1859 年，全世界都看見了絢爛無比的極光。而天文學家卡林頓在極光出現前的幾個小時，在太陽上看到了持續不到 5 分鐘的奇異閃光。卡林頓嚴重懷疑這道閃光與隨後而來的極光有著因果關係。
不過，令卡林頓感到萬分遺憾的是，當他第一時間趕到邱園天文臺後，天文臺中沒有人報告看到了閃光，也沒有人拍下當時太陽的照片。不過，卡林頓並不是一無所獲，至少有一項過硬的證據表明，有一股力量造成了地球天然磁層在這一天發生了震動。
邱園天文臺有一個磁場記錄儀，這其實就是一根磁針，掛在絲線上，儀器則放在沒有燈光的房間裡。磁針受到地球磁場感應而指向北方。磁場一出現變化，磁針就會移動。有一絲光線照著磁針，然後反射到慢慢旋轉的圓筒上，就可以記錄磁針移動。圓筒外側則固定了一圈相紙。每天早上 10 點鐘，邱園天文臺的技術人員就會換上一張新的相紙，這張相紙移動的速度非常緩慢，每小時只移動1.9釐米，所以過了 24 小時，會畫出 45.6 釐米的追蹤記錄。在地球磁場受到干擾時，磁針就會抖動，紙上就會刻下起伏的線條。
天文臺的人給卡林頓看 9 月 1 日和 2 日的紙卷。雖然追蹤記錄到的比例很小，但就在卡林頓看到耀斑的同時，地球磁場曾經波動了一下，彷彿被一記磁性拳頭敲打了一下。令人意外的是，干擾大約持續了 3 分鐘，但卻花了 7 分鐘的時間才恢復正常。看來這是更不容忽視的干擾現象。假設這不是巧合，那麼卡林頓看到的閃光通過了 1.5 億千米的距離後，重重打了地球一拳。那個時刻一定讓人覺得很混亂，也有點可怕。但這種攻擊並不完全是猛擊型的。離第一次干擾 18 小時後，卡林頓又看到天文臺的磁針開始轉動，幅度超過 11 點 20 分那一次，也打破幾十年來邱園天文臺所收集的所有數據的紀錄。事實上，卡林頓在邱園天文臺的那一天，磁針一直在顫抖。磁場“風暴”雖然減弱了，卻尚未完全平息。
磁場記錄儀只能算是間接證據。非同尋常的主張需要非同尋常的證據。卡林頓說他看到了前人從未看到過的現象，這就是一個十足的非凡主張，沒有過硬的證據，是無法讓其他天文學家相信的。但卡林頓有一項很有利的條件，這就是他的名望。大家都知道他對細節一絲不苟，近乎痴迷。儘管缺乏證據，但他的說法開始在天文界四處流傳。
很快，就出現了第一位自願作證的人。當時，有一位叫霍奇森的紳士，也是十分受人尊敬的太陽觀測專家，他發明了特殊的接目鏡，可以用來觀測太陽的強光，但是不會傷害到眼睛。當然他也是皇家天文學會的會員。霍奇森站出來說自己也看到了與卡林頓同樣的現象，這讓卡林頓大大地鬆了一口氣，確信自己不是看花了眼。不過，卡林頓有著一個科學家非常優秀的品質，他堅決主張兩人不要進一步交換觀測信息，而是等到下次皇家天文學會開會時，直接把經過深思熟慮的想法向會員報告。這體現了科學研究的獨立性。
在等待天文學會開會的期間，各地紛紛傳出極光造成災難的報道。看似美妙的極光不知如何癱瘓了電報系統，導致世界各地無法進行通信，就像現代的國際互聯網被中斷了一樣。我們現代人離不開互聯網，但是在19世紀時，企業都是利用電報來進行貨物和股票交易，政府也依靠電報獲得情報和新聞，士兵則利用電報和親友保持聯繫。但在卡林頓看到耀斑後的幾天內，這些聯絡在大自然的阻撓下無法保持順暢。
較輕微的影響是干擾造成了不便，比如極光讓巴黎和其他地方的鈴聲同時響起，讓負責收電報的人以為有新的信息進來。
嚴重時，極光可能會導致生命危險。在美國費城，有一名電報員在測試發信設備時遭到嚴重的電擊。這些系統在線路上使用電流來標記紙張，接收傳入的信息。電流猛然升高，紙張就會著火，整個電報站會被籠罩在嗆人的煙霧裡。在挪威的卑爾根，當極光出現時，電流突然變得很強烈，操作員冒著可能受電擊的危險，手忙腳亂地拔掉儀器的電源，將設備搶救回來。那到底是什麼原因導致了 1859 年的這次大極光呢？
二個多月後的 11 月 11 日，英國皇家天文學會的成員在倫敦的薩默賽特大樓集合，大家充滿期待。會員們穿著時髦的雙排扣長外套，配上做工十分精緻的領結，全神貫注地聆聽卡林頓和霍奇森先後上臺報告。卡林頓展示了當天他所畫下的精密圖紙的放大版。之後他把這張圖寄放在學會的房間裡，讓無法參與這次會議的成員可以隨時觀賞。然後他坐到聽眾席上聽霍奇森講述他看到的現象，心裡則焦慮著想知道兩人的說法是否吻合。
霍奇森的說法和卡林頓的大致類似，他說，當眼前出現一顆比太陽表面還要明亮的星星時，他非常驚訝。耀眼的光線照亮了旁邊太陽黑子的邊緣，就好像大家常看到的烏雲的銀邊。觀測的時間點也和卡林頓說的一樣。然而，霍奇森對大家坦陳，他真的吃了一驚，而爆發的過程一瞬間就結束了，所以他沒來得及畫下精確的圖像，只畫了一張素描圖。會後他也把該圖留在學會的房間裡供人觀看。今天，我們查閱文獻，可以看到，學會的編輯期刊提到霍奇森的素描畫得很好，並在會議中引起一陣騷動。但不知道為什麼，期刊內容裡只有卡林頓畫的圖，直到現在也找不到霍奇森畫的圖了。
會議結束後，大家都被卡林頓說服了。所有的成員都相信太陽上（或許應該說在高於太陽表面的地方）真的發生了前所未有的現象。他們把這種現象稱為——太陽耀斑。請大家記住這個詞，這將是我們這個節目中最為重要的詞彙之一，它也是當今太陽學研究中最為至關重要的一個現象。
耀斑和極光是否有關聯呢？當時，天文學家們爭論不休。卡林頓甚至還把邱園天文臺的報表展示給大家看，指出耀斑出現時磁場發生劇烈變化，並且告訴聽眾，令人難以置信的是強烈磁暴正好跟極光同時出現。他覺得這兩者之間的關係很重要，
不過卡林頓並沒有斷言，他的態度是科學懷疑論的典範，他只是提出，同時出現的巧合值得我們進一步深思。卡林頓如此謹慎，是因為他跟其他人都無法找出一種可以把太陽爆發威力傳送到地球的機制。如果真有關係，那需要有新的物理理論才能解釋。在沒有理論的當下，兩個現象就像巨大深谷兩側的柱子，中間沒有任何橋樑。很明顯卡林頓沒有犯下業餘天文學家常犯的大錯——只看到一次特例，就得出驚人的結論。
我們很幸運，有 150 多年的時間來進行事後判斷。現在來看，卡林頓看到的太陽耀斑事件，是天文學發展史上的一個關鍵點。哪一年，太陽突如其來地展現力量，造成了地球上的混亂，天文學家不得不匆忙投入研究，以瞭解太陽的本質。以前關於太陽的研究處於落後狀態，天文學的重點在於標出星星的位置，為航運提供保障。在卡林頓看到耀斑的那一年，德國的科學家在光的分析上有了重大的突破，使天文學家由此得到研究太陽組成的方法。這些技術能用在太陽上，也就能用來探索其他恆星。
1859 年的天文大事件，讓人類意識到太陽的磁場能量可以襲擊地球。只是當時的天文學家難以知道這種襲擊到底能強到什麼程度，還有沒有可能比 1859 年這次更強呢？這個謎底一直要到 144 年後的 2003 年才被揭曉，答案再一次震驚了全世界。當然，這是後話，我們暫且按下不表。
邱園天文臺當時的負責人是新上任的天文學家斯圖爾特，他詳細查閱了耀斑前後的磁場記錄儀的數據。他發現，卡林頓看到耀斑出現的前後都發生了強烈的磁暴。根據格林尼治平時的記錄，第一次開始於 8 月 28 日午夜，第二次則在 9 月 2 日黎明前的幾個小時內。雖然從這兩次磁暴的曲線來看僅是曇花一現，強度很弱，但是在這兩個時間段磁場十分混亂。
斯圖爾特深信這 3 次事件之間有著某種聯繫，他開始從世界各地的磁場觀測站收集資料。所有其他觀測站都有這兩次磁暴的記錄，但是沒有一個觀測站注意到和耀斑一致的微小變化。這是因為大多數觀測站都是依靠觀測人員每隔一小時人工測量讀數。事實上，如果沒有攝影記錄設備連續工作來記錄數據，邱園天文臺團隊的工作人員也一樣會錯過這微小的磁場變化。斯圖爾特認為這其中一定包含著非常驚人的科學道理，值得深入研究。
斯圖爾特並不是唯一被太陽磁暴迷住的人。
在美國，紐約大學的盧米斯教授幾乎是立即被這次天文事件吸引住了，說起這個盧米斯教授，他最出名的科研活動就是估計龍捲風的風速。他的方法極為奇特，他看到草原上經常出現這樣的情況，雞不幸被龍捲風捲起，全身的毛經常會被剝光。於是，受到這個現象的啟發，1842 年，盧米斯選了幾隻更不幸的雞來做實驗。他先把雞殺了，然後把屍體從大炮中發射出去。他的計劃是：使用不同份量的火藥，那麼發射雞的速度就不同，然後檢查每隻雞留下多少羽毛。結果跟預期不一樣。他寫道：“我的結論是，以一定的速度發射的雞強行穿過空氣，雞會完全被撕碎。那龍捲風的速度應該小於雞飛出去的速度 549千米/小時。”你可以不喜歡他的方法，但你沒法說他的推理方法有什麼問題。
實際上從 8 月 28 日開始，就出現了史無前例規模的極光，吸引了他的注意力。他在《美國科學與藝術》雜誌上發表文章，呼籲大家提供極光或磁暴的觀測記錄，以及對電報線路的影響情況。回應如洪水般湧來。這些報告，展現了卡林頓看到的那次耀斑爆發給各地造成災難的驚人情景。
從 8 月 28 日晚上大約 6 點半開始，美國波士頓某個辦公室內的所有電報線路都無法工作。在其他辦公室裡，磁暴的攻擊更加猛烈。在美國馬薩諸塞州的斯普林菲爾德，從電報設備爆出巨大火花，都打到旁邊的金屬架上。當天晚上所有的通信都癱瘓了。電弧持續了很久，辦公室裡充滿了燒焦的木頭及油漆味道。
在賓夕法尼亞州的匹茲堡，當極光的電流就要毀壞設備時，操作員急忙把線路上的電池斷開。斷電過程中不只出現了火花，儀器周圍更是冒出了火焰，精密的鉑金接頭面臨融化的危險。操作員快速切斷電源。接頭得以挽救，但設備已經熱到燙手了。華盛頓特區的電報操作員羅伊斯就沒這麼幸運了，他被一個巨大的電弧擊暈了：電弧向上跳起，擊中了他的前額。雖然他很快就恢復了，但這說明磁暴有潛在的致命危險 。
整個晚上，電報操作員都在努力發送他們的信息。一波又一波的令人恐懼的電流控制著電力設備。他們所能期望的只有在兩波電流交替的間隔時間，大約是 30 秒到 90 秒的時間內正常操作。除了在這短暫的時間內能正常操作外，其他時間線路上要麼是電流完全消失，要麼是敲打發送信息的電樞被磁場緊緊吸住動彈不得。
所有工作人員都知道較長的線路最容易出現干擾電流，但這一天晚上， 連比較短的線路也受到影響。從波士頓市中心到哈佛大學天文臺僅僅 5 千米長的線路都受到外來電流明顯的影響。
在英國，8 月 28 日的夜幕完全降臨時，晚上 10 點 30 分極光開始侵襲。當邱園的磁鐵跳起，鮮亮的紫色“拱門”出現在天空，並且伴隨有強烈的紅色和橙色的光帶和光幕。在歐洲各地都是一樣的描述——伴隨著強烈的極光，電報通信一度癱瘓。
當北極光完全覆蓋北半球時，南半球也出現類似狀況。在澳大利亞，悉尼天文臺記錄到南方的天空出現了明亮的紅色極光流。
自從 8 月 28 日和 29 日出現極光後，邱園天文臺和世界各地磁場觀測站的科學家就一直監視地球磁場不安的節奏。他們知道無論發生了什麼狀況，現在還沒結束。在 9 月 1 日和 2 日晚上，在卡林頓看到耀斑之後，極光再度爆發，這一次比 8 月 28 日和 29 日出現的更加強烈、更加持久。
在俄羅斯的聖彼得堡，磁場變化極度異常，以至於平常每小時測量一次讀數改成每 5 分鐘測量一次。在 9 月 1 日到 9 月 3 日之間，俄羅斯的磁場觀測設備被磁暴的力量摧垮，完全不能進行測量。世界各地磁場觀測站都是一樣的情況。
有一位波士頓的電報局的主管普雷斯科特還想出了一個絕妙的主意。當極光在上空時，電線上有持續不斷的電流。他在想，為何不斷開電池組，利用這詭異的電流呢？他趕快把這個想法發表在 8 月 31 日的《波士頓日報》上。沒想到他馬上就有機會測試了。
9 月 2 日開始營業時，由於磁暴的原因線路幾乎都無法正常工作。按照普雷斯科特的建議，波士頓的操作員要求波特蘭的操作員斷開電池組，把通過電樞的電報線路直接接到地上。波士頓的操作員按照同樣的方法操作，然後發送信息：“我們現在只用北極光產生的電流發送信息。您收到我的信息了嗎？”
波特蘭的操作員回應：“真的不錯，比使用電池組的效果好得多。電流平穩，磁鐵工作也更穩定了。在極光平息前，我們是否繼續這樣工作？”
波士頓的操作員回答：“繼續工作。”接著就開始傳送當天的急件。世界各地的操作員也得出了同樣的結論，並且他們堅持了一天。
在仔細閱讀過大量的報告後，盧米斯發現磁暴和極光都是全球性事件，它們差不多同時出現。
盧米斯用三角測量法測量了相隔很遠的地方看到的彩色光弧和光帶數據，並計算了極光的高度。通過光弧的特徵，他估計極光底部大約距離地面 80 千米。光帶自光弧上升起，就像是恐龍脊背上用來防禦的棘刺，一直向上升起 800 千米高。寬度在 8 千米到 32 千米之間 。在所有的報告中都顯示光帶大致呈南北走向。
盧米斯對極光的迷戀並沒有侷限於最近出現的極光，他開始尋找之前留下的記錄。他很快發現北極光與南極光總是同時出現，而且兩者發生的地方分別覆蓋了北極與南極地區。盧米斯還得出了極光發生的頻率隨緯度的增高而增加的結論。越往北邊，極光出現的次數越多。在北美洲的五大湖岸邊，你可能每年都能看到幾十次極光。
盧米斯所有研究成果更加證實了 1859 年極光的規模是前所未見的，電報受威脅的故事也凸顯了這一事件的可怕。
人們突然感到有很多不確定性。地球上已經發生了無法解釋的事情。之前人們一直認為引力是穿越空間的唯一力量，這是人們第一次看到這種與引力無關但卻直接影響地球的現象。核心在於卡林頓看到的耀斑。突然地，對於耀斑如何能夠引起極光和磁暴的探索和揭秘變成了極為重要的事情。對於盧米斯而言，他堅決認為極光和電報系統癱瘓有密切聯繫。幾位目擊者都描述了極光靜止和移動時的情景，極光的樣子就像在風中飄揚的紅旗。從這些描述中，盧米斯發現極光是從東北掃向西南。這與極光電流流過電報線路的方向是一致的。他得出的結論是，極光是由穿過大氣的電流產生的。英國邱園天文臺的斯圖爾特也得到大體類似的結論，他相信通過太陽耀斑從太陽上噴出電流，電流橫掃地球產生磁暴。
其他科學家則想知道極光對天氣有什麼影響。因為兩者都出現在大氣層，所以大多數人認為它們一定有關聯。他們猜測可能會造成暴風雨，因為暴風雨來臨時大氣層中也充滿電力。
當天文學家努力尋找大氣、太陽和磁性現象之間的關聯時，他們很快發現自己陷入因果關係的循環論證中。有很多問題都是他們回答不了的，例如，與 18 個小時後的磁暴相比，為什麼卡林頓的耀斑只產生微弱的干擾呢？後來的磁暴和耀斑有關聯嗎？還是 18 個小時後出現了更強的耀斑，但沒人看到？如果每次磁暴都由一個耀斑引起，為什麼我們沒有觀察到更多的耀斑呢？這些問題都是謎，但是，
觀測太陽的人越來越多，一定有人會在正確的時間、正確的地點找到答案。這時候的天文學家們最想弄清楚的事情是：太陽是由什麼組成的、在它內部發生什麼反應、為什麼它這麼亮，當然還有是什麼觸發了太陽耀斑？
