《談天》

用最精遠鏡隔黑色玻璃窺太陽見其面時見大黑斑斑之中深黑其邊略淡，如一版二圖即此斑也。此斑累日累時測之，則見或變大，或變小，或變形狀，久而舊斑消滅，他處復見新斑。其滅時，中之深黑者先滅四周之淡者遲滅時或一斑分爲二三斑即此太陽面爲流質之證。又其變動甚速，此爲氣之證。所見最小之斑，其徑一秒，地球測日面一秒之角爲一千三百三十三裡而大斑有徑十三萬餘裡者。自初見至消滅久者約一月有半，故斑之邊每日約縮近三千里。又無斑之處，光非純一，其中有無數細點，若人身之毫孔。細測之其點時時變動，極似水中沙泥欲澄時向底之狀。因意日面必有發光之質雜於透光之質中而然也。而近大斑或諸斑羣聚之地，時見一線，或曲或歧，其光較日面之常光愈明，相近處時有斑發出，或意此線乃光氣浪之頂，相近處必大動盪，故發斑也。此事多在近日邊處，其狀如一版一圖。 續：太陽面之無數小點，似毫孔者，近時奈斯密考察而釋之。同治元年，曼識特格致會歲冊載，李氏之説，謂自造大回光遠鏡，常時窺測太陽之面，知此諸毫孔，皆係同式光物相交，而毫孔乃其相交間所成之角形也，其光物之形，如楊柳之葉，在無黑斑之處，充滿太陽之面，位置無定。乙版即奈氏説中之圖也，第一圖爲太陽無斑處之式第二圖爲黑斑之中與邊及無斑處之式。英國之特拉路、不立摣、斯多尼三人羅馬之色幾俱考此事，與奈氏所考大同小異。斯多尼比此物如米粒之狀，或謂如條草之狀。按此物大似諸定質浮於透光之氣中，而此氣最薄，因流質受大熱與上面所壓之重，漸變而成也。此物有光，可爲定質之徵，蓋流質若透光而無色，則雖熱極大，皆不能發光也。 鹹豐九年八月初四，賈令敦、好者孫二人，各在家中，忽見無法形大斑之相近處發二光雲，較諸無斑之處甚亮約歷五分時而忽滅見時行過大斑之面十萬餘裡，並見指南針有大搖動。古今所記磁氣諸大搖動中，此爲最奇。近時賈令敦著書，論詳測太陽黑斑最多最少之時，謂黑斑一周之時，依在太陽面之緯度，在近太陽之赤道，所行一周之時，必短於在遠赤道所行一周之時也。黑斑在醜，太陽緯度一日所行度之公式爲八六五」「一六五（正弦醜）一七五所乙太陽赤道處之斑，在二十四日二〇二，南北十五緯度處之斑在二十五日四四，南北三十度處之斑，在二十六日二四，皆行全恒星周。 太陽赤道左右各二十五度之內，黑斑最多，三十度之外，黑斑甚少，常成行列。【略】故可知太陽面外常有氣質旋轉，與地球之貿易風相似。或雲太陽面外之氣質，是扁球形，故赤道處厚於兩極處，厚者多阻日體之發熱，而致赤道與兩極之熱不同，即使其氣質生動，與地球之貿易風同理。果如此，則在赤道處亦當靜而不動。蓋地球外若包黑雲，而人在外觀之，則但見黑雲轉動，而不見地球之體，亦可想見地球亦必旋轉，測黑雲外層，在赤道及近極旋轉之速，可求得地球自轉一周之時。第見赤道與兩極間雲之動，而即以爲地球之動，則必差於太速，因其間雲之上層，常略向西而動也。自兩極起向赤道，其轉漸速，至距赤道南北二帶而最速，過此再向赤道，轉又漸慢，與賈令敦之例不合，必設別理解之。而可解者僅有一理，即太陽外之力，加於雲上，使動之理也。外力者，即行星之未成者，繞太陽而轉，漸低而漸濃，其繞轉甚速於太陽之自轉，以星氣之理【略】論之，中體皆爲四面之物相聚而成，各物之原轉力，彼此相消，而稍有餘轉力，故所餘之轉速，比原時甚慢，依此又可明中體極熱之理。 問黑斑係何物，曰：其説不一。或言是太陽實體，乃上面之光氣開裂而顯露者也，此説似可信。問開裂之故，曰：其説亦不一。拉浪謂黑斑乃太陽中突起之地，如地面之山其頂高出光氣面故見深黑。其下斜入光氣底，光氣不厚，故見淡黑。準此説，則四邊淡黑，自內至外，必由深漸淺，以至於無，今深淺不分，且外有定界，於理不合。侯失勒維廉謂太陽實體外，四周有氣包之，氣之外有光氣一層浮於上，距實體甚遠，光氣下有雲一層，受此光返照地球，二層俱裂開，則見黑斑中之深黑者，太陽實體也，四邊淡黑者，雲也，光氣之裂口，必大於雲之裂口者，因氣旋動成風，愈遠實體愈大。或別有他故，不得而知也。如圖，甲爲實體，乙爲雲，丙爲光氣。 續：初著此書時，知黑斑之事如此。咸豐元年，導斯用前所論之器【略】考察黑斑之異者，淡色邊中之黑處，昔測之人，謂日體透過光氣而見者，導斯以此器之大力測之，知爲另一層小光之質，名之爲雲層，此雲層亦有時見有小圓孔更黑，想是太陽之體質。一版四五兩圖。爲咸豐元年十一月初四日，與二十九日，二次所見之黑斑也。導斯逐日測其斑之變而思之，謂皆自轉其心，惟二十九日所見如此，自此日至十月初五日，已轉過九十餘度，其雲層之原形，如五圖甲，至初五日則如乙形，俱略同。 細測日面諸斑，其方位俱漸變，自東向西，至邊而不見，另有斑出於東邊，過日面復沒於西邊。凡他曜過日面，俱平速而斑之行，在中間則速，在兩邊則遲。又其過日面之道皆如橢圓，此必附於日面，與日同轉，其道與日之赤道平行而然也。其最大之橢圓，以日徑爲長徑，餘各以日面諸通弦爲長徑，諸長徑俱平行。夏至前約十七日，冬至前約十六日，見諸斑之道皆如直線，則此二日地球所居之處，即日之赤道斜交黃道之二點，而黃赤二面之交線，必經過地球。此二日從太陽視地之經度，依賈林登於道光元年測得，一爲七十三度四十分，一爲二百五十三度四十分，即相對之兩點也。 欲知日軸斜交黃道面之角度，取一最明晰之斑，測其過日面橢圓之長短二徑，即可推得之。此事當用分微尺，自初出至沒，刻刻細測之。又測時地在黃道距太陽赤道交黃道點之度，亦當推之。假如驚蟄後四日，地球在太陽黃赤交線之垂線上，其日心經度一百七十度二十一分，太陽之軸在過地球正交黃道之面內，設地球定於此，則最易測。如圖，昞爲日心，吧昞巳爲日軸，㖅昞爲地球之視線，鉚呷呻面，引廣之必過地球，吘爲太陽赤道上之一斑，地球望之如在叮點，在日心北，其距爲昞叮，即視橢圓之小半徑也，即測得昞叮，則以日之視半徑與呐叮比若一與吘吶柳角之餘弦比，吘昞鉚角，即日軸與黃道面之交角也。 續：此時見黑斑在北半行成圈，其在南半者爲太陽體所隔，而太陽之南極，已在所見之面內此乃自冬至前約十六日，至夏至前十七日之間，所正見太陽赤道之南邊也。自夏至前十七日，至冬至前十六日，則所見相反，太陽赤道之正交點，在太陽在黃經七十三度四十分，即此時太陽赤道上之一點，自黃道之南半至北半也。 若餘時則推算甚繁，今不載。案：太陽赤道與黃道交角，依賈令敦爲七度十五分，太陽自轉一周爲二十七日六小時二刻六分。太陽赤道左右各二十五度之內斑最多，三十度之外甚少，近二極則無。近赤道一帶，少於南北二帶。又北半球大而多，南半球小而少，赤道北自十一度至十五度最大最多，亦最久。又斑多時，恒列爲一帶，與赤道平行，故知日體上必有一（故）〔段〕，最易生此斑，其故今尚未知。又因日自轉，令斑成列，可見光氣爲流質，其動有若地面之貿易風也。【略】 斑自生至滅，歷時不久。最小者，僅見一次過日面，其次或一二周。有歷數周者，則甚少。乾隆四十四年，有一大斑閲六月而滅。道光二十年，有衆斑羣聚，歷八周而滅。凡測斑必記其距赤道方位，及其形狀，又有出沒之時可推，故沒而復出，誠能識之也。或言有數次所見斑，在日面之處略同，或本即一斑，滅而復發也然未有證未敢定其是否。 續：日爾曼德騷人失瓦白，自道光六年至三十年記太陽面上斑之多少而比較之，得知斑之多少及其時之變，均有定例，其最少至最少，周時恒略同。而最多至最多，周時亦同。按所記之事推之，知自第一次最少至第二次最少，約歷十年。嗣有瑞士國伯爾尼人胡而弗，以自萬歷三十八年初用遠鏡窺測之時以來，所記一切窺測太陽之事，會集商議，知最多至最多之周時，十一年一一。而一百年之中有最多之時九次，與失氏之説合。如康熙三十九年，嘉慶五年，皆最少之時也。此時黑斑或甚少，或無。最多之時，或見五十斑，或見一百斑。此時不在二最少時間之正中，而約在一最少時後之第五年也。又未造遠鏡之前，史中屢記日面有黑斑如唐憲宗元和二年，文宗開成五年，宋哲宗紹聖三年，明萬歷三十五年是也。又梁武帝大同二年，日光大減，至十四日而復明。《梁書》數次曰老人星見。唐高祖武德九年七月至貞觀元年五月，日光減至半。《唐書》數次曰太白晝見。明嘉靖二十六年，日光甚小，晝見恒星，約皆因黑斑之多或大也。此可爲胡而弗所定周時之徵。惟元和二年，萬歷三十五年二次，與定時所差者多，其餘與定時所差不久二年也。 侯失勒維廉謂日面之多斑，因日體之氣包亂動而成，又發光與熱，因各雜料彼此有愛力，化合極緊而成。故據此諸説而謂當日面之斑甚多之年，地球之熱度大，而五穀豐。日面之斑甚少之年，地球之熱度小，而五穀歉。但稽之史中不足爲全據。嗣有告爺以歐羅巴三十三處，米利堅二十九處，十一年內所測之天氣，會集而取其中數，與侯失勒之説相反而謂斑多之年，地球之熱度小，斑少之年，地球之熱度大，其差約〇度一一。胡而弗又考蘇黎之史，自宋真宗咸平三年，至嘉慶五年間，確知多斑之年略旱而多穀，少斑之年陰溼而有暴風與侯氏説合。又日面多斑之年，指南針必搖，且斑之多少，與搖之多少亦相合。其針之搖，遍地球同時。故知此二者，必有相因，格致中之要事也，現在天學與吸鐵學，皆未能解其理焉。