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古代对雷电和静电的记载与认识

作者:主编 时间:2022年12月31日 阅读:333 评论:0

雷电是一种令人畏惧的自然现象,但古代中国人对那些自己畏惧的东西,反而更加关心。我国的殷商甲骨文中,就有了“雷”字。古人还认识到雷与云、雨等自然现象的关系。《梦溪笔谈》记述,沈括本人曾得到一个古铜器,上面有纹饰,“皆一一⊚相间, 乃谓云雷之象也”。据沈括解释,“”是古义“云”字,“⊚”是古文“雷”字,两者在纹饰中相间,意义是不言而喻的。汉代王充也说“云雨至而雷电击。”在我国古代的雷电记载中,不仅有最常见的线状、分枝状闪电,而且有罕见的球状闪电。明代宰相张居正就曾记录了1566年4月发生在他家中的一次球状闪电。

雷电是由于云层摩擦带正负电而造成的放电现象,当局部电场很强时,空气就会被击穿而放电发光。闪电所造成的瞬间电流极大,可达数万安培,闪电处温度可达几万度,所以会发生强光,并发出强烈的爆炸声。那么,中国古人又是怎样理解雷电的呢?古老的阴阳概念又一次起了重大作用。《淮南子》认为:“阴阳相薄为雷,激扬为电。”据科学史家研究,《淮南子》并非第一本以阴阳解释雷电的着作,周代晚期类似的思想就已盛行了。东汉王充也采用阴阳概念解释雷电,《论衡》中说雷是太阳激起阳气的结果。正月阳气开始上升,我们开始听到雷声;五月阳气旺盛,雷声就持久而猛烈;秋冬阳气衰弱,雷声就不易听到; 盛夏时阳气居支配地位,阴气与它相争,结果发生碰撞、摩擦,进而“激射”为雷。王充还断言: “夫雷,火也”,他列举了雷与熔炉铸造的多种相似之处以证明这一点。王充进而反驳了雷电击人是天意的说法,他说,闪电的火气烧伤人,留下印记,如果这是上天以文字警告人类,那么就应该将这文字写得清楚一些,而不会模糊不清。明代刘基也认为雷击并非天意,而是死者正好碰上。他还认为雷电产生有一个积累而达到极限的过程,最终“迫极而迸”而“声为雷,光为电”。

尽管中国古代始终未能对雷电的成因作出确切的说明,却对雷击现象作了全面而细致的记载,今人能从丰富的历史典籍中看出许多有价值的知识来。《梦溪笔谈》中就记述了这样一件事: 某人家中遭雷击,家中漆器上的金属全部熔化在地上,而漆器本身却未烧毁; 室内一把钢质宝刀在刀鞘中熔为液体,而刀鞘却保存了下来。在这段记述中,所有被击毁的都是金属良导体,而漆器与刀鞘却是非金属的绝缘体。后来方以智在《物理小识》中总结说: “雷火所及金石销熔,而漆器不坏”,可见方以智已注意到金属与非金属的性质差异了。另外,《汉书》 中记载说 “矛端生火”,即长矛顶端有放电现象,以后的若干类似记述都注意到这种放电现象均与尖锐的东西的存在有关。与正确的结论相比,忠实准确的原始记录也同样是宝贵的。

与自然界大规模放电现象不同,静电现象不那么惊心动魄,但却更常见,更易人为控制,因此,我国古代的静电现象记录也十分丰富。历代文献中,琥珀、皮毛、丝绸等吸引草芥的记录极多,有些史料很有启发意义。王充将静电与静磁现象放在一起表述,认为玳瑁(一种动物甲壳)可以吸引草芥,而磁石可以吸引针,都是由于 “气性”的缘故。《三国演义》中曾与孔明舌战的群儒之一虞翻,12岁时已经知道琥珀不吸引潮湿腐烂的草芥。在声学上极有造诣的西晋张华记述了毛发起电的实验。类似的材料还有很多,这些材料中体现的电学知识虽然有些零散,但仍可以作为电学科学进步的足迹永远留在科学史上。

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