日全食是一种非凡的视觉与情感体验：从月球初次咬入太阳毫无瑕疵的圆盘，到白昼天空变暗、太阳炽烈的光芒减弱的那一刻。气温下降，月影飞速掠过地球表面清晰可见；动物们以为夜幕降临，纷纷安静下来准备入睡，四周顿时一片寂静。
然而，我们竟能看到日食，本身就近乎奇迹。太阳系中，只有地球上的观测者看到的月球在天空中的视角大小与太阳相同：月球小400倍，但也近400倍。这一宇宙巧合使月球得以完全遮住太阳，显露出其稀薄外层大气那空灵的美—— 日冕——让有幸身处月影之下的人得以观赏。
发现海王星的约翰·柯奇·亚当斯于1851年写道：
日冕闪耀着冰冷而超凡的光芒，这一景象给我留下了永不磨灭的印象；一种不由自主的孤独与不安之感涌上心头。
迄今为止，我有幸目睹了四次日全食。我即将见证的第五次，将是自 1999年以来欧洲首次可见的日食，也是直到2026年才会再度出现的日食。地球上平均每18个月某处会发生一次日全食，但月球的影子掠过有人居住的陆地则要罕见得多。
日心食。
弗雷德·埃斯佩纳克／NASA， CC BY
欧洲罕见的日食
日食将在日出时分从大西洋中部开始，向东北方向移动， 经过冰岛与英国、爱尔兰之间，最后在北极结束。能够看到 全食 ——月球完全遮住太阳，只留下一圈炽热光环的时刻——的岛屿，只有北极地区偏远的斯瓦尔巴群岛和丹麦属法罗群岛；我打算前往法罗群岛。
在英国和爱尔兰，根据所在位置不同，太阳圆面的最大遮挡比例将为85%至97%的偏食，越往北比例越高。然而，即使太阳几乎完全被遮挡，它仍然足够明亮，可能造成严重眼部损伤，因此必须采取防护措施。观测偏食，最好使用专用日食眼镜（而非太阳镜），或者用针孔投影器将太阳影像投射到白色卡片上——切勿直视太阳。
丰厚的科学成果
日食不仅是自然界中最令人敬畏的景象，也具有巨大的科学价值。氦元素正是因日食观测而被发现的，比它在地球上被检测到早了数十年。日食也帮助证实了爱因斯坦的广义相对论：由于太阳的引力作用，一颗恒星在天空中的视位置发生了“偏移”。而 光谱学 技术促成了另一项发现：太阳日冕温度超过1,000,000°C，是太阳表面温度的千倍。这一现象后来被称为 日冕加热问题，至今科学家仍在努力解释。即使到了21世纪，地面和轨道上都已拥有先进的科学仪器，我们仍无法复现自然界在全食期间所提供的条件。
2012年一次规模巨大的日冕抛射，展示了其中涉及的力量。
NASA， CC BY
我们日益依赖的技术，时刻面临源自太阳大气层的灾难性爆发所带来的威胁。 太阳耀斑 和 日冕物质抛射 是太阳扭曲的日冕磁场所造成的结果；当磁场被拉伸至断裂点，便会向地球方向喷射辐射和带电粒子羽流，危及我们的电子基础设施。在日食期间研究日冕内层，有助于量化太阳磁场的状态，进而帮助我们了解太阳风暴如何加速，以及 太阳风的起源等问题。
现在才开始筹划北大西洋之旅，可能已经有些晚了；不过请记住，2017年8月，月影将 横穿美国本土，从俄勒冈州一直到卡罗来纳州，这将使它成为一代人中最容易观测的日全食之一。如果你心怀好奇与冒险精神，就应该设法亲身体验这一迷人的现象。之后，你也可以加入月影掠过后响起的合唱：“下一次是什么时候？”
本文由 The Conversation合作发布。本文的发布并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
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作者：Ryan Milligan 是贝尔法斯特女王大学访问研究员。
图片：Luc Viatour。
