可以说，太阳与我们的生活息息相关，农作物的生长依赖于太阳。气候变化，很大程度上也是因为太阳的运动和变化；煤、石油等化石能源也与太阳密切相关。在某种程度上，太阳的稳定就是我们在地球上生活的稳定。如果太阳是异常的，比如电影《告别亚特兰蒂斯》和《流浪地球》中的灾难场景，那它离我们就不远了。所以，关爱太阳，就是关爱人类的命运。

首先，可见的太阳

太阳是自然界中最容易看到的东西，但是说到看到太阳，我们首先要帮你区分你平时看到的关于太阳的特征，哪些是太阳本身呈现的状态，哪些是引入的扰动。

比如太阳整体上是一个圆盘，发出黄色和白色的光，天气不好的时候，黎明和黄昏，颜色会更红。但是，然而，这些最常见的情况并不是太阳的真实面貌。这是怎么回事？

首先，你肉眼看到的黄色和白色的光以及偶尔出现的红色，都是被地球大气层“修饰”过的。太阳光进入大气，遇到大气中的空气体分子、尘埃、水汽就会散射。有些光更容易散射，成为天空的背景色空，有些光更容易直入我们的视野。容易分散出波长较短的蓝光，塑造出蓝天。很容易直接开进去，也就是波长更长的红光和黄光，也就是我们看到的太阳的颜色。

这还不算完。如果空气体中水汽较多，或者早晚太阳角度较低，太阳光需要穿过更多空气体成分进入你的眼睛。这种情况下太阳光散射更严重，你看到的太阳会更红。

如果地球没有空气体，或者直接去太空看太阳，你会发现太阳其实是白色的，这才是它的本色。

除了太阳的颜色，我们通常还能看到太阳的一些微小细节。比如太阳里总有一些小暗点。这些小黑点被称为“太阳黑子”，是天文学研究中关于太阳的非常重要的细节。

在中国古代，我们的祖先早就注意到太阳不是一个完美的发光圆盘，而是经常出现黑点。有时，这些小点只是简单地出现在少数几个中，而有时它们大量地成群出现。在最新的考古研究中，科学家发现，在商朝，甚至更早，中国人就已经非常重视对太阳的观测。已知的对太阳黑子的系统记录，最早可以追溯到汉代。

汉字“日”的形状从古至今变化不大。它的甲骨文和金文只是一个圆圈，中间有一个点。现代天文学借用了这个形状，创造了一个代表太阳的科学符号。

在早期的西方世界，由于当时文化的影响，我们坚信天堂和太阳神的完美，所以在很长一段时间内我们都没有意识到太阳黑子的存在。直到伽利略第一次用望远镜观察太阳，他才发现了太阳黑子。很大程度上是因为这个发现，伽利略打破了传统天文学的束缚，为哥白尼的日心说和新的天文体系提供了重要参考。

除了太阳黑子，我们还可以用望远镜和特殊的滤光片看到太阳的另外两个特征现象。它们是耀斑和日珥。

先说照明弹。与太阳黑子相反，耀斑是太阳表面更亮的白点。和太阳黑子一样，耀斑也是偶然的，很快就会消失。耀斑的位置和数量将具有很大的不确定性。

再看日珥。“呃”的突出，在古代汉语中，是指珠子或玉石制成的耳环。日珥就像太阳戴着“耳环”。通常情况下，太阳总是会喷射出一些物质。在这些物质中，面向我们的部分在刺眼的阳光下不容易分辨。但是从太阳边缘向两边喷出的东西，更有可能被我们发现。这些从太阳边缘喷发出来的红色针状物质就是日珥。

太阳黑子、耀斑、日珥都是偶然的特殊现象，也是太阳表面的真实状态。仅仅观察这些现象还不足以让天文学家如此在意。更重要的是，从这些现象出发，我们还可以发现太阳本身的变化和运动规律。

一代又一代的天文学家对太阳进行了长时间的观测，记录了太阳黑子、日珥和耀斑的时间、位置和数量。这些记录持续了300年，人们终于在19世纪发现了重要的规律。

科学家发现，太阳黑子的数量和位置有一个明确的11年周期。换句话说，两次黑子集中的时间间隔约为11年。不仅是黑子的数量，而且黑子的位置也有11年的周期。在一个周期的开始，太阳黑子出现在太阳表面的中纬度，然后新的黑子逐渐出现在较低的纬度，也就是太阳赤道附近。在一个周期结束时，在太阳赤道附近只能看到太阳黑子。

耀斑和日珥也符合类似的规律。

通过观察这些现象，可以发现太阳本身呈现出一种节律性的变化，以11年为变化周期，以黑子、耀斑和日珥为表现形式。

第二，看不见的太阳

在我们讨论太阳内部之前，我们先来讨论一下地震。许多人都见过地震的灾难性后果。然而，尽管灾难重重，从科学的角度来看，地震实际上可以帮助我们更好地了解地球。

例如，喜马拉雅地区是地球上地震最多的地区之一。地质学家奥尔德姆已经在喜马拉雅山工作了很长时间，收集地震数据。最后，奥尔德姆发现了两个结论:一次地震会产生不同类型的地震波，利用这些地震波在地球内部的反弹，可以知道地球内部的层状结构。他甚至精确地计算出了地核的大小。

此后，奥尔德姆开创了利用地震研究地球内部结构的科学方法。地震波遇到更硬的底层会反射和折射。只要在世界各地建造更多观测地震波的仪器，就可以精确测量地球内部。

天文学家将这项技术应用于太阳。

只要能观测到太阳的振动，就能推断出太阳的内部结构和各层的密度。当然，我们不可能在太阳表面安装地震仪，那么如何在地球上远距离观测太阳的振动呢？

经常去游泳池的人都有这样的体验:站在空里空荡荡的游泳池边，可以清晰地看到池底地面上的方格子瓷砖。一旦有人在水中移动，使水产生一些振动，池底的方格子就会扭曲。如果有光，池底的地面上会有一个明暗相间的格子。也就是说，通过观察游泳池底部的光线变化，可以推断出游泳池中水波的振动。

观测太阳也是如此。天文学家不需要靠近太阳，只需要观察太阳表面的亮度变化。他们还可以推测太阳的振动，从而深入了解太阳内部的结构。

你看，天文学家移植了地质学的成功经验，学会了往系统内部看。我转了水波折射的游泳池原理，学会了远距离观察振动。

这样，天文学家发现，太阳内部实际上由三个结构层次组成，从外到内分别是对流层、辐射层、太阳核心。

此外，科学家还利用了太阳的振动，发现了太阳自转的特殊情况。

众所周知，地球是作为一个整体旋转的，就像一个大铁球。但是太阳是非常不同的。太阳的赤道和两极以不同的速度旋转。

太阳在赤道转动最快，越到两极转动越慢。这样一扭一扭的旋转方式带来了一个后果，就是原本整齐排列的磁场会因为转速不同而交织在一起。当磁场缠绕时，太阳表面会形成一个或多个节点。这些节点的能量被磁场束缚，无法向外释放，所以温度比周围低，看起来更暗。这就是我们看到的“太阳黑子”。有时能量积累过多，磁场无法克制突然断裂，能量突然冲出，产生耀斑和日珥。

通过了解太阳的内部结构和旋转，我们可以了解太阳黑子、耀斑和日珥背后的原理。只有通过科学手段探索恒星的深层结构，才能更好地理解肉眼看到的现象，这也是天文研究的基本思路之一。

第三，太阳对我们的影响

太阳会对我们人类的生活产生什么影响？

先说一个神奇的景象——极光。

太阳运动的一个特点就是会不断释放物质，其中很多带电粒子会不断冲向地球。但是这些粒子没有办法突破地球的防线，直接攻击地面上的人。这条防线就是地球磁场。物理学原理告诉我们，带电粒子遇到磁场会改变运动方向。因此，所有来自太阳的粒子都被地球磁场逆转，冲向北极和南极。这些粒子在南北极的空气体中碰撞，从而产生极光效应。

然而，太阳发射的粒子对地球的影响绝对不仅限于产生极光。其实地球磁场这道防线的能力是有限的。如果太阳突然爆发出超过地球磁场防御能力的更猛烈的粒子，这些粒子会直接作用在我们的头上。

首先被打击的是电子通讯设施。根据记录，二战期间，一场超强的太阳风暴袭击了地面的天线系统。雷达和电路产生的巨大电流会瞬间通过通讯设备，一个正巧在发电报的通讯员直接被烧死。

特别是在现代社会，通信、网络、卫星、电子设备已经成为不可替代的基础设施。而太阳的这种不稳定性很可能导致这些装置瞬间失效。

比如2013年3月15日凌晨，卫星捕捉到太阳大气层剧烈运动，抛出大量物质。两天后，这些被抛出的物质来到地球，直接引发了地球磁场的剧烈震荡。当时不仅是南北极，低纬度地区晚上也能看到极光。各地的通信卫星基本都失去了，高纬度航线的民航飞机也停运了。

然而，太阳风暴的影响只是短期的，最多持续几个小时。对人类生活影响更严重的是太阳的长期变化。

太阳是一颗恒星，恒星会不断地发展和进化自己，所以太阳的状态一定不会长期静止。

太阳目前所处的阶段称为主序星阶段，意思是恒星的主序。在这个阶段，太阳可以稳定燃烧几十亿年。也就是说，太阳此刻正处于生命的中期阶段。

太阳直到45亿年后才会结束这个阶段。那时，太阳将突然开始膨胀，其大小可以超过今天的火星轨道。这意味着那时的水星、金星、火星，以及我们的地球，都将被太阳彻底吞噬。

那时候太阳又红又大。在天文学上，这个阶段的太阳被称为“红巨星”。与今天的太阳相比，它的体积会增加几百万倍，亮度会增加几个数量级。

听到这里，你可能会觉得45亿年太长了，和我们的生活没有关系。其实此刻的太阳也在慢慢变化。太阳一直越来越热，内部温度也越来越高。几千万到几亿年后，太阳带来的温度将足以蒸发地球上所有的水。

你看，太阳给我们带来能量和光明的同时，也给我们埋下了危险的种子。太阳的这种不稳定，太阳的演化和衰老，对地球和地球上的生命都是一场大灾难。可以说，关心太阳的演化，其实就是关心人类的命运。