中国古人是如何理解「雷电」的?

雷电是自然界中的一种大规模放电现象。今天不难理解它的成因。当两个带不同电荷的云相互靠近时,由于电位差很大,空气被电离放电。非常大量的电荷在非常短的时间内中和,于是发出光和声音。那光是闪电,声音是雷声。如果云离地面很近,地面会带不同的电荷。当云和地面的电位差达到一定程度时,就会发生放电,这就是打雷。由于短时间内释放的巨大能量,导致人畜死亡,房屋倒塌。

一、中国古代人对闪电的观察。人类从一开始就会遭遇闪电。震耳欲聋的轰鸣声和突如其来的耀眼闪光是多么惊心动魄。因此,在古代,在无法解释的情况下,我想象出了雷公电母的假设,甚至将其作为图腾崇拜。这种情况也决定了人类对闪电的关注和研究必须很早就开始。

在我国,早在4000多年前的殷墟甲骨文中就有了?雷。词。至于吗?电?西周时期青铜器上也出现了汉字。当然,这个?电?今天话没听懂?电?的意思,而是特指闪电。

中国古代非常重视对雷电现象的观察和记录。但这里有两种完全不同的态度:一种是把雷电视为天怒,警告人们,所以心生畏惧。

儒家经典《论语》要求人们在遇到雷电时要肃然起敬。即使晚上睡觉,他们也必须起床,穿上衣服,坐着不动,表示真诚的尊重。因此,他们虽然记录了雷电,但都没有科学价值。

另一种态度是把闪电作为一种自然现象来观察,用科学的态度来记录。《南七书》?据《五行志》记载,公元490年,会稽山恒山宝林寺遭雷劈。电火在塔下烧佛祖脸,窗户却一样?。这是事实的记录。打雷的时候,地与云之间有放电,佛面必须刷金粉,金粉是一层导体,是强电流的路径,所以发热很多,被融化。窗木是绝缘体,或者它不在电流的路径上,所以它保持完整。

宋代科学家沈括更详细地记录了类似的现象。他写道:?内侍李舜举曾遭雷击。在他正厅西边的房间里,雷声从窗外传来,明亮地跳上屋檐。人们以为正堂着火了,都出去躲起来了。雷声停止后,房子还是老样子,只是墙壁和窗户纸都被熏黑了。房间里有一个木制的框架,里面有各种各样的器具,包括镶银的漆器。上面的银全部熔化,流到地上,但是漆器没有烧焦。有一把宝刀,钢很硬,在鞘里化成钢水,鞘却还完好无损。?

这份记录提供了很多信息。雷击时,强电流只能通过截面积很小的通道,空气电离发出耀眼的光,巨大的热量造成高温,传导到墙壁和窗户纸上,于是焦虑,变黑。木架恰好在通道上,电流通过金属刀和漆器上的银,使其温度急剧上升,立即熔化。绝缘体,如刀鞘、漆器等,不能通过电流,只能接收其中的热量,但由于时间极短,仍能保持完好。后来有人看到了类似的东西。

宋代庄绰在《鸡肋》中说,他在南雄时,看到当地福慧寺遭雷击,其中一尊骑狮佛像也断了,上面涂的金粉化掉了,但其他颜色不变。这和上面沈括看到的有什么关系?雷与火融剑不焚鞘?这是同样的道理。所以庄绰也说,他看到了什么?和沈索的书一致吗?。

上面提到的这三条记录的意义,不仅仅是如实地描述了雷击的场景及其后果,还隐约看到了不同的物质在导电时有不同的作用。后来明末方以智根据这些记载得出结论:?就雷与火来说,石头融化,但漆还不错。?这有一点关于导体和绝缘体的一般性。至于导体和绝缘体的严格区分,在古代并不明确。

二、中国古代对雷电的解释和观察只能了解事物的表象,理论解释才能探索事物的本质。既然古代对闪电有这么多的观测和记录,必然会为探讨其成因提供依据。

中国对雷电成因的讨论始于周朝。当时的理论武器主要是以物质活力论为基础的阴阳学说。这方面在先秦到汉代的很多古籍中都有记载。一般认为闪电是阴阳相互作用产生的。

正如汉初的《淮南子》所说,?阴阳薄为雷,兴奋为电?。意思是阴阳碰撞产生雷,相互渗透产生电。这些说法虽然含有辩证的因素,但总是过于浅薄笼统,不够具体。

东汉科学家王充研究雷电,写了一篇论文叫《徐磊篇》(见《论衡》),试图反驳当时流行的什么?雷怒上天?一派胡言。王充在文章中明确指出,雷电是正义的?一口气?仅此而已。

那是什么?气体?然后呢。声音是从哪里来的?

王充列举了五个证据,说明闪电本质上是火。你什么意思?雷,开火?,那是?太阳的兴奋?。王充描述了夏天阴阳的作用,说当时阳气占主导,阴与之相争,产生碰撞、摩擦、爆炸、激射,从而形成闪电。

王充还用往火上泼水的过程来形象地说明闪电。他指出:在冶炼的烈火中,如果突然浇上一桶水,就会爆炸,咆哮;天地可以看作一个熔炉,阳气是火,云雨是大量的水,水火相互作用引起轰鸣,这就是雷。被这种爆炸击中的人无疑会受到伤害。这段话说明阴阳的作用非常具体,对雷电成因的解释非常独特。

到了唐代,人们进一步解释了雷与电的关系。孔在《左传》中写道?稀疏?,说?电是雷光吗?。后来有人说,?雷电,阳也,有雷之名,无声为电之名?。在这一点上,宋朝的吕典说得最清楚。他在《丫丫》一书中说,电、阴、阳令人兴奋,相近者,亦光乎?。并且说阴阳刺激。它的光是电,它的声音是雷?。他还把电和雷与铁和石头碰撞产生的火花和声音相比较。

宋代精心编写的《董祺野史》更是生动形象。他认为殷琦凝结了,杨琪被困在里面,突然它爆炸了。结果呢?光和声音跟随?。朱对闪电的巨大威力有一个解释。他说闪电是?极度封闭的阴阳之气突然爆发出来?。专注于在这里打结?极端?有出入吗?突然?。

以今天的眼光来看,也就是说在极短的时间内爆发出巨大的能量,是值得注意的。明朝的刘基有一段话,把闪电解释得最全面最形象。他说:

打雷,天气沉郁激越,阳在阴中,必迫而迫,则声为雷,光为电。火是从枪里出来的,但是对的东西穿起来很软,会刚好碎。天帝用此物震人,人之死与之相合。?

他对雷电成因的解释基本上继承了前人的说法,但他对炮弹出膛的比喻却十分生动;指出有人被杀,但是?巧合吗?这不是上帝惩罚的行为,而是一种科学态度。

需要指出的是,这些解释中的阴阳并不是正负电荷。现代科学中的电的概念不可能发生在古代。所有这些解释只能让我们看到阴阳学说的一些科学因素及其生命力。

第三,由于中国古代的防雷设施会造成灾害,迷信的人除了恐惧,也是无能为力、无可奈何的;有科学头脑的人不得不试着去处理它。今天,避雷针是众所周知的有效的预防设施。

根据雷击的原因可以得知,地面上特别高耸的物体更容易遭受雷击。所以避雷针是在高楼或烟囱顶部安装金属尖端,用粗电线引至地下,与大地连接而成。它基于尖端放电的原理。也就是说,一个带电体,电荷总是集中在尖端,所以更容易逃逸。当带电云逐渐接近地面时,由于静电感应,地面上会出现异质电荷,这些电荷会主要集中在屋顶的金属尖端,并逐渐逃逸到太空中,中和云中的电荷。这样就避免了大量电荷积累,造成突然集中放电,从而降低雷击的可能性。

同时,由于金属尖端与大地相连,当雷击时,强大的电流流过避雷针接地的粗导线,从而避免了雷电流对建筑物的破坏。

当然,我们无法理解中国古代的尖端放电,但我们已经发现并关注了大气中的尖端放电现象。《汉书》里有?矛端开火?记录。矛是一种兵器,长约三五米,刃为金属尖。当它站在户外,上面有带电的云时,它可能会放电,产生微弱的光。

据晋朝《搜神记》记载,公元304年,成都王发动叛乱,陈冰邺城据说夜间可见?戟锋有火,远看如烛。?其实就是尖端放电现象。至于说?像蜡烛一样向前看?这可能有点夸张。

关于中国古代的防雷措施,在三国和南北朝的书籍中都有出现?防雷室?的名字。不过很遗憾,这个房子的结构和防雷原理无法考证。

法国旅行家Cabrios。不要?访问中国后,戴·马干兰在1688写了一本叫《中国新事》的书,里面记载:?当时,在中国之家屋顶的两端,有一个上翘的水龙头。龙口吐出一条曲折的金属舌头,伸向天空。舌头的根部用一根非常细的电线连接着,这根电线直通地面。这个奇妙的装置在闪电时刻创造了奇迹。如果闪电击中房子,电流会从龙舌兰下降到地面,不会造成任何伤害。?看来这个水龙头不仅仅是一个装饰品,还是一个防雷装置。

在这里,建筑艺术和防雷措施巧妙地结合在一起。这种防雷装置是什么时候起源于中国的?

据唐代王睿《焖毂》记载,汉代古建筑百良殿失火。于是,一个魔法师提出了一个建议,把瓷砖做成鱼尾形状(称为?尾巴?还是?接吻?),放在屋顶,防止雷电引起的天火。好像这就是《中国新生事物》说的?一个朝上的水龙头?诸如此类的事情。

古籍中也有记载,有人看到房顶的瓦兽首口中有两三尺长的火。大概是放电现象吧。这样,最迟从唐代开始,我国屋顶上的一些兽形瓦实际上已经被用作避雷。在古建筑中也发现了一些值得注意的部分,比如塔的塔尖,往往会镀上一层有色金属膜。作为导体,直接下到地下的塔心柱使用的木材往往容易导电,塔心柱下端有储能金属?龙穴?。这实际上构成了一个防雷装置。

难怪明代有记载嘉兴东塔在夜间?金色,如果流星散落?。很多高堂,怎么了?雷公主?等等,也属于防雷措施。这些都是古代建筑师长期实践经验的积累。这样,虽然不可能发现中国古代的避雷针原理,但早在1000年前就已经在实践中应用了。现在人们一说起避雷针就想到十八世纪的美国科学家富兰克林,但是我们祖先的贡献是不可否认的。