出品：科普中國

製作：寒木釣萌

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

圖為十九世紀時期關於球狀閃電的畫像。照片來自Lantzy。

大名鼎鼎的球狀閃電，它是如此的神祕莫測，直到現在，它對於人類來說依然是個未解之謎。而在劉慈欣老師的科幻小說中，人們研究它的動機之一就是造一種武器，球狀閃電武器。

神奇所在

普通閃電的持續時間也就幾十微秒到幾百微秒間（1秒等於1百萬微秒），而球狀閃電，最長卻能持續幾分鐘。

問題來了，這到底是一種什麼樣的機制？為什麼它的壽命如此長？誰在給它能量？

第二個讓人驚奇的地方在於，它是球形，高溫，就像一個等離子球，對於物理學家們來說，這就更讓人費解了。到底是什麼力量把一個高溫體束縛於一個球內？

NASA在國際空間上做的燃燒實驗，圖片來自NASA。

一團火只有在太空微重力環境下才可能呈現一個球形，而如果在地球大氣中，這團火會迅速消散，且不可能呈球形。但球狀閃電卻可以！

詭異的特徵

它通常在強雷電天氣出現，這也是“球狀閃電”之所以被稱為“閃電”的原因，顯然，如果它漂浮於夜晚的亂墳崗，那麼它只會被當成是“鬼火”，或者是另一種“鬼火”。

球狀閃電的直徑在1至100釐米之間，當然還有少數更大的，最常見的是10至20釐米之間。其亮度約等於100瓦的電燈泡，因此，即使是白天，昏暗的雷雨天氣下也可見。

被人們看到的球狀閃電，有不同的顏色，而紅色、橙色和黃色被看到的最多。

球狀閃電行動詭異，它可能靜止於空中，也可能是毫無規律地漫遊，水平移動時通常是每秒一兩米，但它也會垂直上下移動。

它有時是靜靜地消失，不帶走一粒塵埃，有時是爆炸，帶走某個人。

它能通過煙囪進入某戶人家，並在家裡飄蕩。而另一些目擊者卻說，球狀閃電是通過緊閉的門或者窗進入的，如果目擊者說法為真，則球狀閃電會穿牆術。

1969年出版的《自然》雜誌上，有這麼一篇記載球狀閃電的文章，作者是Jennison, R. C。文章是這樣講述的：作者坐在一架全金屬客機客艙的前面（航班EA 539），客機飛行中遇到雷暴天氣，突然，一道明亮的閃電從外部籠罩著客機，並聽到巨大的聲響，幾秒鐘後，一個發光的球體，直徑20釐米左右，首先出現在飛行員的駕駛艙附近，之後，它飄向作者，距離他半米左右。

而關於球狀閃電傷人的報道也不少。比如1638年10月21日，英格蘭的德文郡出現一場大雷雨天氣，有人報告說，在那一天，有一個直徑超過兩米的大火球衝入一所教堂，造成4人死亡，約60人受傷。

關於球狀閃電的目擊者報道多達數千起，實際可能還會更多，因為很多人見到了球狀閃電後只是默默地驚訝，並沒有上報，比如國內很多網友。假如您真的見過，不妨描述一下它以及當時的場景。

半個多世紀前，由於目擊者們的說法過於怪異，科學界一直沒有承認球狀閃電的存在，並認為那是一種怪談，直到後來，有了更確鑿的證據後，科學界這才終於承認它的存在。

成因探討

對球狀閃電的探索是異常困難的，雖然世界各地的相關目擊者報道數不勝數，但你真要去尋找並去研究它時，你可能一輩子都看不到一個球狀閃電，作為一個科研人員，這是很悲慘的。因此，並不是研究人員們對球狀閃電不感興趣，而是把球狀閃電作為研究對象需要很大的勇氣。

你研究了一輩子，結果別人問你，你看到過嗎？

你說沒有。

退一萬步，即使你真的看見了，但它幾十秒後就消失，如此短暫的時間裡，該如何下手？有一個可能是，由於等待了40年終於見到真身，然後研究人員激動異常，這讓他忘了一切，他撲了上去，與它同歸於盡。

所以，對球狀閃電最好的研究應該是在實驗室裡把它造出來，就像吹氣球泡泡，一個一個地把它“吹”出來，供人們觀賞並鑑定，如此，你的研究才可能被世人信服。

下面，咱們來看看一些實驗室的研究。

馬克斯·普朗克研究所

圖片作者Sfusare和Equazcion。

上圖是馬克斯·普朗克研究所在實驗室造出的發光球，他們是通過在水箱中施放高電壓而產生的。然而，連他們都不敢說，這就是球形閃電，而只是說，產生了類似“球形閃電”的效應。

從微波爐裡面產生

圖片來自以色列特拉維夫大學的Eli Jerby教授。

上圖是以色列的Eli Jerby和Vladimir Dikhtyar教授的實驗，他們在微波爐中產生了等離子球，並在2006年將實驗結果發表。

這是他們製造的等離子球視頻截圖。同樣，他們也只能說這是等離子球，類似於球狀閃電而已。要說它就是球狀閃電，我們是不信的，因為自然界並不是一個大功率微波爐。

蒸發硅

2007年，兩名巴西科學家用電焊的方式蒸發一塊硅片，從而產生了持續8秒的在地上彈跳的小火球。而這個實驗，他們是穿著拖鞋做完的。

大家別被拖鞋迷惑了，實際上，這種舉重若輕的境界沒有多少人能可以達到。

讓咱們來看看動圖。

估計，不少人對巴西的這兩位研究人員會報以笑聲，這要是球狀閃電，那我們這些電焊工天天都能產生一堆，而且是一大堆！

但是且慢，他們產生的這種能在地上翻滾的持續8秒小球，說不定最接近真相。

因為2012年6月，中國的研究人員在青海省一個雷電天氣中繪製輻射地圖時，拍到了一個球狀閃電。2014年1月，研究人員將相關視頻和光譜分析發表在《物理學評論快報》上。遺憾的是，筆者找了很久，也沒有找到他們拍攝的照片和視頻。只有光譜分析。

圖為球狀閃電的光譜分析，由西北師範大學袁萍教授和她的博士研究生岑建勇、薛思敏提供。

請仔細看光譜分析，你會發現，球狀閃電的光譜中，最多的是硅元素，這意味著球狀閃電裡面包含很多硅。

於是，這就衍生了關於球狀閃電的一種解釋，它就是“硅假說”。

硅假說

這個假說是這樣的，土壤和岩石中含有大量的二氧化硅，這是眾所周知的事實。當強閃電擊中土壤或岩石時，閃電的能量瞬間蒸發裡面的二氧化硅，並以某種方式將氧氣從二氧化硅中分離出來，得到了較為純淨的硅蒸氣，球形的硅蒸氣再次與空氣中的氧結合時產生熱量，並放出光。

如此說來，科學界就認定“硅假說”了？

哪有這麼容易，仔細分析，我們就能判斷，“硅假說”也不能完全解釋球狀閃電。因為硅假說的原理不難理解，既然不難理解，那麼很多實驗室都應該能利用強大的電弧蒸發硅片，並造出一個個漂浮於空中的球狀閃電。但目前，除了上面穿拖鞋的那位，我們並沒有看到相關報道。

而穿拖鞋的那位，並不是說他穿著拖鞋，我們就不相信他，而是他造出的發光球並沒有在空中漂浮，到處漫遊，它只是在地上滾，不瞞你說，這跟大街上的電焊太像了。

另外，很多目擊者報道顯示，球狀閃電也出現於高空，比如飛機周圍。這又難以解釋了，因為大氣中沒有硅。

圖為國外網友nz上傳的視頻，雷電天氣下，一個火球從天而降。此視頻來自網友，是不是球狀閃電，還有待探討。

除了“硅假說”，至少還存在15種以上的假說，這裡就不一一介紹了，只說最玄乎的兩種。

反物質假說

1971年，Ashby和Whitehead提出，球狀閃電是由從外太空進入地球大氣的反物質極小微粒形成的。

顯然，這種論調一提出，就遭到了很多人的反對。因為這需要咱們的太陽系中有不少暗物質才行，但事實不是這樣。

黑洞假說

原初黑洞是一種假想的黑洞類型，它不是由大質量恆星的引力坍縮形成，而是來源於宇宙早期大爆炸暴漲時遺留至今的黑洞，超大質量的原初黑洞是宇宙中暗物質的候選者之一。

除了超大質量的原初黑洞，按照1998年Mario Rabinowitz在“天體物理學和空間科學”雜誌上發表的論文，他認為地球上存在的那些極其微小的原初黑洞，它們才是球狀閃電的能量之源。

顯然，這種建立在假想之上的假想是很難讓人信服的。然而，結合很多目擊者那些玄乎其玄的說法，比如球狀閃電能穿過一堵牆或者關著的門窗，能逆風漂游等等，我們似乎又需要一些更開腦洞的解釋。

總之，球狀閃電對於人類來說依然是一個謎，我們期盼著科學界有一天能徹底弄清楚它的機制，也許到哪一天，說不定我們會有什麼大發現。

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