球状闪电
我必须要面对它了,因为开学后,大气电学专业的课程就要开始
讲大气电学的是一名叫张彬的副教授, 这人五十岁左右,个子
高不矮,眼镜不薄不厚,讲话声音不高不低,课讲得不好不坏,总之,
是那种最一般的人,他唯一与众不同的地方是腿有些瘸, 但不注意就
看不出来。
这天下午”下课后,阶梯教室中只剩我和张彬两人,他在讲台上收
拾东西,没有注意到我。时值深秋,夕阳把几缕金色的光投进来,窗
台上落了一层金黄色的落叶,内心-向冷漠的我突然意识到,这是作
诗的季节了。
我站起来走到讲台前,“张老师,我想请教个问题,与今天的课
张彬抬头看了我一眼,点了点头,又低头收拾东西。
在心中但从未说出口的的词。
张彬的手停止了动作, 抬起头,但没看我,而是看着窗外的夕阳,
“关于它的一切。”我说。
张彬一动不动地直视着夕阳,任阳光直射到脸上,这时阳光仍然
亮,他就不觉得刺眼吗?
“比如,它的历史记录。”我不得不问得更详细些。
“在欧洲,它在中世纪就有记载;在中国,比较详细的记载是明
作为一种自然现象,它在最近四十年才为科学界所接受。
“那么,关于它的理论呢?”
“有很多种。”张彬简单地说了一句后又不吱声了。他把目光从
夕阳上收回来,但没有接着收拾东西,像在深思着什么
“认为它是一种涡旋状高温等高子体,由于内部高速旋转造成的
离心力与外部大气压力达到平衡,因而维持了较长时间的稳定性。”
“还有吗?”
认为它是高温混合气体之间的化学反应,从而维持了能
“您能告诉我更多一 些吗?” 我说。向他提问,如同费力地推着
“还有微波激射-孤立子理论,认为球状闪电是由体积约为若干
立方米的大气微波激射所引起的。微波激射相当于能量低得多的激光,
在空气体积很大时,微波激射会产生局部电场即孤立子,从而导致看
得见的球状闪
“那么最新的理论呢?”
“也有很多,比较受到注意的是新西兰坎特伯雷大学的亚伯拉罕
森和迪尼斯的理论,认为球状闪电主要是由微型含硅颗粒组成的网络
球体燃烧形成。其他的五花八门,甚至有人认为它是空气中的常温核
聚变。”
张彬停了一下,终于说出了更多的内容:“在国内,中科院大
所有人提出了大气中等离子体的理论,从电磁流体力学方程出发,引
入旋涡孤立子谐振腔模型,在适当温度场边界条件下,通过数值求
解方程,从理论.上得到了大气中等离子体涡团-火球的解以及它存在
的必要和充分条件。”
“您认为这些理论怎么样?”
中产生出球状闪电,但至今没人能成功。”
论的正明,只有仕头验至
“在国内,目击球状闪电的案例有多少?”
“不少,有上千份吧。其中最著名的是198年中央电视台拍摄的
长江抗洪纪录片中,无意间清晰地摄下了一个球状闪电。”
“张老师,最后一个问题:在国内大气物理学界,有亲眼看见过
它的人吗?’
张彬又抬头看窗外的夕阳: “有。”
“什么时间?”
“1962年7月。”
“泰山玉皇顶。
“您知道这人现在在哪儿吗?”
我追上了他,把这么多年来自己心中的问题全部倾泻出来,“张
成灰2有记裁它曾把睡在被察里的一-对夫事烧成来,被子上却连一道
焦痕都没留下!您能想象它进入冰箱,瞬间使里面的所有冷冻食品都
变成冒热气的熟食,而冰箱本身还在不受任何影响地运转?您能想象
它把您的贴身衬衣烧焦,而您竟没有感觉?您说的那些理论能解释这
“我说过那些理论都不成立。”张彬说,他没有停步。
么,我们越出大气物理学的范围,您认为现今的整个物理学,
甚至整个科学能解释这现象吗?您就丝毫不感到好奇?看到您这样,
我真比见到球状闪电还吃惊!
张彬停下了脚步,转过身来第一次正视我,“你见过球状闪电?”
..我只是比喻。”
我无法把内心最深处的秘密告诉眼前这个麻木的人,这种对大自
然那深邃神秘的麻木充斥着整个社会,对科学来说早就是一种公害。
如果这种人在学术界少-些,人类现在说不定已飞抵人马座了!
张彬说:“大气物理学是一门很实用的科学,球状内电是一种极
年颁布的《建筑物防雷设计规范》中,都没有考虑到它,所以, 在这
东西上花太多的精力,意义不大。”
和这种人真没什么太多的话好讲,我谢过他转身走人。要知道
界才正式认同这种闪电的存在,这之前,所有的目击报告都被断定为
的一个机场亲眼看到了一个球状闪电,那个直径约二十厘米的火球穿
墙进入一个机库,穿过了机库中-架飞机的机身,又穿墙飞出机库消
失了
当天晚上,我首次在google主页上键入"ball lghtning"主题词
搜索,不抱太大希望,但搜索结果中的网页竟达四万多,我第一次
觉到,自己准备为之付出全部生命的东西,全人类也在关注着。
又-个新学期开始了,炎热的夏天到来了。夏天对我的意义多了
E:雷雨将出现,这使我感觉自己离它更近些。
平把他忘了。
这天张彬突
然来找我
他给我们上的课在上学期就已结束,我几
他对我说:“小陈, 我听说你父母都不在了,经济情况比较困
难。 今年暑假,我有一个项目缺一个助手,你能来吗?
“是对云南省-条设计中的铁路进行防雷设施的参数论证,另外
还有一个目的:在国家正在制定中的新防雷设计规范中,计划把以前
全国通用的0015的落雷密度系数改为依各地区的情况分别制定,我
我答应了他。我的经济虽不宽裕,但还过得去,答应去是因为这
是我第一次有机会实际接触雷电研究。
课题组有十几个人,分成五个小组,分布在很广的范围内,相互
之间相隔几百公里。我所在的这-组除了司机和实验工,正式成员只
有三个人:我、张彬和他的一个叫赵雨的研究生。到达研究地域后,
第二天早上,天气很好,将开始第一天的野外作业。当我们从那
间当作临时仓库的小房中向车上搬仪器设备时,我问张彬:“张老师,
目前对雷电内部结构的探测有什么好办法吗?
张彬目光敏锐地看了我一一眼, 他显然知道我在想什么,“从目前
务之急是对它的大面积统计研究。”每当我的提问涉及球状内电,哪
值的研究直是深亚痛绝
倒是赵雨回答了我的问题:“手段不多,目前连闪电的电压都无
法直接测定,只能通过为定其电流值来间接推复。全十研究富电物理
状物这叫磁钢记仪 是记录雪电电流的幅值和极性用的,
用具有较高剩磁的物质制造的,在它中部的导线接闪时,就可根据雷
电电流产生的磁场在记录仪中形成的剩磁,来计算雷电流的强度和极
性。这是60si2mn型,还有塑料管型、刀片芯型和铁粉型等。'
“我们这次要用到它吗?
第一阶段的任务是在观测区域安装雷电定位系统,这种系统通过
大星散布的雷电传感器把信号集中到计算机中,可对特定区域的落雷
数量、频度和分布进行自动统计。这实际上是一个只会计数和定位的
杆或高压线塔上,但大部分情况还要自己竖杆子。几天下来,实验工
们都连连叫苦了
赵雨是一个对什么都提不起兴趣的人,对自己的专业尤其如此,
在工作上能拖就拖, 能赖则赖。他开始还对周围热带雨林的风光赞叹
不已,后来新鲜劲过了,便显得没精打采。但他是一个容易 相处的人,
我们也很谈得来
每天晚上回到县城,张彬总是在房间里埋头整理当天的资料,而
雨有机会就溜,拉着我到县城里那条古朴的小街上去喝酒。那条街
常常没电,古老的木屋在烛光中时隐时现,使我们回到了那没有大气
物理学和其他物理学,甚至没有科学的时代,- 时忘记了现实。这天
我们坐在一家小酒店的烛光中,醉意朦胧,赵雨对我说:
“如果这雨林深处的人们见过你的球状闪电,他们一定能给出一
戈说:“我问当地人,他们早就见过,也早就解释了:那是鬼魂
"这不就行了?”赵雨手-摊说,"很完美的,那些等离子体啦孤
复杂化,我不喜欢复杂化。”
我哼了一声,“像你这号人,这样的工作态度,也就张教授这样
“别提张彬,”赵雨醉醺醺地挥挥手,“他是这种人:如果-一个钥
匙掉到地上,他不会循着刚才发出响声的方向去找,而是找来-把尺
子和一支粉笔,把整个屋子的地板打上方格,然后一格一格挨着
我们都埋头笑了起来。
“他这种人只会干那些将来注定要全让机器干的活儿,创新和想
象力对他们来说没有意义,在学术上他们用所谓的严谨和严肃来掩盖
自己的贫乏和平庸,你也看到了,大学里充斥着这号人。不过话说回
来,时间长了,一格一格总能找到些东西,所以这些人在专业上也混
得不错。
“那张彬找到些什么?”
”他好像主持研制过一种高压线上用的防雷涂料,仅从防雷来说
效果还不错,使用这种涂料的高压线路可以省去最上方的那根随线路
走的避雷线,但那涂料成本太高,如果大规模使用算下来成本比传统
的避雷线还高,所以最终也没有实用价值,就为他赚来几篇论文和一
个省级科技成果二等奖。 至于别的,他好像也没什么了。
项目最后进展到我所盼望的测量雷电物理参数的阶段。我们到野
外去安装大量的磁钢记录仪和接闪天线,每场雷暴过后,再去把已接
闪的磁钢仪取回来记录数据,这时要十分小心。不能震动,不能接近
输电线和其他磁场源,以免磁钢仪中的剩磁被扰动影响精度。再用磁
们装回原位以准备下一次接闪。
竟是我第一次亲自对雷电进行宗是测昌。X雨这小子看到了这一点
干起活来更加偷懒,张彬不在场时干脆把全部工作推给我,自个到旁
边小河中钓鱼去”了。
十万安培,由此可推算闪电中的电压达+亿伏!
雨
“在这样极端的物理条件下,你想会产生什么东西?”我问赵
赵雨不以为然地说:“能产生什么?核爆炸和高能加速器中的能
很平常的学问,你偏要把它神秘化。我这人同你相反,习惯于把神圣
他的研究生学业已接近尾声,不想再读博士了。
回到学院后继续上课,在课余和假期又参与了张彬的几个项目,
他的循规蹈矩有时让我厌烦,但除此之外,他为人随和,且实践经验
丰富,更重要的是他从事的专业距我的追求最近。
由于以上原因,毕业时我考取了张彬的研究生。
题。在别的事情上他都很随和,包括容忍像赵雨这样的懒学生, 但
在这件事上却毫不通融。
"球状闪电是科学界公认的客观存在,怎么是虚无缥缈的呢? '
意义?你在读本科时用学习基础科学的方法学习自己的专业,知识面
宽而浅,读研究生时可不能这样。
”可张老师,大气物理学基本上已经是一 门基础学科了,除了工
程学意义外,它还肩负着认识世界的任务。”
“就算如此,如果黄岛油库的防雷措施中考虑了球状闪电,1989
年的那场灾难也许就能避免。”
“1989年黄岛大火的成因只是一 种猜测,球状闪电的研究本身,
猜测的成分更多。你今后做学问时一定要避免这种有害因素。
在这个话题 上我们谈不下去,我是准备把一-生献给那个追求的,
所以两年的研究生做什么题目倒也不是很重要。于是我顺从了张彬的
意思,搞了一个计算机中心防雷系统的项目。
平心而论,这两年我从张彬那里还是学到不少东西,他在技术上
的严谨、熟练的实验技能和丰富的工程经验都使我受益匪浅。但我所
需要的核心的东西从他那里是得不到的,这我两年前就知道。
我对张彬的个人生活也有了不多的了解:他妻子早年去世,没有
孩子,多年来一直一个人生活,平时社会交往也很少。这种单调的生
活与我倒有些类似之处,但我觉得,过这种生活的前提是要有一种压
中那个漂言女孩的话漫叫有目的“。张彬既没迷上什么东西也没什
么目的,他刻板地从事着那些索然无味的应用研究项目,只把它们当
作工作而非乐趣,也以同样刻板的态度看待名利之类的东西。要真
这样的话,那生活更像是一种折磨了,由此我对他生出了些许同情。
我并不认为自己已经准备好去探索那个谜,相反,过去六年所
一切, 只是使我更深地体会到自己在它面前的软弱无力。在开始8
我的主要精力放在物理学上,但后来发现,整个物理学就是一个大谜,
走到它的尽头,连整个世界是否存在都成了问题。而假如承认球状闪
的:在电磁学上有麦克斯韦方程,在流体力学上有斯托克斯方程就可
内电相比,电磁学和流体力学中目前所有的已知结构都是很简单的,
如果球状闪电在遵守电磁学和流体力学基本定律的情况下,形成这种
自稳定自平衡的复杂结构,那它的数学描述一定是极其复杂的。 就像
黑白两子和简洁的规则构成世界上最复杂的围棋一样。
数学要解开球状闪电之谜” 复杂的数学工具是以不可心的旧名
种数学工具如脱缰的野马一般难以掌握,尽 管张彬认为我的数学能力
已远远超出了研究大气物理学的常规需要,可我知道离研究球状闪电
还差得很远。- 接触到复杂的电磁和流体结构,数学描述就变得面目
狰狞起来,怪异的偏微方程像一道道绞索,烦琐的矩阵如插满利刃的
我知道在真正的探索开始之前,自己还有太多要学的,我不能立
刻离开大学这个环境,所以我决定读博士。
戈的博士生导师名叫高波,牌子很硬,是麻省理工的博士。他与
后来知道这外号与球状闪电没有什么关系,可能是源于他那活跃的思
维和有活力的性格。当我提出把球状闪电作为博土课题时,他爽快地
答应了,倒是我反而心生顾虑:因为这项研究在试验上要求有大型雷
模拟装
“听着, 你需要的只是一支铅笔一张纸,你要做的就是构筑出一
个球状闪电的数学模型,这应该是一个自治的模型,在理论上要有独
-个理论艺术品。”
我不由得说出自己的担心: “- 个完全甩开实验的东西,在我们
这里能被接受吗?”
证损的情况下,你看看天体物理学界已把它的理论发展到了何等地
步,有多少人靠它吃饭?球状闪电至少是确实存在的!不要怕,如果
达到我上面的要求,而论文还通不过,我就辞职,与你一起从这个大
学滚蛋!
比起张彬来,我觉得他在另一个极端上又走得太远了.一我
求的不是理论艺术品一 不过,做高波的学生确实让我感到愉快
们,我意识到以后可能很少有机会回去了。
火车到达泰安站时, 我心中一动, 想起了张彬所说的有大气物理
学工作者在玉皇顶目击球状闪电的话,于是中途在这里下了车,去登
林云之-
我坐汽车到中天门,本想坐索道上山顶,但看到那长长的一排队
伍,就徒步向上登去。这时山上雾很浓,两边的丛林都呈一片模糊的
黑影,向上延伸一小段距离就消失在白雾中。在近处,过去各个时代
自从随张彬到过云南之后,每当置身于大自然中,我总是有一种
挫败感。看着这活生生的自然界,以令人难以想象的复杂和变幻显示
着它的神秘,很难想象它能被人类那几道纤细的方程式束缚住。每到
这时我就会想起爱因斯坦晚年的一句话: “窗外的每一片树叶, 都使
但这种挫败感很快被身体的疲劳所代替,看着前面在雾中不断延
伸的石阶,南天门似乎远在大气层之上。
【本文选自《三体前传球状闪电》,作者刘慈欣等 有删减,如有侵权,联系删除】
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