章：恒星耀发——宽绰星空里的磁能开释）。咱们也看到，在维多利亚期间，诸如卡林顿、霍奇森等并非在天文科研机构任职的“业余天文体家”依然对天文体科的发展作念出了要紧孝顺，是对专职天文体家科研责任的有意补充，在天文体洽商的转型期具有里程碑式的酷爱[29，30]。

　　一百六十二年当年了，如故不忘对太阳耀斑这个“老寿星”说念一声：“生辰知足！”

　　致谢

　　感谢国度天文台谭宝林洽商员通读全文，并对一稿二稿建议难得修改意见。感谢云南天文台陶金萍浑厚和青岛不雅象台张艳浑厚提供手绘黑子图。同期也不可健忘国度藏书楼对本文的写稿提供了大齐英文文献府上。

　　参考文献及扫视：

　　[1] Hoppen K. T.， The mid-Victorian generation， 1846-1886， Oxford: Oxford University Press， 2000

　　[2] Prosser S.， From the collections: Carrington’s flare records， Astron. Geophys. 59(5):9， 2018

　　[3] 语出东晋王羲之《兰亭集序》，参见《王羲之<兰亭序>三种》，上海：上海辞书出书社，2010

　　[4] 归拢黑子群在6天内在日面的移动经过

　　[5] Carrington， R.C.， Description of a singular appearance seen in the Sun on September 1， 1859， Mon. Not. Roy. Astron. Soc.， 20， 13， 1859

　　[6] Hodgson， R， On a curious appearance seen in the Sun， Mon. Not. Roy. Astron. Soc.， 20， 15， 1859

　　[7] 该不雅象台坐落在伦敦西郊的Kew Garden西南侧，Kew Garden有一个相称优雅的及第译名“邱园”，但是当今该不雅象台仍是变成私东说念主寓所，不再对外绽放

　　[8] Stewart， B. On the great magnetic disturbance which extended from August 28 to September 7， 1859， as recorded by photography at Kew Observatory. Philos. Trans. 151， 423， 1861

　　[9] Tsurutani， B.T. et al.， The extreme magnetic storm of September 1–2， 1859. J. Geophys. Res. 108 (A7)， 1268， 2003

　　[10] Schroeder， D. V.， An introduction to thermal physics， Oxford: Oxford University Press， 2021

　　[11] 因为斯特藩-玻尔兹曼定律要比及卡林顿事件发生20几年后才差异由斯洛文尼亚裔奥地利物理学家斯特藩(Jožef Stefan) (1879年)和奥地利物理学家玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann) (1884年)零丁建议（两者为师生关系，均生涯在其时的奥地利帝国——奥匈帝国时期）。

　　[12] Brodrick， D.， et al.， X-ray magnitude of the 4 November 2003 solar flare inferred from the ionospheric atten- uation of the galactic radio background， J. Geophys. Res.， 110， A09S36， 2005

　　[13] 上新世（Pliocene），距今530万年-距今260万年的地质年代。由英国闻名地质学家Charles Lyell于1833年在其经典文章《Principles of Geology》中最先建议。

　　[14] Lucy， 南边古猿骨架标本，大致生涯在320万年以前，曾被合计是“东说念主类”最早的祖宗，现藏于埃塞俄比亚国度博物馆。参见Johanson， D.，Wong， K. Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. New York: Crown Publishing Group， 2010

　　[15] Windridge， M. Aurora: In Search of the Northern Lights， Glasgow:William Collins， 2017

　　[16] Green， J. L.， et al.， Eyewitness reports of the great auroral storm of 1859， Adv. Space Res.， 38， 145， 2006

　　[17] Wallace， W.， The East Floridian， Issue dated September 15， 1859

　　[18] 北京天文台编，《中国古代天象记录总集》，南京：江苏科学工夫出书社，1988。亘，绵延。平明，天刚亮。

　　[19]《获鹿县志（卷五）·世纪》(二十)

　　[20] Hayakawa， H. East Asian observations of low-latitude aurora during the Carrington magnetic storm.Publ. Astron. Soc. Jpn. 68 (6): 99， 2016

　　[21] Maunder， E.W. Magnetic disturbances， as recorded at the Royal Observatory， Greenwich， and their association with sunspots. Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 65， 2， 1905

　　[22] Hale， G. E. On the Probable Existence of a Magnetic Field in Sun-Spots. Astrophys. J. ，28， 315，1908

麻豆

　　[23] Priest E.， Magnetohydrodynamics of the Sun， Cambridge: Cambridge University Press， 2014

　　[24] 陈耀，《等离子体物理学基础》，北京：科学出书社，2019

　　[25] https://www.imdb.com/title/tt1130091/

　　[26] https://www.imdb.com/title/tt2247254/

　　[27] 方成，走进咱们生涯的新学科—空间天气学，天然杂志，28，4，194，2006

　　[28] Yan Y.， et al.， Characteristic time of stellar flares on Sun-like stars. Mon. Not. Roy. Astron. Soc.， 505， L79， 2021

　　[29] Chapman， A.， The Victorian Amateur Astronomer: Independent Astronomical Research in Britain 1820-1920， Hoboken， NJ:Wiley， 1999

　　[30] Clark， S.， The Sun Kings: The unexpected tragedy of Richard Carrington and the tale of how modern astronomy began， Princeton: Princeton University Press， 2019

　　跋文

　　卡林顿先生（1826-1875），是一位酿酒商的女儿，早年从剑桥大学三一学院数学专科毕业后，也曾在杜伦大学天文台担任不雅测员，后因与天文台料理东说念主员理念二致，从而辞去责任，投身建树私东说念主天文台。在私东说念主天文台运行期间（1853-1861），同其助手通盘编制了《北天极星表》，并积蓄了7年的太阳黑子不雅测府上。在绘制黑子图的经过中，卡林顿先生发现了太阳存在较差自转气候，并在斯玻勒之前，发现了太阳黑子随纬度的迁徙端正，后因忙于家眷产业，很难均衡酿酒商和天文体家之间的扮装退换，莫得提供完备的数据。1861年卖掉天文台后，多次求职不顺，外加身患重病，此后又际遇婚配祸殃，于49岁就走结束我方片刻的一世。

　　卡林顿先生对天文体的挚爱是纠合一世的。为了天文体洽商，他生僻了家眷产业，枉然了大齐财产，甚至葬送掉我方的健康，日以继夜的勤勉责任。其后连助手齐迫于重荷的责任量而去职后，他险些凭借一己之力陆续不雅测，为后东说念主留住了罕有的天文遗产。临终时，他以致在遗嘱中声明，要把我方葬在喜爱的天文台台址上。

　　卡林顿先生于1859年荣获皇家天文体会金质奖章，后又于1864年取得法国科学院故意为对天文体作出要紧孝顺的东说念主而颁发的拉朗德奖。后世天文体界为顾忌他对太阳物理的不凡孝顺，将太阳大致27天的自转周期定名为“卡林顿周”，也将“卡林顿坐标”作念为日面位置的一种遑急参考模样。但是咱们最不应该健忘的是，笔者浓墨重彩的，发生在162年前今天的“卡林顿事件”。

　　作家：闫岩

　　文稿裁剪：赵宇豪步非烟 足交