人類對雷電的認(rèn)識、防雷的起源

1．人類對雷電的認(rèn)識
轟隆隆的雷聲從天空滾過，震撼著山川大地，一條條耀眼的閃電在天空飛舞，隨之而來的是狂風(fēng)暴雨。在現(xiàn)代人看來這只不過是一種自然現(xiàn)象罷了，但我們的祖先卻對此難以理解，他們想象天上一定有種神秘的力量支配著這一切。
在希臘神話中，雷電有無比巨大的威力，就掌握萬神之王宙斯的手中，它當(dāng)宙斯生氣發(fā)怒時(shí)，就把雷電放出來震懾群神和人類。在中同的神話傳說中，雷電是雷公電母(雷公電母是古代漢族神話傳說中掌管閃電打雷的神)在懲治邪惡。后來的歐美人又把雷電和上帝聯(lián)系起來，說是上帝主宰雷電。
我國古代(公元前1500年)就有對雷電現(xiàn)象的初步記載，后在《論衡》、《南齊書》、《夢溪筆談》中都有雷電對人、物的災(zāi)害及尖端放電的記載。那時(shí)人們對雷電只有一個(gè)表面的、帶有神秘色彩的認(rèn)識，沒有通過實(shí)驗(yàn)的手段對雷電現(xiàn)象進(jìn)行深入的探索。
16世紀(jì)以前的歐洲是神學(xué)為主的時(shí)代，任何科學(xué)的、先進(jìn)的思想和學(xué)說都是“異端”。神學(xué)認(rèn)為雷電是來自“神”的意志。ls世紀(jì)后，在教堂一次次受雷擊而受損，無論多么虔誠的祈禱，“神的意志”也不可動(dòng)搖的時(shí)候，人們開始對雷電現(xiàn)象進(jìn)行客觀的思考。從蓋利克創(chuàng)造人工起電機(jī)開始到“萊頓瓶”的發(fā)明，再到收集天電的防雷廠家實(shí)驗(yàn)，人們對雷電的認(rèn)識進(jìn)入到理性和科學(xué)的時(shí)期．
2．防雷的起源
雷電是一種極為宏偉壯觀的自然現(xiàn)象，有學(xué)者認(rèn)為，雷電孕育了地球的生命，又促成丁地球上的文明，但是雷電有時(shí)又傷害生靈、傷害人類、破壞建筑物、損毀財(cái)物，給人類帶來災(zāi)難。
雷電這一自然現(xiàn)象，瞬變?nèi)f千，古人以陰陽平衡之理論來認(rèn)識這一自然現(xiàn)象，其理論與之千年的實(shí)踐，同現(xiàn)代實(shí)證性科學(xué)相比，有著相當(dāng)深的科學(xué)內(nèi)涵。隨著人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對雷電這一自然現(xiàn)象有了新的認(rèn)識，其理論和防雷實(shí)踐都在不斷地完善。白200多年前富蘭克林發(fā)明的避雷針問世至今，其順應(yīng)雷云放電規(guī)律，創(chuàng)造優(yōu)先放電條件，使防雷實(shí)用技術(shù)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。
1749年，波爾多科學(xué)院懸賞征求這樣一個(gè)問題的答案：“在電和雷之間有什么類似之處?”一位叫巴巴雷特的醫(yī)生在論文中宜稱；電跟雷是一回事。他的論文因此而中獎(jiǎng)。然而，真正以科學(xué)實(shí)驗(yàn)尋求答案的，卻是美國的富蘭克林。
17世紀(jì)中葉，偉大的富蘭克林(美國政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家、科學(xué)家，《獨(dú)立宣言》的起萆人之·)通過多次實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了天電與地電的同一性。他通過仔細(xì)的觀察和科學(xué)的思考發(fā)現(xiàn)了自然界的放電現(xiàn)象，并提出和實(shí)施了引雷入地的措施和方法，即安裝“避雷針”，富蘭克林的這—發(fā)明一直沿用至今，仍是防直擊雷的有效措施之一。
1746年，40歲的富蘭克林開始全力投人電學(xué)研究。1749年，他進(jìn)行了—‘些新的電學(xué)實(shí)驗(yàn)。在一次實(shí)驗(yàn)中，為了增大電容量，他把幾個(gè)萊頓瓶(荷蘭萊頓大學(xué)一位叫馬森布洛克的教授做過一個(gè)試驗(yàn)：在一個(gè)玻璃瓶里裝上水，用來儲存摩擦起電產(chǎn)牛的電荷。試驗(yàn)成功后，經(jīng)過改進(jìn)，在瓶的內(nèi)外貼上金屬箔，正式命名為萊頓瓶)連接在一起。當(dāng)時(shí)，他的妻子麗達(dá)正在一旁觀看他的實(shí)驗(yàn)。她無意中碰到了萊頓瓶上的金屬桿，只見一團(tuán)電火花一冒，并隨之傳㈩一聲怪響，麗達(dá)已應(yīng)聲倒地。原來麗達(dá)受到廠電擊，幸好當(dāng)時(shí)的電容量不大，麗達(dá)躺了一個(gè)星期才慢慢好轉(zhuǎn)。
這次使麗達(dá)差點(diǎn)送命的電擊實(shí)驗(yàn)給富蘭克林很大啟示，他聯(lián)想到人們劉雷電的兩種小同的觀念，決定從理論上探討雷電的實(shí)質(zhì)。富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)，證明正負(fù)電荷在短路時(shí)發(fā)生的火花、響聲和雷電非常相似，他確信：雷電就是㈠然界的電。
富蘭克林弄清了雷電的性質(zhì)之后，就開始研究控制雷電、避免雷擊的辦法。富蘭克林認(rèn)為，既然萊頓瓶里的電可以引進(jìn)引出，自然界的電也應(yīng)該能通過導(dǎo)線從天上引下來。那么，怎樣才能把雷電從天上引F來呢?細(xì)心的富蘭克林觀察到，閃電和電火花都是瞬時(shí)發(fā)生的，而且光和聲都集中在物體的尖端。他由此想到，如果將帶尖的金屬桿裝在屋頂上，再用電線把金屑桿和地面相連，不就可以把空中的電引到地下來了嗎?這樣就能避免高大建筑遭受雷擊。
1752年6月，富蘭克林冒著生命危險(xiǎn)，進(jìn)行了著名的費(fèi)城風(fēng)箏試驗(yàn)。這一天，狂風(fēng)漫卷，陰云密布，—場暴風(fēng)雨就要來臨了。富蘭克林和他的兒子威廉一道，帶著上面裝有一個(gè)金屬桿的風(fēng)箏來到一個(gè)空曠地帶。富蘭克林高舉起風(fēng)箏，他的兒子則拉著風(fēng)箏線飛跑。由于風(fēng)大，風(fēng)箏很快就被放人高聲。剎那，雷電交加，大雨傾盆。富蘭克林和他的兒子一道拉著風(fēng)箏線躲進(jìn)一個(gè)建筑物內(nèi)。此時(shí)，剛好一道閃電從風(fēng)箏上空掠過，富蘭克林的手上立即掠過一種恐怖的麻木感。他抑制不住內(nèi)心的激動(dòng)，大聲呼喊：“我被電擊了!我被電擊了1”隨即他用一串銅鑰匙與風(fēng)箏線接觸，鑰匙上立即放射出一串電火花。隨后，他又將風(fēng)箏線上的電引入萊頓瓶中。
在進(jìn)行風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)之后的當(dāng)年，富蘭克林就發(fā)明了避雷針。其辦法是；在建筑物的最高處立上一根2～3m高的金屬桿，用金屑線使它和地面相連接，等到雷雨大氣，雷電沿著金屬線流向地下，建筑物就不會遭受雷擊了。
富蘭克林為了推廣避雷針的使用，專門寫了《怎樣使房屋等免遭雷電的襲擊》的文章。文章發(fā)表后，美國的各個(gè)城市馬上就開始安裝防雷廠家避雷針。但這卻遭到教—l：們的反劉，他們說雷電是上帝的震怒。也有人因缺乏對雷電的知識，對避雷針的使用持懷6f態(tài)度。有個(gè)叫普林斯的醫(yī)生發(fā)表看法說：“如果把雷電導(dǎo)人地里，那兒帶的電就會增加，就很可能發(fā)生地震。”
避雷針在法國也受到了強(qiáng)烈反對，圣奧梅爾的居民對當(dāng)?shù)匕惭b了避雷裝置的人提㈩控告，他們害怕因?yàn)檫@種褻瀆行為而受到懲罰。盡管有人反對，但避雷針還是普及開來了，因?yàn)槭聦?shí)證明，拒絕安裝避雷針的一些高的教堂在大雷雨中相繼遭受雷擊，而比教堂更高的建筑物由于裝上了避雷針而安然無恙。
雷電是一門古老而有神秘色彩的科學(xué)，㈡從有人類歷史以來，各個(gè)時(shí)期都記錄著人們和雷電斗爭的歷史。自從富蘭克林研究大氣物理建立雷電理論并發(fā)明了避雷針以來，人類同雷電的斗爭進(jìn)入了新的領(lǐng)域。