1859 年 9 月 2 日，对于信息行业从业者来说是可怕的一天。世界各地的电报机像着了魔一样。它们释放出电击，甚至将电报纸烧着。有些电报机在断开电源后，仍能收发信息。
一个人看到了这一切的开端。前一天，英国一位酿酒师之子、当时最杰出的太阳天文学家理查德·卡林顿观察到了一个非同寻常的事件。他在例行监测太阳表面时，用一台 11 英寸宽的投影仪观察太阳，结果注意到“两块极其明亮且耀眼的白光……其亮度……与直射阳光不相上下。”卡林顿知道自己目睹了一场巨大的爆炸，其亮度几乎与太阳其他部分的总和相当。这是有史以来第一次有人观察到太阳耀斑，也是第一次有人看到太阳事件对地球产生如此切实的后果。
幸运的是，这些后果并不严重，因为在 19 世纪中叶，电报几乎定义了高科技的起点和终点。如果同样事件发生在今天，情况将截然不同。耀斑及其相关的太阳爆发会释放出带电粒子风暴，发射高能 X 射线闪光，并暂时扰乱我们地球的磁场。即使是常规强度的耀斑，这些影响也可能烧毁太空中的电子设备，并导致地面电力变压器过载。
但卡林顿目睹的那次爆发——现在被称为卡林顿事件——绝非寻常。它现在被公认为有史以来记录的最强大的太阳风暴。这种超级耀斑似乎每隔几百年发生一次。半卡林顿事件（仍然非常强大）大约每五十年发生一次。最近一次发生在 1960 年。
国家研究委员会的一个小组最近审查了当今太阳超级风暴可能造成的潜在影响。GPS 信号和无线电传输会因辐射轰击地球上层大气而中断。通信卫星将发生故障。最令人不安的是，美国的电力网（可能还有世界大部分地区的电力网）可能会因变压器过载而崩溃，导致大规模停电，全面修复可能需要 10 年时间。医疗保健、卫生和交通将瘫痪。委员会估计的费用：仅第一年就高达 2 万亿美元。用普渡大学物理学家以法莲·菲施巴赫的话说，“太阳风暴造成的损害将远远超过飓风桑迪造成的损害。字面上讲，数百万人可能会因此死亡。”
目前科学家们能做的最好的事情就是密切关注太阳的异常迹象，并监测太阳与地球之间的“空间天气”——粒子的流动和场。菲施巴赫有更好的主意。他可能已经找到了一种方法，可以提前足够长的时间预测下一次卡林顿事件，以便采取有意义的行动：让卫星进入待机模式，重新配置依赖 GPS 的关键服务，关闭或断开电网的关键部分——这些措施可能决定短期不便和长期灾难的区别。
不幸的是，菲施巴赫的计划使他与许多科学界人士产生尖锐的对立。
季节性联系？
菲施巴赫是好奇灵魂的典范，他不断在已知物理学的边缘探索，寻找别人忽略的东西：例如，第五种自然力，或者爱因斯坦相对论理论中的一个缺陷。大约十年前，他在两篇被忽视的论文中发现了一个引人注目的异常现象，一篇来自布鲁克海文国家实验室，另一篇来自一家德国测量研究所。这两个研究小组正在监测某些放射性元素的衰变。这是一种常规的记账式研究：根据已知物理学，这种放射性衰变是一种基本过程，其速率是恒定的，而研究人员的目的只是测量这个速率并记录下来以供参考。然而，两组人都吃了一惊。他们样本的衰变速率并非恒定，而是随着季节而变化。这种波动很小，约 0.3%，但却是一致的——菲施巴赫高兴地注意到，这非常非常奇怪。
大多数科学家将这两篇论文视为偶然事件，然后继续前进。菲施巴赫决定接受这些结果。“我们在两个不同大陆进行了两次实验，看到了基本相同的事情，”他说。他想知道，什么效应能让一块放射性硅衰变得更快或更慢？
菲施巴赫和他的普渡大学同事杰里·詹金斯合作，意识到这种季节性变化可能提供了关键线索。地球围绕太阳的轨道略呈椭圆形，一月份最接近，七月份最远。放射性衰变率的变化追踪了这个模式，在一年中随着时间推移而上升和下降。这似乎影响着地球上 9300 万英里外原子的衰变方式。
意识到他们可能发现了重大问题，菲施巴赫和詹金斯查阅了文献，发现了更多关于放射性衰变神秘地减慢和加速的报告，这些结果与预期相悖，以至于它们也很大程度上被归入了奇怪结果和设备错误之列。更有趣的是，这些实验似乎也显示出季节性变化。菲施巴赫决定，确定这种效应是否真实存在的唯一方法是进行自己的实验。因此，他的团队获得了一份放射性锰-54 样本，这种物质的衰变时间不到一年，速度不快不慢，适合研究。然后，他们密切监测了这块样本，并等待着。
2006 年 12 月 12 日，他们的守候得到了回报。那天，绕地球轨道运行的卫星记录到太阳耀斑，产生了 X 射线排放峰值。菲施巴赫回忆说，“那天，当我们查看数据时，计数率（放射性衰变率）急剧下降，这与耀斑完全吻合。”现在他有了重要的额外信息：靠近太阳似乎会影响放射性，而太阳的剧烈活动也可能增加或减少衰变率。
事件发生的时间给菲施巴赫带来了更多惊喜。耀斑发生在晚上 9:37，此时普渡大学的实验室一片漆黑。如果太阳影响了样本，那不可能是通过光、X 射线或任何普通粒子；这些都无法在夜间影响实验室。因此，这种影响必须来自某种可以穿透地球的东西，即使在夜晚。当菲施巴赫和詹金斯回顾他们的数据时，他们注意到了一些其他非同寻常的现象。他们的样本衰变率在耀斑发生前 40 小时就开始下降。
突然之间，放射性实验不再仅仅是一个科学之谜。它成了一个具有巨大实际意义的发现：如果菲施巴赫是正确的，他推测，他可能已经找到了一种无论昼夜监测太阳风暴的方法，并在暴力太阳爆发爆发前一天半就能预测出来。他可能拥有一个强大的、新的预警系统。放射性衰变率的急剧下降可以提醒世界注意另一次卡林顿事件。技术人员可以让卫星进入待机模式。公用事业公司可以关闭电力线或断开电网的部分区域以保护它们。严重的科技故障可以被化解为可控的危机。
这一切都将成为可能——如果菲施巴赫是正确的。因为尽管菲施巴赫充满信心，但他的许多同事坚信他只是在大量的实验误差中读出了过多的含义。
终极安全威胁
这种怀疑的原因在于，菲施巴赫将太阳活动与放射性衰变联系起来，这与教科书上的物理学原理完全相悖。
唯一已知的可能从太阳流出并穿过行星的物质是被称为中微子的亚原子粒子。但正如中微子可以自由穿过我们的星球一样，它们也应该自由穿过任何放射性样本，不留痕迹。没有任何已知的过程可以解释它们如何会干扰放射性衰变率。菲施巴赫有一个想法，关于中微子如何在不被吸收的情况下改变原子的能量水平并干扰其衰变方式——这是一个非常非传统的观点。但目前，他认为理论不是主要问题。“我不知道答案是什么，”他愉快地说，“所以让我们关注现象本身，然后再担心后果。”
菲施巴赫承认，他真正需要做的是用数据压倒那些怀疑论者。因此，他希望以更大的规模进行他的实验，并证明他能够可靠、反复地预测太阳风暴的发生。他设想一个由大约 100 个锰-54 实验组成的全球阵列，以及使用其他可能效果更好的放射性同位素进行的测试。然后，他可以监测它们与太阳活动的关联，看看他是否真的能在下一次卡林顿事件发生前一两天预测到它。他甚至试图申请专利，以备将来能够建立一个实用的预警系统。
菲施巴赫从国家安全的角度提出了他的计划，因为太阳超级风暴无疑将是袭击这个国家的最严重的自然灾害之一。“国土安全部门每年花费近 600 亿美元用于常规事务，”他说。“如果我们能拿出大约 1000 万美元的一次性资金，我们就可以在一年内建立起我们的实验，并全天候运行。这就是我们目前正在争取的东西。”
