五.太陽─生命之火
							   83.5.16

    （樂起，近景見小花小草搖曳，Zoom out，見參天古木，巨大森林，跳
    接山溪潺潺流水，上 PAN，見峭壁間瀑布飛躍， Zoom in，水珠四濺，
    Zoom out，已跳接海水浪花飛散，海邊岩石嶙峋，驚濤拍岸，PAN 向大
    海，轉向，見沙灘上主持人漸行漸進，落日餘暉映照臉上，轉首看海上
    落日。鏡頭轉至主持人身後，拍背影與落日，轉至另一側，講話。）

    主持人講話。	  │主：太陽，這個在我們銀河兩千億顆星中再
    大海上PAN 太陽鏡頭，不│平凡不過的一顆星，對我們地球卻無比重要
    同的太陽鏡頭。	  │！它不但提供能量，孕育了地球上無數生命
    墾丁Standup。	  │，更在這些生命成長發展的過程中，不斷的
			  │發揮它的影響力，影響生命本身，也影響生
			  │命所處的環境。的確，在我們周遭的環境裡
			  │，隨處都可見太陽留下來的痕跡。
			  │
    撿起一把砂子，另一手拿│主：這是墾丁特有的貝殼砂，我們很難想像
    著幾個貝殼。墾丁Stand │，這些圓潤晶瑩的砂粒，它們的前身竟然是
    up。		  │這些形狀各有不同的貝殼。是什麼力量使這
			  │些貝殼變化成了這些砂粒呢？是潮汐的力量
			  │！這些淘盡千古英雄人物的浪花，帶著貝殼
			  │，往返運動，使它們彼此碰撞，經過了千萬
			  │年潮漲潮退的洗禮，原來突兀崢嶸的貝殼，
			  │終於成了今天我們看到的貝殼砂。
			  │
    浪濤拍岸，dissolve。  │主：那潮汐的力量又從何而來？是從太陽和
			  │月亮來的！
			  │
    主持人基隆和平島外景。│主：再舉一個太陽影響地球的例子。古人說
			  │自其靜者觀之，則逝者如斯，不舍晝夜。的
			  │確，太陽看起來好像萬古常新，歷千萬年而
			  │不變。但從動的角度來看，太陽實際上日日
			  │在變，時時在變。
			  │
    太陽表面黑子及日珥圖片│旁：太陽表面的活動，按著11年的規律周期
    。接SPO 日珥錄影帶。  │，強弱交替。當太陽活動劇烈的時候，我們
    （孫提供）

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    接地球與日珥比較幻燈片│可以看到太陽表面黑子數增多，而黑子附近
    。（孫提供）	  │的區域常會噴出大量的氫氣，形成壯麗的日
			  │珥。日珥的寬度，可以達到半個地球的大小
			  │，橫跨的距離更可以長達三四個地球的直徑
			  │。
			  │
    3D(1):太陽風吹抵地球。│旁：伴隨著劇烈的表面活動，大量的太陽風
    劇烈日珥（用現成3D）。│─絕大多數是高能量的質子─吹向周遭的太
			  │空。抵達地球的時候，對地球磁場和電離層
			  │產生擾動，間接的影響了地球上利用電離層
			  │的通訊。
			  │
    回到主持人Standup。   │主：所以說，太陽透過種種不同的方式，用
    （基隆和平島）	  │它巨大的能量和質量─大概是三十三萬個地
			  │球質量的總和─影響它周遭的行星。那我們
			  │就想問，這麼大的能量，是怎麼從這麼大的
			  │質量裡產生的？
			  │
    歷史圖片。		  │旁：早期的科學工作者，曾經試著用人類一
			  │般產生能量的方法來解釋太陽的能源。十九
			  │世紀的人算過，如果太陽是一大塊煤的話，
			  │雖然質量巨大，不過燒個三千年就燒完了，
			  │這個時間比人類的歷史還短。
			  │
    2D(1):恆星收縮，放出能│旁：又有人提議，星球中的氣體分子互相吸
    量。太陽dissolve到極大│引，星球收縮，應該可以放出大量的重力位
    。把地球都包括進去。  │能。不錯，太陽是一個大氫氣球，但如果要
			  │依賴收縮來產生這幾十億年放出來的能量，
			  │那太陽原來應該大的不得了。簡單的計算顯
			  │示，兩千五百萬年以前，太陽應該大到把地
			  │球都包括進去。
			  │
    主持人Standup。	  │主：當然，這又是不對的，因為今天地球上
			  │的生物及風貌，都只能在幾億年不變的情況
			  │下才能慢慢演化產生的。因此單純的氣體收
			  │縮仍然無法解釋太陽的能量來源。
			  │
    太陽，dissolve愛因斯坦│旁：這個看來簡單的問題，一直到二十世紀
    圖片。		  │初期，愛因斯坦提出了特殊相對論以後，才

				  2


			  │漸露曙光。
			  │
    主持人Standup。	  │主：特殊相對論的一個重要結果，就是質能
    Super "E=MC "。       │互換：物質和能量，可以經由E=MC  這個簡
			  │單的式子，互相轉換。物質轉換成能量的過
			  │程中，物質完全消失，不會留下灰燼。現在
			  │讓我們來看看，太陽內部的質能轉換是怎麼
			  │開始的？
			  │
    2D(2)：鏡頭由外至內， │旁：太陽內部因為受到外層重達三十三萬個
    溫度愈高，愈內愈亮。許│地球質量的擠壓，核心溫度高達一千五百萬
    多質子振動，互相結合。│度。在這麼高的溫度之下，核心的氫元素早
			  │已經解離成為一個質子和一個電子。帶正電
			  │的質子和質子間本來互相排斥，但因為核心
			  │空間太小而且溫度太高，質子之間的排斥力
			  │相較之下微不足道，所以質子互相熔合。
			  │
    2D(3)：四個氫原子熔合 │旁：熔和過程的淨反應是四個質子熔和產生
    成一個氦原子。	  │一個新的氦原子核，但這個氦原子核的質量
			  │比原來四個質子的總質量小了一點點，大約
			  │是千分之七。
			  │
    主持人，前面兩句話。  │主：不要小看這千分之七，這就是地球上萬
    旁白，接2D(4)。	  │事萬物活力的泉源。如果有一千公克的氫氣
			  │，經由熔合的過程，會轉變成九百九十三克
			  │的氦，多出來的七公克，按E=MC  完全轉變
			  │成了能量，這些能量大約等於燃燒兩百噸煤
			  │的結果。
			  │
    主持人，insert 太陽畫 │主：七公克的氫能產生兩百噸煤的能量！不
    面。		  │過這還不是最可觀的。要產生像太陽這樣恆
			  │久而巨大的能量，每秒鐘太陽需要把六億噸
			  │的氫氣轉變成氦氣，其中的千分之七就是照
			  │耀太陽系，讓我們賴以維生的陽光。
			  │
    主持人和平島Standup。 │主：每秒鐘六億噸的氫氣，天哪，我們談的
			  │不是鐵塊、磚頭這些比較重的東西，我們談
			  │的是宇宙裡最輕的元素─氫氣。六億噸氫氣
			  │要佔多大的體積，太陽經的起這樣的消耗嗎
			  │？

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    太陽畫面。		  │主：經得起！不但經得起，而且可以保持這
			  │樣的消耗速度，繼續照耀五十億年！五十億
			  │年之後，太陽會進入它的老年期，但即使到
			  │那時候，太陽不過才燃燒了它總質量的百分
			  │之五而已。
			  │
    主持人和平島Standup。 │主：不過在這裡，我們想強調一點，核熔合
			  │反應這個理論，固然可以解釋太陽巨大的能
			  │量來源，但它不一定是唯一的解釋，也不一
			  │定是正確的解釋。
			  │
			  │主：因為我們沒有辦法到太陽內部去親眼觀
    主持人，insert畫面。  │察，只能把理論預測的結果，和觀測到的現
    師生討論畫面。	  │象作比較。如果兩者夠接近，我們就認為這
    老師上課畫面。	  │個理論可能是對的。但我們需要時時刻刻保
			  │持一個開放的心胸，尤其在我們開拓了新的
			  │視野，獲得了新的知識之後，應該常常回過
			  │頭來，用新的角度來檢視舊有的理論基礎，
			  │是不是仍然正確。
			  │
    主持人。		  │主：這就是科學的可貴之處，能夠不斷的以
			  │客觀的態度，來修正自己過去可能犯下的錯
			  │誤。
			  │
    和平島外景。	  │主：好，理論的這一方面，我們談的很多了
			  │. . .
			  │
    跳接太陽畫面。	  │主(O.S.)：. . . 現在讓我們看看，天文學
			  │家是怎麼樣觀測太陽的。
			  │
    四種觀測方法所得的太陽│旁：一般而言，觀測太陽主要有四種方法：
    影像或圖片，使用個別全│第一種方法是使用攝影機直接攝影，得到的
    畫面，再跳接分割畫面。│影像可以用來研究太陽表面的結構變化。第
			  │二種方法是使用磁像儀，研究太陽表面磁場
			  │的分佈和大小變化。第三種方法是使用光譜
			  │儀，分析太陽光在各個波段的能量分佈，以
			  │及表面的離子、原子，及分子的種類與多寡
			  │。這三種方法，研究的都是太陽表面的性質
			  │。第四種方法，和以上三種方法截然不同，

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			  │是利用太陽表面的震盪，研究太陽由內部深
			  │處直到表面的整體結構。
			  │
    樂起，跳接亞利桑那州美│主(O.S.)：現在就讓我們去一一造訪世界上
    國地圖，車子馳過沙漠，│幾個主要研究太陽的天文機構，看一看在這
    仙人掌樹，遠方山峰，天│四種不同的觀測方法下，太陽是一個什麼樣
    文台木牌等。看到基特峰│的面貌。
    國家太陽天文台的太陽塔│
    。			  │
			  │
			  │旁：在美國西南亞利桑那州一望無際的沙漠
			  │裡，有一片帕帕哥族印第安人的保留區。保
			  │留區邊上群峰環繞，其中兩千公尺高的基特
			  │峰上，蓋滿了大大小小的天文圓頂，是美國
			  │國家太陽天文台的所在地。
			  │
    Zoom in McMath太陽塔。│旁：在這些白色圓頂中間，有一座極為特殊
   （9卷後，10卷，11卷前）│的三角形建築物，造型和傳統的天文圓頂完
			  │全不同，這就是我們要去拜訪的第一站。
			  │
    McMath台上主持人Stand │主：太陽是離我們最近的一顆星星，跟我們
    up。		  │的關係也最密切，地球上一切能量的來源最
			  │終都可以追溯至太陽，所以研究太陽物理一
			  │直是天文學裡，相當重要的一環。中國人自
			  │古就有太陽觀測的記錄，古書說：「日中有
			  │金烏」，可能就是上古中國人觀測的太陽黑
			  │子。現在的天文台對太陽的觀測其實就跟對
			  │星星的觀測一樣，都蓋在高海拔、晴朗的地
			  │方。我們現在所在的地方就在美國亞利桑那
			  │州基特峰國家天文台上面，全世界最大的太
			  │陽望遠鏡McMath Solar Telescope。
			  │
    實景接2D，McMath的結構│旁：在三角形建築的頂端平台上，有一座直
    及光走的路線，由台頂反│徑兩公尺的定天鏡，可以把太陽影像反射進
    射至觀測室。	  │入長長的通道，經過多次鏡面反射，最終把
			  │太陽影像引入地下的觀測室。
			  │
    10卷前半，科學家討論及│旁：在觀測室裡，天文學家使用各樣儀器，
    儀器畫面。跳接太陽圖片│直接對太陽影像進行研究分析，以了解太陽

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    ，米粒組織，日珥，耀斑│表面各種不同的性質。像是表面米粒組織的
    ，及黑子。		  │細微變化，日珥、耀斑的產生，以及黑子的
			  │數目和分佈。
			  │
    「米粒組織」圖片。	  │旁：當我們放大了太陽影像，細看太陽表面
    （SPO 資料帶）	  │，發覺那裡就像一鍋燒得沸騰的開水。因為
			  │溫度變化而產生的對流過程，帶著物質上下
			  │翻騰，形成了太陽表面千千萬萬個不斷變化
			  │的細微斑點，我們稱作「米粒組織」。
			  │
    主持人Standup。接2D， │旁：不過這些米粒可不小，每一個的直徑大
    米粒組織疊上地球。	  │概都在一千公里左右，十個米粒排成直線，
    （3D，對位置，作出2D）│就和我們的地球差不多大小。
			  │
    由米粒組織dissolve到太│旁：當我們把鏡頭拉遠，米粒組織逐漸無法
    陽圓盤畫面。	  │辨別，整個太陽圓盤上，最特殊的就屬太陽
			  │黑子了。
			  │
    主持人Standup，接黑子 │主：也就是因為太陽黑子是如此明顯，所以
    數目變化的圖片。Zoom  │早在幾個世紀以前，天文觀測者就對黑子的
    in 1650 到1700年的部份│數目和分佈開始作有系統的記錄。
    。跳接泰晤士河的圖片。│
			  │
			  │旁：幾百年的記錄顯示，黑子的數目按著十
			  │一年的周期增減。但每個周期強弱不同。在
			  │1650年到1700年的五十年間，太陽表面幾乎
			  │沒有黑子出現，影響所及，地球上經歷了極
			  │為寒冷的半個世紀。
			  │
    黑子圖像。		  │旁：太陽表面的溫度大概在攝氏五千五百度
    （中大磁像儀的影片）  │左右，而黑子區域的溫度要低上一千多度，
    （太陽表面SPO 資料帶）│因此黑子本身的表面溫度雖然也達到四千多
    （以前拍黑子的影片）  │度的高溫，但在和周遭環境的對比之下，就
			  │顯得黯淡的多，因此稱作「黑子」。
			  │
    主持人Standup。	  │主：為什麼黑子區域的溫度低呢？因為黑子
			  │區域存在著強烈的磁場。磁場的單位是高斯
			  │，地球表面的磁場強度大約是零點五高斯，
			  │而黑子中央的磁場強度可以達到三千高斯。

				  6


    跳接黑子圖片。	  │旁：這麼強烈的磁場活動限制了內部能量傳
			  │抵表面，因此表面溫度比周遭低了許多。
			  │
    主持人中大Standup。   │主(O.S.)：當我們認識到了黑子活動和磁場
			  │有密不可分的關係之後，天文學家就發明了
			  │一種儀器，專門研究太陽表面的磁場大小和
			  │分佈。
			  │
			  │主：我們現在看到的，就是中央大學天文研
			  │究所研究太陽物理所用的太陽磁像儀。這也
			  │就是我們所要談的第二種方法。
			  │
    磁像儀細拍，跳接磁像儀│旁：我們知道地球磁場有南北極，太陽黑子
    所拍的兩張照片。	  │本身的磁場也有南北極。磁像儀在作太陽觀
			  │測的時候，可以顯示出黑子磁場的南北極，
			  │我們現在看到的兩張照片，就是使用磁像儀
			  │，在相隔了十一年的兩次太陽活動劇烈時所
			  │拍的照片。黑色代表北極，白色代表南極。
			  │有趣的是，十一年之間，黑子本身磁場極性
			  │竟然完全改變！
			  │
    主持人Standup。	  │主：這告訴我們一個重要事實，真正的太陽
    樂起。		  │活動周期是二十二年，而不是十一年！
			  │
    太陽畫面，日地關係動畫│旁：太陽雖然離我們很近，但是對太陽的研
    。			  │究仍然不斷帶給我們新的發現。這些新的知
			  │識，不但能讓我們研究日地關係，更能讓我
			  │們進一步的認識宇宙裡其他星球在做什麼，
			  │因為太陽也就是一顆星星！
			  │
    主持人Standup。	  │主：正因為如此，海峽對岸的大陸，近年來
			  │也投下了相當多的資源，專門研究太陽磁場
			  │，現在就讓我們去看看，北京天文台的懷柔
			  │太陽塔。
			  │
    樂起，主持人與陪拍人員│主(O.S.)：由北京往北，車行一個多小時，
    小戴車上看地圖，交換意│我們來到了懷柔水庫邊上。
    見。		  │
    懷柔水庫實景（第二卷）│主(O.S.)：深秋的湖面，平滑如鏡，倒映著

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    。			  │遠山，景色極美。在這清晨的湖邊，呼吸都
			  │變輕了，生怕破壞了這份寧靜。
			  │
    湖面遠景，跳接李站長訪│旁：為什麼要找這樣的環境作太陽觀測呢？
    問。		  │
			  │
			  │旁：因為大量的水，在吸收太陽熱量的時候
			  │，溫度變化緩慢，因此水庫表面的氣流非常
			  │穩定。
			  │
    李煥榮站長訪問。（2卷 │李：「. . . 經過三個年頭的選址，找到這
    21:22）（3卷00:39-4:33│個水面上. . . 覺得大氣的寧靜度和明晰度
    ）			  │，從各方面來比較，在水面上比較好. . 」
			  │
    太陽磁場望遠鏡實景（3 │旁：懷柔太陽塔上主要的儀器，是一具九通
    卷4:35-7:40，10:58-14:│道太陽磁場望遠鏡，它除了能對黑子區域作
    50）。		  │平面的研究之外，還能作磁場速度層的縱向
			  │觀測，可以研究黑子區域的三度空間立體結
			  │構。
			  │
    由磁場望遠鏡跳接主持人│主：除了太陽影像及磁場觀測之外，第三種
    ，再接光譜儀（35卷）。│觀測太陽的方法是使用光譜儀進行分光研究
			  │。
			  │
    明孝陵遠景，跳接孝陵衛│主(O.S.)：離開了懷柔太陽塔，我們來到了
    太陽塔遠景，Zoom in 。│南京明孝陵附近的孝陵衛太陽塔。這裡是一
    （36卷）		  │個典型的，使用光譜儀觀測的太陽天文台。
			  │
    實景（36卷3:48）（35卷│旁：由台頂六十公分直徑的定天鏡引下來的
    24:09，26:32，29:44， │光，經過大色散的光柵分光，在光譜儀的暗
    30:00，19:55，20:46， │室中，我們看到了七彩的太陽光線。由不同
    8:10，6:34，好鏡頭甚多│色光的強弱，和光譜中暗線的位置，我們可
    ）（34卷19:28，21:38，│以知道太陽表面的溫度，以及表面離子、原
    22:00等）。 	  │子，及分子的種類和數量。
			  │
    主持人Standup。	  │主：前面我們提過了三種觀測太陽的方法，
			  │但近年來關於太陽研究又有一個新的領域興
			  │起，叫做「日震學」。
			  │
    2D，太陽圖像，有震波在│旁：六０年代初期，天文學家發現了太陽表

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    內部及表層穿梭運動。  │面任何一處都有震波存在，震波的周期大概
			  │在五分鐘左右。整個太陽就好像一個大鈴鐺
			  │，不斷的有震波在內部傳來傳去。
			  │
    主持人Standup。	  │主：這些震波在我們了解太陽內部構造上幫
			  │了大忙。我們研究地球內部的構造，靠的多
			  │半是地震波的傳遞；同樣的，觀測太陽表面
			  │各處震波的頻率和大小的變化，也能告訴我
			  │們詳細的太陽內部結構。
			  │
    太陽畫面，下山。	  │旁：為了要研究太陽內部震波傳遞的詳細過
			  │程，我們必須要長期觀測太陽。但是地球上
			  │白日黑夜按時交替，怎麼樣才能對亮度變化
			  │作長期不間斷的觀測呢？
			  │
    （48卷12:00）	  │周：「. . . 最早是到南北極，有半年太陽
			  │不下山，但天氣很糟，而且太陽位置低，大
			  │氣的影響較大. . . 另一個最好的方法也最
			  │昂貴，放在人造衛星上，在適當的軌道上，
			  │可以一直看到太陽. . . 第三種方法. . .
			  │是在全球建立觀測網，使太陽不下山. . .」
			  │
    世界地圖畫面。	  │旁：目前英國、法國，和美國都已經有了，
    （孫找補充資料）	  │或正在建立全球的觀測網，而清華大學的周
    （陳找罐頭3D輔助）	  │定一教授，也在全球的六個地點進行觀測網
			  │的設置。
			  │
    （48卷後，49卷前）孫明│旁：全球的觀測網需要龐大的人力和精密的
    宗操作儀器，跳接太陽畫│儀器，希望在不久的將來，我們自己的科學
    面。		  │工作人員，也能夠盡一份力量，了解太陽的
			  │過去、現在，和未來。
			  │
    墾丁拍實景。	  │主：古人曾經問「長安遠，還是太陽遠？」
			  │我們今天不但已經知道是太陽遠，還知道太
			  │陽是一顆已經步入中年的星球，正以驚人的
			  │速率消耗它內部的能源。在五十億年之後，
			  │太陽進入老年，中心的核反應逐漸停止，再
			  │過個幾百億年，等到殘餘的重力位能釋放完
			  │了，太陽就不再發光，正式告別了宇宙的舞

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			  │台，成為無邊黑暗中的一顆冰冷天體。
			  │
    樂起，墾丁實景。主持人│主：雖然聽起來令人十分感傷，但古人說：
    Standup。		  │天地者，萬物之逆旅，光陰者，百代之過客
			  │。太陽，和它所孕育的萬物，也都不過是宇
			  │宙的過客罷了。有一天，當太陽逐漸黯淡，
			  │人類─如果人類仍然存在─應該已經找到了
			  │另一顆「母星」，繼續生活。到那時候，只
			  │希望他們記得，他們是來自一個叫做「太陽
			  │系」的地方。

    （海潮拍岸，浪花逐漸退去。）

    （上片尾70秒）