揭开球形闪电其中的奥秘是什么？

很久以来，很多人都对球形闪电是否存在表示怀疑，直到160多年前，人们才开始认真对待它们，并开始研究它们。不过，由于球形闪电并不多见，科学家很难做系统的观测，并加以研究。至今也没有人拍摄到高质量的球形闪电的照片来做科学研究。尽管如此，有关球形闪电的研究依然在进行。那么，球形闪电究竟是如何形成的呢？对于这个问题，世界各国的科学家们提出了不少的想法。

2002年1月15日，英国皇家学会发表了一篇《关于球形闪电的形成原理》的文章。在该文章中，他们提出了三种理论。

第一种理论认为，球形闪电是由含有水合离子的小水滴组成的。他们认为，球形闪电是一个包含等离子体的电化学结构——在温度、压力、电磁场和重力场的相互作用下，水合离子保持着一定的平衡。

在很早以前，苏联的一位物理学家就提出了类似的观点。他认为，在强雷的影响下，地球中的电场强度加强，击中大气中的水滴，而且还在水滴周围形成强场的枝状闪电，这时如果有异质（灰尘、沙子等）落入水滴中，水滴就会膨胀起来。当电流的电阻不断增强，水滴的反应变得更加剧烈，最后分解成氢和氧。这两种元素在强电流的影响下，燃烧形成了火球（球形闪电）。

第二种理论认为，球形闪电是由聚合体细丝缠绕而成。他们认为，灰尘中的自然微粒形成细丝状结构，并聚合在一起，变成了一个高度充电的球体。这个球体通过表面放电来释放能量，同时形成了光。

第三种理论认为，球形闪电是由金属纳米粒子链构成。他们认为，土壤或木材等物质在普通闪电的作用下，释放出的金属蒸气，浓缩形成网状的金属纳米粒子球（球形闪电）。它通过金属纳米粒子的表面氧化来完成能量的释放。这个理论可以很好地解释球形闪电为什么能穿过飞机上密封的金属舱壁。

这一提法和新西兰的两位科学家——阿伯拉翰森和戴尼斯在2000年发表的论文中提出的看法是非常相似的。他们在发表的文章中称，球形闪电是硅燃烧发光所致。他们认为，雷电击中土壤后，能引起其向大气中释放含有硅的纳米微粒。这些微粒进入大气后，连接成链，聚合形成球状细丝网。该球状细丝网中的颗粒由于接受了雷电袭击的能量，具有很高的活性，当达到一定的温度时，它们就会被氧化，并且释放出能量。研究人员还通过实验发现，在模拟的闪电条件下，含有硅的纳米微粒的氧化速率与球形闪电的生命周期是一致的。含硅颗粒组成的球状细丝网极具弹性，能轻易穿过大多数的门窗，只要空气能穿过的地方，它都能穿过。

实际上，关于球形闪电的形成原理，人们还有很多的猜测。

1955年，苏联的物理学家彼得·卡皮查就提出，球形闪电可能是由电磁干扰效应所引起的。后来，日本科学家在实验室中观察到了由微波干扰所产生的一系列类似球形闪电的现象，特点是运动方向不受气流影响，可以穿越固体物质等。这个实验结果为卡皮查的理论提供了一些证据。1996年，俄罗斯人韦杜塔也提出球形闪电的形成与电磁辐射有关。

1998年，一位西班牙物理学家认为，在普通闪电的发生过程中，磁场约束了等离子体，从而形成了球形闪电。他认为是普通闪电发生时，会形成一种水平的和一种垂直的磁场，这两种磁场相互交织，形成磁力线网。在某种情况下，磁力线网发展成一个球形，并俘获发光等离子体，形成了一个火球（球形闪电）。火球持续的时间在10秒至15秒之间，当等离子体开始冷却之时，火球也就不再存在了。这个理论指出，球形闪电只有沿磁力线方向的局部温度较高，其他大部分地方的温度都较低。这就很好地解释了球形闪电并不发热，却能在接触到物体后发生爆炸的现象。

虽然，很多科学家对球形闪电的形成原理提出了很多不同的看法，不过，人们还是不得不承认，球形闪电仍是自然界的又一个未解之谜。虽然有人在实验室里模拟出了微型的球形闪电，不过人们也发现，在体积和存在的时间上，实验室球形闪电和自然界球形闪电之间还有很大的距离。而且人们很疑惑的是，为什么球形闪电不具有能源，无法辐射热量，但却可以发光。看来，要说明这一情况，还要更强大的理论支持。

闪电是如何形成的，球形闪电是什么？3D动画下解释原理