《科学大众》
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球状闪电 不可思议（2）
2012-03-01 11:59:48文/徐冰川
俄罗斯一位教师的经历更可怕，一个80厘米直径的球状闪电在他头上来回跳动不下20次，然后悄然消失了。前苏联有报道说，一个球状闪电飞进了一个盛水的大锅里，水立刻沸腾起来，球状闪电在锅里翻滚了10分钟才熄灭； 另有一次，一个足球大小的球状闪电沿街滚动、跳跃，接触到地面时，竟炸出了一些深半米、直径1米的坑，最后，随着一声轰响，火球钻进地下。
我国也有球形闪电的记录。刚刚下过大雨，山东省济南市解放军106医院的手术室，护士刚打开窗户准备透透气，窗外忽然出现一个火球，飞入屋内，打灭了屋顶的吊灯，又飞入走廊，在电闸前爆炸，造成停电，所幸无人员伤亡。但发生在我国湖北省北部枣阳市的球形闪电却没有那么幸运，暴雨中忽然一片红光闪电频发，雷声惊天，当场造成9人死亡。位于石家庄市西兆通镇南石家庄村的村民自建一临街房屋遭雷击突然倒塌。据现场三名目击者称，9时15分左右，突然听到一声雷响，只见一直径约一米多的耀眼火球击中房屋西北角，瞬间房屋自北向南依次倒塌，将避雨的人员埋在废墟中。而那个火球正是球状闪电的特征。更有人怀疑，上个世纪发生在俄罗斯的通古斯大爆炸的罪魁祸首就是球状闪电？
球形闪电到底是什么？
奇怪的是，球形闪电到底是何种物质?一直没人能回答这个问题。球形闪电出现时常伴随爆炸声，消失后会在空气里留下一股刺鼻的烟味。它虽是一个灼热的火球，但当它靠近一些易燃物体如树木、纸、干草时，并不引起火灾，而在爆炸的瞬间却可以烧掉潮湿的树木和房屋。如若落进水池，球形闪电会使水沸腾。它能轻而易举地穿过玻璃 ，又可从门缝、烟囱里钻到房屋内。
早在1955年，苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的。1991年，日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象，他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性，如它可沿与主气流相反的方向运动，并可穿越固体物质。1998年，一位西班牙物理学家认为，所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘，这一现象很可能是闪电产生过程中，磁场约束发光等离子体所形成。他建立了闪电磁场模型，认为关键是闪电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网。在某些特殊情况下 ，这一磁力线网有可能会呈现出球形，而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪电。这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却。研究人员指出，根据他们的预算，火球持续时间最多可达10至15秒。当等离子体冷却后，电子开始被原子所束缚，等离子体内部电阻变大、电流趋弱，周围的磁场也将随之瓦解，最终火球不复存在。按照这一理论，球状闪电绝大部分较冷，但在沿磁力线方向局部温度则极高。研究人员指出，据此就可很好地解释，为什么火球并不发热，而触到物体后往往容易着火。
谜底尚未揭开
在一个10多厘米见方的金属空腔内，用一根尖锐的金属小棍接触某种基质（可以是玻璃、硅酮、矾土氧化铝，也可以是玄武岩），它可以把一束微波聚焦在棍尖周边直径3毫米的范围内，并能在1秒钟内聚集足够的能量使周围的基质熔化。这时，将金属小棍缓缓提起，会随之带起一滴接近雾化状态的基质熔化物。像变魔术一样，刹那间，火球出现。在那一刻，研究人员观察到一条火柱从炽热的焦点上升起，然后聚拢成一个直径约为3厘米的橘黄色火球，看上去就像一个近乎液态的稠密的蒸汽团。
事实上这已不是人们第一次在实验室里制造出这样的火球了。早在1991年，一个日本物理学家小组就已经制造出了火球，只不过他们当时的实验条件和结果与真正的球形闪电之间存在很大差异。而这些以色列科学家们的实验则无此弊病，因为它对目前最成功的球形闪电理论模型提供了有力的支持。要知道，关于这种现象的理论可以说数不胜数。有的说这是外星小生命，有的认为它们来自另一个时空……对于这些说法，大可不必去管它。但除此以外，还有许多五花八门的理论，而且不少还是发表在非常知名的杂志上的：有的认为这是微小的反物质陨石与地球空气相互作用的结果；有的认为雷击能产生寿命很短的同位素，是它们聚合在一起形成了这种大气现象；有的认为雷雨的电场能够集合宇宙线中的放射性物质，并在空间的某些点上释放能量……不过，根据这些理论，组成球形闪电的只是一些带电的微粒，它们被雷电从地上掀起，然后在剧烈的化学反应中聚集并燃烧。的确，当雷电击中地面时，掀起的微粒会悬浮在空气中，形成雾团。
总之，球状闪电不仅有趣，而且包含了很多秘密，一旦了解了它的本质，对我们人类的生活或许会有深远的影响。或许，我们不仅能找到人体自焚和通古斯大爆炸的元凶，更能由此找到高效、清洁的新能源。
——文《科学大众》（中学版）
