第5章 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了。

讲大气电学的是一名叫张彬的副教授，这人五十岁左右，个子不高不矮，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，内心一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，与今天的课无关。”

张彬抬头看了我一眼，点了点头，又低头收拾东西。

“关于球状闪电，您能告诉我些什么？”我说出了那个一直深埋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，仿佛那就是我指的东西。“你想知道些什么？”过了几秒钟他才问。

“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，这时阳光仍然很亮，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代的张居正写下的。但直到1837年才有了第一次正规的科学记载，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。

“最传统的理论是什么？”

“认为它是一种涡旋状高温等离子体，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？”

“还有人认为它是高温混合气体之间的化学反应，从而维持了能量的稳定。”

“您能告诉我更多一些吗？”我说。向他提问，如同费力地推着一个沉重的石碾子，推一下才动一下。

“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电。”

“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，中科院大气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？”

张彬缓缓地摇了摇头，“要证明这些理论的正确，只有在实验室中产生出球状闪电，但至今没人能成功。”

“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1998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。”

“什么地方？”

“泰山玉皇顶。”

“您知道这人现在在哪儿吗？”

张彬摇了摇头，抬腕看了看表，“你该去食堂打饭了。”说完拿起他的东西径自朝外走去。

我追上了他，把这么多年来自己心中的问题全部倾泻出来，“张老师，您能够想象有这么一种东西，以一团火球的形式毫不困难地穿过墙壁，在空气中飞行时你感觉不到它的一点热量，却能瞬间把人烧成灰？有记载它曾把睡在被窝里的一对夫妻烧成灰，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一切吗？”

“我说过那些理论都不成立。”张彬说，他没有停步。

“那么，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一些，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，球状闪电是一种极其罕见的现象，在国际建筑物防雷标准IEC/TC-81，以及我国1993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，他能承认球状闪电的存在，已经是一大进步了！直到1963年，科学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幻觉。这一年的一天，美国肯特大学电磁学教授罗格·杰尼逊在纽约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，穿过了机库中一架飞机的机身，又穿墙飞出机库消失了。

当天晚上，我首次在google[1]主页上键入“ball lightning”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，我第一次感觉到，自己准备为之付出全部生命的东西，全人类也在关注着。

又一个新学期开始了，炎热的夏天到来了。夏天对我的意义多了一层：雷雨将出现，这使我感觉自己离它更近些。

这天张彬突然来找我，他给我们上的课在上学期就已结束，我几乎把他忘了。

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？”

我问是什么项目。

“是对云南省一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0.015的落雷密度系数改为依各地区的情况分别制定，我们是去做云南地区的观测工作。”

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。我所在的这一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，我们住在一个县级气象站里。

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眼，他显然知道我在想什么，“从目前国内工程建设的需要来看，对雷电的物理结构研究不是首要任务，当务之急是对它的大面积统计研究。”每当我的提问涉及球状闪电，哪怕是像这次这样远远地涉及，他都避而不答，看来这人对没有实用价值的研究真是深恶痛绝。

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，只能通过测定其电流值来间接推算。至于研究雷电物理结构最常用的仪器，就是这东西，”他指了指仓库一角放着的一堆管状物，“这叫磁钢记录仪，是记录雷电电流的幅值和极性用的，它是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？”

“当然，要不带来干什么？不过那要到后面了。”

第一阶段的任务是在观测区域安装雷电定位系统，这种系统通过大量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系统，不涉及雷电的物理参数，所以我不感兴趣。主要的工作是在野外安装传感器，这是一项辛苦活儿。运气好还可以把传感器装到电线杆或高压线塔上，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，而赵雨有机会就溜，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，一时忘记了现实。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，他们一定能给出一个完美的解释。”

我说：“我问当地人，他们早就见过，也早就解释了：那是鬼魂的灯笼。”

“这不就行了？”赵雨手一摊说，“很完美的，那些等离子体啦孤立子—谐振腔啦能告诉你的东西也不见得比这个学说多。现代化就是复杂化，我不喜欢复杂化。”

我哼了一声，“像你这号人，这样的工作态度，也就张教授这样的导师能容你。”

“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，而是找来一把尺子和一支粉笔，把整个屋子的地板打上方格，然后一格一格挨着找……”

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。再用磁场强度计（主体是一个指南针，通过其指针偏转角度来测定磁场强度和极性）读出数据后，还要用去磁机给每个磁钢仪去磁，然后再把它们装回原位以准备下一次接闪。

这一阶段的具体工作干起来同样枯燥艰苦，但我兴致很高，这毕竟是我第一次亲自对雷电进行定量测量。赵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。

磁钢记录仪测得的闪电电流一般在一万安培左右，最大的一次达十万安培，由此可推算闪电中的电压达十亿伏！

“在这样极端的物理条件下，你想会产生什么东西？”我问赵雨。

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量比这大得多，也没产生出你想象的那种东西嘛。大气物理学是一门很平常的学问，你偏要把它神秘化。我这人同你相反，习惯于把神圣的东西平凡化。”他说着，感慨地看着气象站周围那墨绿色的热带雨林，“老兄，你去追逐那神秘的火球吧，我可要去享受平凡人生了。”

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。

正如我预料的那样，张彬坚决反对我把球状闪电作为硕士论文的课题。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。

“年轻人不应热衷于一些虚无缥缈的东西。”他说。

“球状闪电是科学界公认的客观存在，怎么是虚无缥缈的呢？”

“我还是那句话：连国际标准和国家规程都不考虑的东西有什么意义？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。”

“但在我国，为经济建设服务是首要的。”

“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。

两年后，研究生的学业顺利而平淡地结束了。

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倒一切的追求，用爸爸的话说叫“迷上什么东西”，用六年前图书馆中那个漂亮女孩的话说叫“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。要真是这样的话，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，过去六年所学的一切，只是使我更深地体会到自己在它面前的软弱无力。在开始时，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。而假如承认球状闪电并非一种超自然现象，那么理解它所涉及的物理学层次应该是较低的：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以了（后来才知道，当初我的想法是何等的浅薄和幼稚）。但同球状闪电相比，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。

所以现在我认为我所需要的，第一是数学，第二是数学，第三还是数学。要解开球状闪电之谜，复杂的数学工具是必不可少的。但各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。一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陷阱。

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。

我的博士生导师名叫高波，牌子很硬，是麻省理工的博士。他与张彬正好是两个极端。这人首先吸引我注意的是他那个外号：火球。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士课题时，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电模拟装置，这种装置国内只有一套，当然也轮不到我用，但高波不以为然。

“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，这应该是一个自洽的模型，在理论上要有独创性，在数学上要完美精致，在计算机上要玩得转，你就当自己在做一个理论艺术品。”

我不由得说出自己的担心：“一个完全甩开实验的东西，在我们这里能被接受吗？”

高波一摆手，说道：“黑洞能被接受吗？在至今没有其存在的直接证据的情况下，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——我追求的不是理论艺术品——不过，做高波的学生确实让我感到愉快。

我决定在开学前的假期里回家乡一次，看看一直帮助我的老邻居们，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，去登泰山。