从尖铁棒到等离子带

1753年，在美国的勃兰地兹，出了一件“怪事”：一些房屋上竖起了一根根铁棒，它们的尖端直指苍穹。

“这还了得，竟敢把 ^‘ 矛头 ^’ 指向上帝！太不吉利了，太不吉利了！”

在教会和保守势力这样的蛊惑下，一些居民当晚就偷偷拆下了这些尖铁棒。

“不吉利”果然降临人间——一阵挟着雷电的暴风骤雨之后，没有那种尖铁棒的、“神圣”的教堂着火了。

愚昧付出了惨痛的代价，而装有尖铁棒的房屋则安然无恙——这和“太不吉利”的预言正好相反。

我们知道，那些尖铁棒就是西方最早的避雷针，它是美国科学家富兰克林（1706～1790）首先在这个地区试用的——一年前的夏天，他作出了这个发明。而有史料记载的世界上的第一根避雷针，则出现在中国的唐代武则天时期（684～704）。那时五台山的五个“台顶”曾建立过“镇龙”铁塔——一种避雷针。

富兰克林的避雷针的原理，是用“尖头”来引雷，这在理论上完全正确——与其对空中积累的电荷进行“堵拒”，倒不如“引导”，就像大禹当年治水“疏通九河”那样。

但是，当尖头避雷针在1762年传到英国以后，英国国王乔治三世（1738～1820）在约1780年却认为：避雷针应该做成钝头的形状，这样才可以“拒雷”。

于是，一场关于避雷针形状的争论，就持续了100多年。

在20世纪，美国物理学家莫尔对避雷针形状进行了30多年的研究，最后得到了正确的结论：用钝头避雷针“引雷”来避雷，比用尖头避雷针“拒雷”来避雷的效果更好——富兰克林和乔治三世各对一半，各错一半。

但是，人们却不止一次地发现，即使装上钝头避雷针或避雷带也不是进了，“保险箱”“——雷公”、“电母”年年岁岁光顾，雷击灾难岁岁年年降临。

这又是什么原因呢？科学家们终于开了窍：安装避雷针或避雷带是被动地“守株待 ^‘ 雷’”；而且，时机也不好——不是把它消灭在“摇篮”之中，而是等它长成“大器”之后。

这下拨云见日了—要主动出击，要趁早动手！

基于这种思路，世界各国主动出击、趁早动手的避雷发明百花齐放。

在1990年的北京亚运会的建筑物上，发明家采用的是一种全新的避雷措施，这就是当时中国最新研制成的“半导体消雷器”。

半导体消雷器的原理是，变传统的被动引雷为主动消雷，把雷击消灭在发生之前的“萌芽状态”。当空中聚集到一定量电荷的时候，消雷器就能“感觉”出来；在可能形成雷击之前，消雷器就主动出击，自动发出电流，去把空中电荷中和掉。消除了空中积累的电荷，“雷公”、“电母”就无法耀武扬威了。

由于这种主动“消雷”的办法，能百分之百地消除由地面向上发展的雷电，所以各国竞相研制。此前美国研制的消雷器能发出毫安级的电流；而中国研制的这种消雷器，能发出安培级的强大中和电流，是美国消雷器的1 000倍。

但是，空中的雷电成因十分复杂，至今有些规律还没有摸清，所以雷击事故仍“涛声依旧”。比如，近年在美国，仅因夏季雷电每年就有大约500人死伤，而给电力公司造成的损失则超过1亿美元。2007年5月23日下午4时20分，在重庆开县义和镇兴业村小学，也发生过小学生7死44伤的球形雷击悲剧。

为了更好地主动出击和趁早动手，美国科学家发明了一种“超级避雷针”。

早在30多年以前，美国科学家就产生过让酝酿雷雨的乌云在安全的时刻和安全的地点放电的想法。当时，他们在佛罗里达州进行试验，在雷雨乌云还没有“成熟”之前，就向它发射带有接地导线的火箭。让乌云里的电荷在形成闪电之前，就顺着导线进入地下，也就减少了产生雷电的可能性。不过，发射每枚价值1 200美元的火箭费用昂贵，也不是十分可靠。再说，也不可能频繁发射：在人口稠密地区，发射后的火箭残骸落地，遭到过居民的反对。此外，失败的可能性达到40％：不是导线断落，就是发动机发生故障。有时，引来的闪电突然离开导线，分成几股“流窜作案”。

于是，科学家又产生了试验激光避雷的想法：在空中建立一条输导电流的等离子带，让雷电沿等离子带直接引向地下。激光避雷法的关键是要保护好激光发射机免遭雷击——用被普通避雷针包围的反射镜把激光射向雷雨乌云。这种激光发射机“超级避雷针”应该价格低廉，——以便所有重要的设施都能安装。

在2005年，激光避雷法取得令人鼓舞的成果，使引雷技术向实用化迈进了一大步。科学家建起的输导等离子带长100多米，直插乌云。激光束改变了雷电走向，使它沿着这条带子直达地下或引向避雷塔。激光避雷法不仅使人的生命和设备变得安全，还能影响天气。例如，随着闪电出现的雷声震撼了乌云，就把小水珠聚成大水滴开始降雨。激光避雷法既避免了闪电，又防止了暴雨，或许——还能制止一场引起灾难的冰雹。

此外，近年许多国家还研制出了放射性同位素避雷针——用镅（Am）－24放射出有很强电离能力的α射线，把空中的电荷引到地下。