中國古代對雷電現(xiàn)象的認(rèn)識

1、第五章 中國古代對雷電現(xiàn)象的認(rèn)識、武當(dāng)金頂雷火煉殿與應(yīng)縣木塔避雷之謎第一節(jié) 中國古代對雷電現(xiàn)象的認(rèn)識一 中國古代對“雷”、“電”的解讀大自然中的雷電現(xiàn)象早就引起了我國先民們的關(guān)注和研究，遠(yuǎn)在公元前一千多年殷商時期的甲骨卜辭中，就已經(jīng)出現(xiàn)了“雷”字?！袄住弊肿钌厦嬉粰M表示天，最長的一豎表示雨，里面的小點也是雨；下面的“田”字表示田野，由于當(dāng)時實行的是“井田制”，所以寫成了“田”。而整個“雷”字則表示下雨時，在田野上空發(fā)出的雷聲。在西周時期的青銅器上，就已經(jīng)出現(xiàn)了“電”字，“電”字的上面是個“雨”字，下面是個“電”字，整個“電”字不但表示了人們在田野上空所見到的強烈閃光的形狀，而且還表示了只有在下

2、雨時才能夠看到這種閃光。雖然這里的“電”字是專指閃電。但是它已經(jīng)向我們傳遞了這樣一個科技信息，即我國古代的先民們不但用文字的形式，形象地描畫了閃電，而且還明確表示了它的出現(xiàn)與下雨有關(guān)。二 中國古代關(guān)于雷電現(xiàn)象的記錄與解釋1.對雷電形成原因的認(rèn)識在漢代以前的書籍中，我國就已對許多發(fā)生過的雷電現(xiàn)象進行了記載，并對其形成的原因及其本質(zhì)進行了探討，先后提出過多種不同的解釋。西漢時期的淮南王劉安在淮南子 墜訓(xùn)形中就有“陰陽相薄為雷，激抇為電”之說，意即陰陽二氣的彼此相互碰撞而產(chǎn)生了雷；當(dāng)陰陽二氣彼此碰撞后分開時則產(chǎn)生了電。東漢的王充在論衡 雷虛篇中也用類似的觀點來解釋雷電的成因。他指出：“盛夏之時，太陽

3、用事，陰氣乘之。陰陽分爭，則相校軫。校軫則激射?！边@段話意思是說夏天陽氣占支配地位，陰氣與它相爭，于是便發(fā)生碰撞、摩擦、爆炸和激射，從而形成雷電。他還用水澆在冶煉的爐火中為例，形象地說明雷電的形成過程：“試以一斗水灌冶鑄之火，氣激弊裂,若雷之音矣。 天地為爐，大矣；陽氣為火，猛矣；云雨為水，多矣；分爭激射，安得不迅?！蓖醭涫中蜗蟮貙⑻斓乇茸饕粋€大熔爐，太陽為爐中之火，云雨就是澆灌在爐火上的水，水火相互作用引起的轟鳴聲，那就是雷。王充還用具體的實例來說明雷電就是火，駁斥了當(dāng)時盛行的雷電為“天公發(fā)怒”之說。他指出：“雷者，火也。以人中雷而死，即詢其身，中火則須(須)發(fā)燒燋，中身則皮膚灼燌，臨其尸

4、上聞火氣，一驗也。道術(shù)之家，以為雷燒石色赤，投于井中，石燋井寒，激聲大鳴，若雷之狀，二驗也。人傷與寒，寒氣入腹，腹中素暖，溫寒分爭，激氣雷鳴，三驗也。當(dāng)雷之時，電光時見，大若火之耀，四驗也。當(dāng)雷之擊，時或燔人室屋及地草木，五驗也。夫論雷之為火有五驗，言雷為天怒無一效?！比A東師范大學(xué)教授袁運開先生認(rèn)為：“這一段約兩千年前的話用驗尸，投石，腸胃病，電閃，雷擊等物質(zhì)現(xiàn)象說明雷電的本質(zhì)，批駁迷信，寫得實在精彩！特別是能把對各種物質(zhì)現(xiàn)象的觀察聯(lián)系起來思考，并作出概括，反駁繆論，實屬不易。就方法講，他既采用了觀察，模擬的手法，又運用了歸納，綜合的手法，雖然并并不象今天這樣完備，但從科學(xué)史的角度來看，也確實

5、是很可貴的。至于其觀察和結(jié)論，受當(dāng)時客觀條件的限制，當(dāng)然是存在許多問題的?！碧拼院笕藗冴P(guān)于雷電現(xiàn)象的成因又有了新的認(rèn)識。唐代的孔穎達(dá)在左傳 疏中說：“電是雷光”。宋代的陸細(xì)在埤雅里講：“電，陰陽激耀，與雷同氣發(fā)而光者也”。他認(rèn)為陰陽二氣相激，“其光為電，其聲為雷?！庇谑浅霈F(xiàn)了雷電。他還用鐵與石相擊所產(chǎn)生的火星與聲響來比喻雷和電。宋代周密的齊東野語則認(rèn)為陰氣凝聚，陽氣被包圍在當(dāng)中，一下子爆炸開來，于是就“光發(fā)而聲隨之?！睂τ诶纂姷木薮笸?，宋代朱熹的解釋更有趣，他說雷電是“陰陽之氣，閉結(jié)之極，忽然迸散出。”用現(xiàn)在的物理語言表示，這就是說當(dāng)陰陽二氣的能量積累達(dá)到一定的極限值時，這些能量便會在極短

6、的時間內(nèi)爆發(fā)，于是就見到了閃電和聽到了雷聲。元末明初的劉伯溫在其著作劉文正公集中說：“雷何物也？曰雷者，天氣之郁而激發(fā)也，陰氣團于陽，必迫，迫極而迸，迸而聲為雷，光為電。”這段話基本上是對前人關(guān)于雷電成因所作出的一系列解釋的歸納性總結(jié)。2.對導(dǎo)電體與絕緣體的認(rèn)識對雷擊過程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，我國古代的學(xué)者們也曾作過詳細(xì)的記載，并提出了他們通過仔細(xì)觀察后所得出的分析結(jié)果。從南北朝中期（公元490年），開始，一直到明末清初（公元1644年前后），這方面的記載屢見不鮮。例如公元490年編撰的南齊書 五行志中就有記載：“雷震會稽山陰恒山保林寺，剎上四破，電火燒塔下佛面，而窗戶不弄也?！庇媒裉斓碾妼W(xué)知識來

7、分析，落雷時，云層與地面之間放電，佛面一般涂有金粉，是一層導(dǎo)體，強大電流通過時將產(chǎn)生高溫使其發(fā)熱以致熔化。木制的窗戶其絕緣性能一般都比較好，尤其是刷過油漆的窗戶，如不遭受雨淋，一般不會遭受雷擊而能保持原樣。北宋的沈括對上述類似現(xiàn)象的記載更為詳細(xì)，他在夢溪筆談 神奇中說：“內(nèi)侍李舜舉家曾為暴雷所震。其堂之西屋，雷火自窗間出，赫然出檐。人以為堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然，墻壁窗紙皆黔。有一木格，其中雜貯諸，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅鋼，就刀室中熔為汁，而室亦儼然。人必謂火當(dāng)先焚草木，然后流金石。今乃金石皆鑠而草木無一毀者，非人情所測也。佛書言，龍火得水而熾，人

8、火得水而滅，此理信然。”這段話記述了內(nèi)侍李舜舉家的房屋在遭受暴雷雷擊以后，房屋各處都保持原樣，只有墻壁和窗紙都變黑了，屋內(nèi)木架上放置的各種器皿，其中有鑲銀的漆器，銀全部熔化流在地面上，而漆器卻沒有被燒焦。有一把質(zhì)地很堅硬的鋼刀，在刀鞘中熔為鋼水，但刀鞘卻保持原樣。于是沈括就用佛家的“龍火”與“人火”來解釋這一奇特現(xiàn)象。這里所謂的“龍火”實指雷火，意思是說雷火因為有水而更“熾”。其實，唐代的王冰在注釋素問時，就有“龍火得水而熾”之語。沈括通過雷電對金石和草木作用的不同效果，實際上已經(jīng)描述了導(dǎo)體與絕緣體之間的區(qū)別。南宋初年的莊綽在雞肋篇里，曾記載了他在南雄州所看到的一次雷襲擊后的情形：“大雷破樹者

9、數(shù)處，而?；鬯缕召t像亦裂，所乘獅子凡金所飾與像面皆銷上釋，而其余采色如故?！?“與沈所書，若相符也?！鼻f綽認(rèn)為，他所看到的雷擊情況基本上與沈括在夢溪筆談中所記載的雷擊情形相一致：明末成書的艮齋筆記中的亦有此類記載：“崇禎十六年夏，一夕大雨，霹靂起奉先殿中，殿門俱開。門前白石為雷火所燔，有燔龍痕。門上金鋪，龍爪印其上。爪所著處，金皆熔化”。明末的方以智根據(jù)這些記載，得出了這樣的結(jié)論：“雷火所及，金石銷熔，而漆器不壞?！边@比前人講得就更加明確了。但是，如果在某種意義上說，這是我國古代對導(dǎo)電體與絕緣體概念的最初認(rèn)識，編者認(rèn)為這還談不上。第二節(jié) 中國古代的避雷技術(shù)一 中國古代關(guān)于尖端放電現(xiàn)象的記載關(guān)于

10、尖端放電的現(xiàn)象，早在西漢末年，人們就已經(jīng)開始對它進行觀察記錄了。漢書 西域傳中就有“元始中（公元3年）矛端生火”的記載。即金屬制成的長矛尖端，在一定條件下有放電現(xiàn)象。晉代搜神記中亦有類似的記載。王充在論衡 龍?zhí)撈?，曾對?dāng)時流行的“龍無尺木以升天”之說進行了解釋：“短書言：龍無尺木無以升天，短書之家，世俗之人也。見雷電發(fā)時，龍隨而起，當(dāng)雷電樹木擊之時，龍適與雷電俱在樹木之側(cè)，雷電去，龍隨而上。故謂從樹木中升天也。實者，雷龍同類，感氣相致?！边@里的“龍”為何物？王充引用了儒家之說：“龍者，云之類?！彼^的“龍無尺木無以升天”現(xiàn)象，實際上就是下雨打雷時，雷電形成過程中的尖端放電現(xiàn)象。王充對“龍無尺

11、木無以升天”現(xiàn)象的解釋，雖然不符合科學(xué)道理，但是，他的記載至少證明了我國至遲在東漢時期，就已經(jīng)觀察到雷雨過程中的尖端放電現(xiàn)象，這比西方要早1600多年。二 中國古代的避雷技術(shù)我國早在戰(zhàn)國時期就可能知道雷擊是可以避免的，根據(jù)古代文獻(xiàn)記載，其時已經(jīng)出現(xiàn)了用大青石建造的“避雷室”。劉宋朝的盛弘之在荊州記中對此作過描述：“湖陽縣，春秋蓼國樊重只國也。重母畏雷，為母立石室以避之，悉以文石為階砌，至今猶存?！贝髂钭嫦壬鷮Υ苏J(rèn)為：“自然，古代人并不知道絕緣避雷的道理。他們建造石室，僅以為大青石堅固，不易為雷所劈裂罷了?！钡砻?，其時我國已經(jīng)能采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣矶惚芾讚袅?。人們都認(rèn)為世界上最早的避雷針是美國人

12、富蘭克林于1760年在費城安裝的。富蘭克林在科學(xué)上的探索精神令人欽佩，1752年6月，他以雷雨中放風(fēng)箏的實驗，弄清了雷電的本質(zhì)，就是物理學(xué)發(fā)展史上的一件大事。但避雷針是否為他所首創(chuàng)，則值得商榷。因為有不少史料表明，中國早在富蘭克林之前就已經(jīng)有了與其相類似的避雷裝置。因為，稱得上避雷針的東西必須是：第一，建造它的事先目的在于防雷 ； 第二，它的上端應(yīng)該是金屬制成的尖端狀物；第三，金屬尖端狀物應(yīng)有導(dǎo)體把它和大地相連接。在中國古代的建筑物上有這樣的避雷裝置嗎？答案是完全肯定的：有！在中國古代的許多史籍中有頗多宮殿遭“災(zāi)”的記錄。左傳說：“人火曰火，天火曰災(zāi)”。天火即雷火，故而古籍中所謂的“災(zāi)”，常專

13、指由雷擊引起的火災(zāi)。漢書 五行志中記有“文帝七年六月癸酉，未央宮東闕災(zāi)”“太初元年,柏梁臺災(zāi)”等數(shù)十條這樣的記錄。在柏梁臺“災(zāi)”后重建時，有個名叫“男之”的廣東方士（古籍作“越巫”或“粵巫”）向漢武帝提出在屋頂設(shè)“鴟尾”的防“災(zāi)”方法。宋代的龐元音在文昌雜錄中曾論述過此事：“鴟尾，東海有魚虬，噴浪則雨降，尾以鴟，因以為名。漢百梁臺災(zāi)，越巫上厭勝之法，遂設(shè)鴟魚之象于屋脊”。但也有人認(rèn)為“鴟魚”二字實為“蚩尾”之誤。唐代蘇鶚在蘇氏演義中說：“蚩尾，海獸也。漢武帝柏梁臺災(zāi)，有上疏者云，蚩尾，水之精，能避火災(zāi)，可置之殿堂”。宋代黃朝英在湘素雜記中則把“蚩尾”和傳說中曾和黃帝爭天下的“蚩尤氏”相聯(lián)系。他

14、在該文中說：“蚩尾既是水獸，即蚩尤是也。蚩尤銅頭鐵額，牛角牛耳，獸之形也”，他認(rèn)為屋脊上的“蚩尾”，就是按神話中的蚩尤“銅頭鐵額，牛角牛耳”這一形象做的。所以最早的“蚩尾”，實際上就是在屋脊上按裝一些由銅鐵所制，狀如牛角一樣的金屬尖端刺向天空的裝置。經(jīng)過長達(dá)數(shù)千年的變化，所謂“鴟吻”、“鴟尾”或“蚩尾”的外形已有多種。有變?yōu)辇埿挝镆澡F制龍舌或龍須，龍尾刺向天空的；也有成鳥鵲或雄雞狀；也有如湘素雜記所說：“自唐以來，舊寺觀殿宇尚有為飛魚尾上指者”。雖然，這些安裝在屋脊上的裝飾物的外形都不盡相同，但是，它們都有幾條鐵制尖端物刺向天空，這就是它們共同特點（也有直接用一把劍的）。因此，這些裝置都與“尖

15、端放電”有關(guān)，盡管當(dāng)時的人們并不知道它的真正科學(xué)道理。在中國古代的許多建筑物上，屋頂上都設(shè)置有各種動物形狀的瓦飾（見圖51），尤其是那些昂首向上伸舌并涂有一層金屬涂料的吻獸（一般都連接有金屬條與地相通），實際上已經(jīng)起到了避雷的作用。在一些古塔上，它的尖頂通常被涂以一層金屬涂料，有的塔頂就是用金屬材料制成的。例如，江蘇高淳縣固城湖西北有一“保圣寺塔”，首建于三國時吳赤鳥二年即公元239年,總高31.5米。塔頂就有四米高的鐵制古剎，是由覆缽、相輪、寶葫蘆等幾部分組成。該塔長期來雖多次損壞，卻未遭雷擊，看來塔頂鐵剎也起了避雷的作用。當(dāng)然，它的尖端未接地，不是合格的避雷針，但在大雨淋濕塔身后，金屬的尖

16、端與大地間自然也就導(dǎo)電，起到了避雷作用。這是古人預(yù)先采取的防雷措施嗎？由于缺少佐證，編者不能妄加論斷。但是，在我國古代的許多高大殿宇的建筑群中，常有所謂的“雷公柱”之類的設(shè)置，而這些設(shè)置通常是采用一些容易導(dǎo)電的材料直達(dá)地下，這實際上就是最原始的“避雷針”。 唐代的武則天為了能鎮(zhèn)住五臺山 圖51中國古代的避雷裝置上作惡的所謂“五百毒龍”，曾在五臺山的五個“臺頂”上建立鐵塔。日本僧人圓仁在他的游記中對此事曾作過記載。圓仁和尚于唐文宗開成三年（公元838年）來華探求佛學(xué)真諦，寫有入唐求法巡禮行記，其中記有他于開成五年（公元840年）夏上五臺山求法的見聞。他多次提到五臺山以前由于“毒龍”作怪而多雷電：

17、“五臺山，萬山之中心也，五百毒龍潛山而吐納風(fēng)云。四時八節(jié)，不輟雷雹頻降”。他看到了武則天在山頂龍池附近所建的鎮(zhèn)龍鐵塔。在游中臺臺面南的“求雨院”之后，他在入唐求法巡禮行記中記載道：“頂上南有三鐵塔，其一形似覆鐘，周圍四抱許。中間一塔四角，高一丈許。在南邊者團圓，高八尺許。武婆天子鎮(zhèn)五臺所建也”?！版?zhèn)龍”怎么與“避雷”相聯(lián)系呢？從傳統(tǒng)的中國五行八卦學(xué)說來看，八卦中“震”卦為“雷”。八卦與方位相結(jié)合時，則有“南離、北坎、東震、西兌”的規(guī)定，又有“南屬朱雀，北屬玄武（龜蛇），東屬青龍，西屬白虎”之說。古人認(rèn)為“雷從龍”，即雷和龍是分不開的。為了避免建筑物為雷電所毀 ，因此就要采取“鎮(zhèn)龍”的措施，名為

18、“鎮(zhèn)龍”，實為“防雷”。明初朱元璋推翻元朝定鼎金陵之后，曾派大臣到北京去搗毀元帝的舊宮。參與此事的工部侍郎蕭詢后來寫有故宮遺事一書，記錄了他當(dāng)時在北京的見聞。據(jù)該書記載，他在北京萬壽山頂?shù)膹V寒殿旁曾親眼見到了金章宗所立的“鎮(zhèn)龍鐵桿”：“廣寒殿旁有鐵桿高數(shù)丈，上置金葫蘆三，引鐵練以系之。此系金章宗所立，以鎮(zhèn)其下龍?zhí)丁?。金章宗是南宋與金對峙時中國境內(nèi)少數(shù)民族所建立的政權(quán)金王朝的皇帝，于公元1190年至1209年在位。他當(dāng)皇帝時，每年四月到八月，都要到較涼爽的位于瓊花島上萬壽山頂（包括廣寒殿在內(nèi)）的太寧宮去避暑。由于夏天多雷，金章宗在“廣寒殿”避暑時，就不能不考慮位于山頂建筑物的防雷問題。他所立的鐵

19、桿，上端的“金葫蘆”成尖端狀，鐵桿又使金葫蘆和大地相通；因而所謂的“鎮(zhèn)龍”，實際就是“避雷”。蕭詢所見到的就是為“廣寒殿”免遭雷擊而建造的“鎮(zhèn)龍鐵桿”，可以說是世界上最早的“避雷針”。越巫勇之向漢武帝提出在屋脊上設(shè)置“蚩尾”或“鴟尾”的事先目的就是“避雷”。他當(dāng)時有沒有讓金屬尖端和大地間以銅鐵類的導(dǎo)體相連接，這有待于進一步考證。但后來確實有能工巧匠讓“鴟尾”接地，成為真正的避雷針的。十七世紀(jì)來華的一個外國傳教士安文思（16091677年）在他的著作中國的十二大奇跡一書中對此曾有明確的記載：“用琉璃瓦作成的屋頂猶如玻璃鏡一樣閃亮。屋角以動物頭上角須的形式直指天空，這些動物是以該帝國中最受尊崇的龍

20、裝飾的。屋頂?shù)男螤铑愃朴跐h代人曾經(jīng)居住過的帳蓬。帳篷固定在一個矛狀物上，它們的各個角度是向上彎曲而指向天空。現(xiàn)在以磚瓦砌成的屋頂仍然模仿漢代人的建筑物。巨獸的舌頭指向天空，其腹內(nèi)穿過，金屬條一端插入地里。這樣，當(dāng)閃電落在屋上或皇宮時，閃電就被龍舌引向金屬條通路，并且直奔地下而消散，因而不致傷害任何人?！卑参乃荚谥袊盍?7年，他所記載的情況不但非常重要，而且也是真實可信的。戴念祖先生對此評價說：“當(dāng)時在整個歐洲尚未產(chǎn)生任何避雷或建造避雷針的思想或概念。安文思的記述也不可能是他的想象或創(chuàng)造，尤其是通過哪條金屬通路，雷電可以被引向地下而消散的觀念，無疑是當(dāng)時中國人的看法?？梢哉f，避雷針的想法和設(shè)

21、計思想淵于中國?！卑参乃嫉挠浭鲭m比金章宗在廣寒殿兩側(cè)建造“鎮(zhèn)龍鐵桿”的年代要遲得多，但它的建立時間卻仍然要比富蘭克林發(fā)明的避雷針早數(shù)百年。第三節(jié) 武當(dāng)山金頂雷火殿煉雷之謎一 武當(dāng)山金頂雷火殿煉之謎湖北省武當(dāng)山是我國著名的道教圣地之一，位于湖北省丹江口市境內(nèi)，其主峰叫天柱峰，海拔1612米。在天柱峰絕頂之上屹立著一座光耀百里的銅制房屋金殿（見圖52）。因此人們又把天柱峰稱之為金頂。金殿為銅鑄鎏金，殿高5.54米，寬4.4米，進深3.15米。殿平面為三間，圓柱做寶裝蓮花，重檐起脊，脊背上裝飾有吻獸，有龍、鳳、魚、馬、獅等。下設(shè)寶裝蓮花柱基。殿基用調(diào)花花崗石砌成，殿內(nèi)神案、供器、幾案均為銅鑄鎏金。殿

22、中間供奉的真武大帝為銅質(zhì)金像。圖52 湖北武當(dāng)山天柱峰金殿武當(dāng)山金殿建于明代永樂時期，它是在北京澆鑄成功后，由水路運抵天柱峰頂組裝的，完工時間不會遲于1417年初。殿內(nèi)真武大帝銅像的安裝要遲一些，是在金殿組裝成功的第二年即1418年。它也是由水路運抵天柱峰頂?shù)?。天柱峰頂?shù)慕鸬罱ǔ芍螅统霈F(xiàn)了一種非常奇特的現(xiàn)象：每當(dāng)雷雨交加時，金殿周圍就會出現(xiàn)盆大的火球，來回滾動；雨過天晴后，大殿光亮如新，象被洗過一樣，這就是人們所稱道的“雷火殿煉”奇觀。據(jù)武當(dāng)山道長回憶，在清末民初時每年還可以見到幾次“雷火殿煉”奇觀。并且在每次出現(xiàn)“雷火殿煉”奇觀前，還有另外兩大奇觀要先后出現(xiàn)，這就是“祖師出汗”和“海馬吐

23、霧”。“祖師”就是殿中間供奉的真武大帝銅像，每當(dāng)降大雨之前，殿中的真武大帝銅像就會象人一樣熱得汗流浹背。接著就是“海馬吐霧”。即金殿頂上的海馬有時會從口中吐出串串白霧，并咴咴地對天長嘯。此時殿中的道士得趕快離開金頂，因為此處不久就會有大雨來臨。其時金殿周圍電閃雷鳴，無數(shù)盆大的火球在金殿四周滾動激蕩，令人驚心動魄。雨過天晴之后，大殿金光燦爛，象被洗過一樣。道士們認(rèn)為，這是天帝為了保持金殿的圣潔，派風(fēng)伯、雨師、雷公、電母前來洗煉金殿，因而把此奇觀稱之為“雷火殿煉”。二 雷火煉殿之迷的解讀武當(dāng)山金頂?shù)摹白鎺煶龊埂?、“海馬吐霧”和“雷火殿煉”這三大奇觀，從物理學(xué)的角度就可以得到很好的解釋。1.祖師出

24、汗“祖師出汗”原是一個物理學(xué)問題。下雨之前，空氣中的濕度較大，金殿內(nèi)空氣所含水蒸汽較多，在大氣壓突變的影響下，過多的水蒸汽遇冷后會凝結(jié)為小水珠而布滿在祖師銅像上。雖然金殿建在海拔1612米的山頂之上，不可能沒有風(fēng)，但由于金殿鑄件精密，鉚接嚴(yán)實，金殿內(nèi)密不透風(fēng)，殿內(nèi)空氣無法流動，這才形成了“祖師出汗”這一奇觀。2.海馬吐霧“海馬吐霧”奇觀是我國明代建筑師與能工巧匠的杰作。道教把海馬神化為天馬，鑄其形象安 裝在金殿的脊頂上，取其“天馬行空”之意（見圖53）。由于這海馬的內(nèi)部是空的，并與金殿內(nèi)部 相通。雷雨前，由于天氣悶熱，且金殿內(nèi)密不通風(fēng)，使得金殿內(nèi)濕度很大的氣體膨脹，殿內(nèi)暖氣 圖53 金殿屋脊上

25、的海馬流便由海馬口中吐出，與外界冷空氣相遇而凝結(jié)成水霧，看上去就好象是從海馬口中吐出來的霧一樣。那海馬口中發(fā)出的長嘯聲，是氣流與馬口之間相互摩擦所產(chǎn)生的。3.雷火殿煉“雷火殿煉”是自然界雷電現(xiàn)象的正常反映，由于武當(dāng)山金頂一帶氣候多變，使得云層中容易帶有大量的電荷，而金殿又屹立在天柱峰頂，并且還是一座龐大的導(dǎo)電體。當(dāng)帶有大量電荷的云層與金殿頂部形成巨大的電勢差時，就會使空氣電離，產(chǎn)生電弧光，這就是閃電。同時強大的電弧使周圍的空氣劇烈膨脹而爆炸，使得電弧發(fā)生形變而成為火球，在金殿周圍滾動，并發(fā)出巨大聲響。這就是產(chǎn)生“雷火殿煉”奇觀的真正原因。由于金殿只有一個正門，又無其它可通風(fēng)之處，雷火殿煉”時，

26、如果真的有人在金殿內(nèi)，也不會有什么危險，因為他會受到靜電屏蔽的保護。民國以后，武當(dāng)山金頂?shù)摹袄谆鸬顭挕逼嬗^不僅不再重顯，相反，民國初年在金頂修建的父母殿卻遭到了雷擊，金殿本身的須彌座也多次被雷擊壞。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？專家們對此進行了大量的考察與研究。從明朝永樂十五年金殿建成到清朝末年的近五百年中，金頂上只有一座金殿，沒有其它的建筑物。從歷史資料中也沒有查閱到金殿遭雷擊破壞的記載。金頂遭雷擊而使其上面的建筑物受到破壞的情況，是從民國以后才出現(xiàn)的。專家們分析后認(rèn)為，其主要原因是民國初年在金頂上修建的父母殿和其他一些附屬建筑物，破壞了金頂與金殿的整體性，使得原有的放電通道和金殿脊飾的避雷作用得不

27、到充分發(fā)揮。后來安裝的避雷針以及所采取的避雷措施則從根本上破壞了近五百年的“雷火殿煉”奇觀。第四節(jié) 山西應(yīng)縣木塔避雷之謎山西應(yīng)縣木塔建在應(yīng)縣佛宮寺內(nèi)，真名叫釋迦塔，是遼代皇帝耶律宗真下令修建的。塔完工于1056年，距今已有900多年的歷史，是世界上現(xiàn)存最高的木結(jié)構(gòu)建筑。塔的平面成八角形，底層副階（外廓）前檐柱對邊約25米，木塔塔身為八角九層，外觀是五層（塔內(nèi)有四個暗層）六檐，從底面到塔頂高67.13米（見圖54）。這座木塔經(jīng)受了近千年的風(fēng)雨雷電以及嚴(yán)重地震的考驗，至今還屹立在雁北平原，這無論是在建筑史上還是在材料科學(xué)上都是一個奇跡。對于木塔的避雷之謎，開始并不為人們所注重，后來因國家確定木塔為

28、國家級保護文物，這才使避雷問題得到了充分的暴露，即木塔要不要安裝避雷針？按照國家規(guī)定的文物保護條例，象應(yīng)縣木塔這樣高的建筑物，肯定要安裝避雷針或采取其它避雷措施。然而就木塔到底要不要安裝避雷針，出現(xiàn)了兩種截然不同的意見。一種意見是要裝，如果不裝，萬一木塔遭雷擊毀壞，我們就要成為千古罪人；另一種意見是不裝，其理由是900多年來木塔未遭雷擊，這本身就說明木塔有避雷的功能，萬一安裝了避雷針，破壞了木塔原有的避雷機制，引來了雷電，反遭其禍；另外。裝上了避雷針后，對木塔的外形觀瞻有一定的影響。由于問題在基層無法得到解決，最后只好請教專家，由他們來決定是裝還是不裝。由吳壽煌、張蔭榕、王秉鈞、丁士章等數(shù)十位專家組成的“應(yīng)縣木塔避雷機制研究”課題組，經(jīng)過幾年的調(diào)查、研究、實地測量和實驗室的雷擊模擬實驗。實驗結(jié)果和應(yīng)用靜電模型所作的理論計算表明，雷擊對于應(yīng)縣木塔是一個小概率事件，終于解開了近千年的木塔避雷之謎：應(yīng)縣木塔的避雷機 制就在 圖 5-4 山西應(yīng)縣木塔于絕緣避雷。 首先，建造木塔塔基的石料是青石板，其導(dǎo)電性能差，接地電阻比較大，其體積電阻率近似為1010cm，也就是其絕緣性能比較好；而且，用于塔基的夯土層土坯和磚塊的絕緣性能也比較好，其體積電阻率近似為106cm；但是遠(yuǎn)離塔基處的接地電阻值則比較小。其次，建造塔身的木料絕緣性能亦比較好，其體積電阻率近似為1013cm。因此，塔身和塔基形