第三個眼睛、仰望星空～太空科學家李羅權院士獲邀中國醫藥大學發表「我的學思歷程－極光奇觀」專題演講

極光(Aurora)像似天上的油畫；這些高空短暫的閃焰現象，如此壯觀、這麼漂亮，令人驚喜；我們怎麼現在才發現呢，這有點像生物學家宣布我們發現人類還有一個新的人體部位……洛杉磯時報Los Angeles Times(June 25,2003)

地球上的極光，是來自磁層和太陽風的帶電高能粒子被地磁場導引帶進地球大氣層，並與高層大氣（熱層）中的原子碰撞造成的發光現象。

國際知名地球科學家李羅權院士，於5月14日下午獲邀到中國醫藥大學水湳校區卓越大樓B2國際會議廳發表「我的學思歷程—極光奇觀」演講分享精彩的學術成就，由林昭庚講座教授主持，李院士神情愉快的說，就在兩、三天前，天空出現太陽的磁暴閃陷，大概20年來最大的磁暴，聽說加州也有極光、新疆也看到極光，很多地方看到極光。在阿拉斯加或加拿大北部、瑞典、挪威冰島，大概冬天都會可以看到極光，南極那邊是南極的冬天也可以看到極光。

「鄉下的星星特別亮；」彰化田尾鄉出身的李羅權院士回憶，小時候住在鄉下，晚上燈光不多，沒有什麼燈光，在院子一坐，仰望星空，就可以看到天空銀河系星星，很多很亮；事實上，很容易看到北斗七星還有北極星，它的水平線仰角就跟當地的緯度一樣，在台灣就是25度，你就可以看到北極星，所以覺得非常親切。

那時候，我爸爸沒有手錶，不知道從哪裡學來的，他看北斗七星的角度，就曉得現在晚上是幾點，因為北極星不怎麼動嘛，那地球會24小時轉一圈，事實上星星是不動，可是你從地球看，星星會轉、會動。這即是所謂的「斗轉星移」。

我們晚上要去稻田澆水，要怎麼看幾點，就是看北斗七星在哪個角度，就曉得看幾點；「這也是影響我長大以後，從事太空天文物理研究的動機和興趣；」李羅權院士說。

1965年讀台大物理系，當時的課外活動就參加美術社，在大學二年級有一個學期，我大概花一半的時間在研究美術方面的知識，還去畫水彩畫、畫石膏像、戶外寫生等等，涉獵廣泛造詣很深的李羅權院士興致勃勃的說，我現在是臺北愛樂管弦樂團的團長，所以我對音樂也很有興趣。

1957年太空時代的來臨，當時的蘇聯發射第一顆人造衛星叫Sputnik 1，這個衛星1957年10月8號發射，不僅是第一顆衛星，在1961年蘇聯還送了第一位太空人，這位太空人叫Yuri Gagarin(加加林)，他繞行地球1個小時48分，繞了地球2圈。

那時候的太空競賽，蘇聯領先於美國，美國急起直追，甘迺迪總統在1963年推動「阿波羅登月計畫」，1969年阿姆斯壯登陸月球講說：「我踏到月球上，這是我的一小步，卻是人類的一大步。」大家都還記得的。那時候我在陸軍官校服役當教官，為此，我就對於太空、衛星特別有興趣，也影響我選讀太空物理。

有一次，我到聖彼德堡去參觀太空博物館，導覽員問我說要不要進去太空艙坐看看，我說我塊頭太大了，不好進去就作罷了。

1970年當完兵前往加州理工學院讀物理系，發現好幾位物理界的大師，很多人拿諾貝爾獎。Carl Anderson教授發現正子(positron)，第一個發現反物質，而拿到諾貝爾獎。另一個很出名的費曼教授Richard Feymann，和三位物理學家共同提出量子電動力學理論，拿了諾貝爾獎，我修了不少他的課，然後是索恩教授Kip Thorne觀測到引力波，拿到2017 Nobel Prize。還有一個也不得了，Edward Stone是航行家計畫科學家Voyager Project Scientist，航行家衛星是1977年發射上去，到今年數據仍然不斷被接收，它已經持續運作44年，很不簡單，不過它到今年好像宣佈就停止傳送數據了。

1970-1975期間研究black hole的史蒂芬•霍金教授Stephen Hawking，暑假期間常來加州理工物理系訪問，他寫了很多書，有一本通俗的暢銷書叫《時間簡史》。有人問他說你怎麼沒有拿到諾貝爾獎，他說因為他預測的東西還沒有人量到，所以不可能拿到諾貝爾獎。

「我們看星星不是很穩定，有時候星星一眨一眨，那中子星發射的射電波也會一眨一眨，從它的一眨一眨，我們可以量出他閃爍的強度。」李羅權院士在加州理工學院時提出「銀河系湍流頻譜」理論，這個理論到現在已經48年了，所有一些觀測資料，地面的無線電波望遠鏡，還有Voyager one跟two量到的，這兩顆衛星已經出了太陽系到銀河系裡面，衛星在銀河系空間現場去量的湍流頻譜理論數據，都支持我們的理論。

李羅權院士從1975-1995在美國的Goddard Space Flight Center-NASA戈達德太空飛行中心，然後到Maryland馬里蘭大學，再到Alaska阿拉斯加大學，一共待了20年；這期間提出「地球千米波輻射理論」，很強的輻射理論。然後是「多重X線磁場重聯理論」，還有「日珥形成理論」，每一個都非常重要。

李羅權院士進一步說明「地球千米波輻射理論」(The Astrophysical Journal, 230: 621-626, 1979)，在離地球表面約一萬公里高的無線電波波長是一公里(千米)，強度很強。1979年和吳京生教授提出電子迴旋輻射理論，可以產生強烈的無線電波。可以解釋地球的千米波輻射，以及木星10米波輻射，也可以解釋太陽部份無線電電波的產生。現在很多人在找太陽系外的行星，但是假如行星沒有磁場的話，宇宙線會打到行星表面，那人類或動物就不容易活下去，假如有這個無線電波的話，代表它有磁場，因為無線電波的頻率就是電子在磁場裡面的迴旋頻率，所以我們量到電波並知道它的頻率，頻率就可以算出地球表面或行星表面的磁場有多大，假如夠大的磁場，有生物存在的機率就大，尤其是有智慧的生物，看看會不會跟我們通訊。

2006年4月，中華民國國家太空中心NSPO與美國大氣科學研究大學聯盟UCAR啟動國際合作計畫「福爾摩沙衛星三號FORMOSAT-3/COSMIC Program」，FORMOSAT-3/COSMIC系統是一個由6顆LEO(低軌)微型衛星組成的星座，佈署到不同的軌道內，每顆衛星攜帶3個科學酬載：1.全球定位系統接收器(GPS occultation receiver)、2.小型電離層光度計（Tiny Ionosphere Photometer,TIP）、3.三頻段信標儀（Tri-Band Beacon,TBB）。它會接收GPS的資料，這個GPS的光線穿過地球大氣層，就可以推算大氣的密度、壓力、溫度、水蒸氣、折射率、電離層電子密度和閃爍的全球觀測，用於天氣和空間天氣研究以及氣候監測。這個資料用來做天氣預報就非常重要，因為地球上的天氣預報都是從地面上放氣球去測量，每天大約只有900個探空氣球的大氣資料，之後由FORMOSA-7/COSMIC-2接棒福衛三號，我們的衛星每天可以提供4000個分佈全球的垂直大氣資料。現在有92個國家，超過8000個政府單位或個人使用我們的衛星資料，這是我們的太空研究對全世界的貢獻。

福爾摩沙二號衛星可以觀察到玉山上高空短暫發光現象，而且有顏色，像似飛舞的紅色精靈。我們的成功大學團隊首次發現巨大噴流及其發出的ELF電磁波，巨大噴流出現在地表以上15公里高到90公里高之間，地面上也量到隨它噴上去產生的電磁波，我們就發表到國際期刊《Nature》，Los Angeles Times(June 25,2003)報導說「這些東西是如此壯觀，如此令人驚喜，我們怎麼現在才發現呢。這有點像生物學家宣布我們發現人類還有一個新的人體部位」，就是說人類除了兩個眼睛之外還有第三個眼睛。

今年4月，李羅權院士與澳門科技大學徐曉軍教授團隊又有新發現，火星有一些區域性的磁場，火星以前是有水，有很多水，但是因為水汽蒸發到大氣層、電離層，然後透過各種拋射事件跑掉，這項「火星電離層物質拋射」研究發表在2024年4月的《自然•天文學Nature Astronomy》國際期刊。

太空科學Space Science，狹義的說就是研究「日地的關係」，像說太陽的活動怎麼樣影響地球，產生極光，通訊被打斷等等這種現象；廣義的話，是說「利用人造衛星做的科學研究」，包括哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)、X-ray,Gamma-ray、太陽風研究、磁層研究、大氣研究、海洋研究、地球研究。

投入太空科學研究，成果卓越輝煌的李羅權院士先後提出；「銀河系湍流頻譜理論」、「地球極光千米波輻射理論」、「多重X線磁場重聯理論」、「日珥形成機制」、「日冕加熱理論」、全球首次觀測到「巨大噴流」、「建立世界級的台灣科學衛星體系」、「地震前兆：地球岩石圈、大氣層與電離層的耦合理論」等八項拔尖傲人的成就，他有感而發的說「做科學只有第一」，你應該要做新的，還沒有人發現或者沒有人解決的問題。

太空科學家李羅權院士畢生追尋茫茫宇宙、蒼蒼天地，如今感到孤單寂寞；他援引唐朝詩人陳子昂《登幽州台歌》云：「前不見古人，後不見來者。念天地之悠悠，獨愴然而涕下。」

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李羅權（Lou-Chuang Lee），臺灣地球科學家，專長太空物理及地球物理學。