出品：科普中国
制作：寒木钓萌
监制：中国科学院计算机网络信息中心
大名鼎鼎的球状闪电，它是如此的神秘莫测，直到现在，它对于人类来说依然是个未解之谜。
十九世纪时期关于球状闪电的画像。照片来自Lantzy。
神奇所在
普通闪电的持续时间也就几十微秒到几百微秒间，而球状闪电，最长却能持续几分钟。问题来了：这到底是一种什么样的机制？为什么它的寿命如此长？谁在给它能量？
第二个令人神奇的地方在于，它是球形，高温，就像一个等离子球，对于物理学家们来说，这就更让人费解了。到底是什么力量把一个高温体束缚于一个球内？
NASA在国际空间上做的燃烧实验，图片来自NASA。
一团火只有在太空微重力环境下才可能呈现一个球形，而如果在地球大气中，这团火会迅速消散，且不可能呈球形。但球状闪电却可以！
诡异的特征
它通常在强雷电天气出现，这也是“球状闪电”之所以被称为“闪电”的原因，显然，如果它漂浮于夜晚的乱坟岗，那么它只会当成是“鬼火”，或者是另一种“鬼火”。
球状闪电的直径在1至100厘米之间，当然还有少数更大的，最常见的是10至20厘米之间。其亮度约等于100瓦的电灯泡，因此，即使是白天，昏暗的雷雨天气下也可见。
被人们看到的球状闪电，有不同的颜色，而红色、橙色和黄色被看到的最多。
球状闪电行动诡异，它可能静止于空中，也可能是毫无规律地漫游，水平移动时通常是每秒一两米，但它也会垂直上下移动。
它有时是静静地消失，不带走一粒尘埃，有时是爆炸，带走某个人。
它能通过烟囱进入某户人家，并在家里飘荡。而另一些目击者却说，球状闪电是通过紧闭的门或者窗进入的，如果目击者说法为真，则球状闪电会穿墙术。
1969年出版的《自然》杂志上，有这么一篇记载球状闪电的文章，作者是Jennison, R. C。文章是这样讲述的：作者坐在一架全金属客机客舱的前面（航班EA 539），客机飞行中遇到雷暴天气，突然，一道明亮的闪电从外部笼罩着客机，并听到巨大的声响，几秒钟后，一个发光的球体，直径20厘米左右，首先出现在飞行员的驾驶舱附近，之后，它飘向作者，距离他半米左右。
而关于球状闪电伤人的报道也不少。比如1638年10月21日，英格兰的德文郡出现一场大雷雨天气，有人报告说，在那一天，有一个直径超过两米的大火球冲入一所教堂，造成4人死亡，约60人受伤。
关于球状闪电的目击者报道多达数千起，实际可能还会更多，因为很多人见到了球状闪电后只是默默地惊讶，并没有上报，比如国内的很多网友。
半个多世纪前，由于目击者们的说法过于怪异，科学界一直没有承认球状闪电，并认为那是一种怪谈，直到后来，有了更确凿的证据后，科学界才终于承认它的存在。
成因探讨
对球状闪电的探索是异常困难的，虽然世界各地的相关目击者报道数不胜数，但你真要去寻找并去研究它时，你可能一辈子都看不到一个球状闪电，作为一个科研人员，这是很悲惨的。因此，并不是研究人员们对球状闪电不感兴趣，而是把球状闪电作为研究对象需要很大的勇气。
你研究了一辈子，结果别人问你，你看到过吗？你说没有。
退一万步，即使你真的看见了，但它几十秒后就消失，如此短暂的时间里，该如何下手？有一个可能是，由于等待了40年终于见到真身，然后研究人员激动异常，这让他忘了一切，他扑了上去，与它同归于尽。
所以，对球状闪电最好的研究应该是在实验室里把它造出来，就像吹气球泡泡，一个一个地把它“吹”出来，供人们观赏并鉴定，如此，你的研究才可能被世人信服。
下面，咱们来看看一些实验室的研究：
马克斯·普朗克研究所
图片作者Sfusare和Equazcion。
上图是马克斯·普朗克研究所在实验室造出的发光球，他们是通过在水箱中施放高电压而产生的。然而，连他们都不敢说，这就是球形闪电，而只是说，产生了类似“球形闪电”的效应。
从微波炉里面产生
图片来自以色列特拉维夫大学的Eli Jerby教授。
上图是以色列的Eli Jerby和Vladimir Dikhtyar教授的实验，他们在微波炉中产生了等离子球，并在2006年将实验结果发表。
这是他们制造的等离子球视频截图。同样，他们也只能说这是等离子球，类似于球状闪电而已。要说它就是球状闪电，我们是不信的，因为自然界并不是一个大功率微波炉。
蒸发硅
2007年，两名巴西科学家用电焊的方式蒸发一块硅片，从而产生了持续8秒的在地上弹跳的小火球。而这个实验，他们是穿着拖鞋做完的。
大家别被拖鞋迷惑了，实际上，这种举重若轻的境界没有多少人能可以达到。让咱们来看看动图。
估计，不少人对巴西的这两位研究人员会报以笑声，这要是球状闪电，那我们这些电焊工天天都能产生一堆，而且是一大堆。但是且慢，它们产生的这种能在地上翻滚的持续8秒小球，说不定最接近真相。
因为2012年6月，中国的研究人员在青海省一个雷电天气中绘制辐射地图时，拍到了一个球状闪电。2014年1月，研究人员将相关视频和光谱分析发表在《物理学评论快报》上。
图为球状闪电的光谱分析，由西北师范大学袁萍教授和她的博士研究生岑建勇、薛思敏提供。
仔细看光谱分析，我们发现，球状闪电的光谱中，最多的是硅元素，这意味着球状闪电里面包含很多硅。
于是，这就衍生了关于球状闪电的一种解释，它就是“硅假说”。
硅假说
这个假说是这样的，土壤和岩石中含有大量的二氧化硅，这是众所周知的事实。当强闪电击中土壤或岩石时，闪电的能量瞬间蒸发里面的二氧化硅，并以某种方式将氧气从二氧化硅中分离出来，得到了较为纯净的硅蒸气，球形的硅蒸气再次与空气中的氧结合时产生热量，并放出光。
如此说来，科学界就认定“硅假说”了？哪有这么容易，仔细分析，我们就能判断，“硅假说”也不能完全解释球状闪电。因为硅假说的原理不难理解，既然不难理解，那么很多实验室都应该能利用强大的电弧蒸发硅片，并造出一个个漂浮于空中的球状闪电。但目前，除了上面穿拖鞋的那位，我们并没有看到相关报道。
而穿拖鞋的那位，并不是说他穿着拖鞋，我们就不信服他，而是他造出的发光球并没有在空中漂浮，到处漫游，只是在地上滚，这跟大街上的电焊太像了。
另外，很多目击者报道显示，球状闪电也出现于高空，比如飞机周围。这又难以解释了，因为大气中没有硅。
图为国外网友nz上传的视频，雷电天气下，一个火球从天而降。此视频来自网友，是不是球状闪电，还有待探讨。
除了“硅假说”，至少还存在15种以上的假说，这里就不一一介绍了，只说最玄乎的两种。
反物质假说
1971年，Ashby和Whitehead提出，球状闪电是由从外太空进入地球大气的反物质极小微粒形成的。
显然，这种论调一提出，就遭到了很多人的反对。因为这需要咱们的太阳系中有不少暗物质才行，但事实不是这样。
黑洞假说
原初黑洞是一种假想的黑洞类型，它不是由大质量恒星的引力坍缩形成，而是来源于宇宙早期大爆炸暴涨时遗留至今的黑洞，超大质量的原初黑洞是宇宙中暗物质的候选者之一。除了超大质量的原初黑洞，按照1998年Mario Rabinowitz在“天体物理学和空间科学”杂志上发表的论文，他认为地球上存在的那些极其微小的原初黑洞，它们才是球状闪电的能量之源。
显然，这种建立在假想之上的假想是很难让人信服的。然而，结合很多目击者那些玄乎其玄的说法，比如球状闪电能穿过一堵墙或者关着的门窗，能逆风漂游等等，我们似乎又需要一些更开脑洞的解释。
总之，球状闪电对于人类来说依然是一个谜，我们期盼着科学界有一天能彻底弄清楚它的机制，也许到哪一天，说不定我们会有什么大发现。
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