中国古代物理史-对电现象的认识

中国古代对电的理解始于闪电和摩擦现象。早在3000年前的商代，甲骨文中就有形声字“雷”和“点”。西周初，青铜器上出现了“点”字和“玉伽”字。

王充在《论语·雷横序篇》中写道:“云雨达时，雷电交加”，并明确提出了云与雷电的关系。在随后的古籍记载中，有大量关于闪电及其灾害的记载，其中明代张(1525 ~ 1582)的球形闪电记载最为精彩。在细致观察的基础上，他详细描述了大小、形状、颜色、出现时间等。闪电火球留下了可靠而有价值的书面材料。

在仔细观察的同时，人们也在讨论闪电的成因。《淮南子注·行训》认为“阴阳分雷电为电”，即雷电是阴阳对立的产物。王冲持有类似的观点。明朝的刘基(1311 ~ 1375)说得更清楚:“打雷，天气阴沉而刺激。杨琪被困在阴将迫。它会以极大的力量爆炸。声音是雷声，光是电。”显然，一些人意识到闪电是同一自然现象的不同表现。

尖端放电也是一种常见的电气现象。古代的武器主要是矛、剑和戟，而矛和戟的锋利的边缘经常导致尖端放电的发生，因为这种现象。例如，在《汉书·西域记》中，就有“元初(公元3年)”.....枪头点燃了一把火”。晋代《搜神记》中也有这样的记载:“鸡风有火，远看似吊烛”。避雷针是尖端放电的具体应用。在古代中国，人们采取各种措施来防止闪电。古代宝塔的塔尖通常涂有金属膜或镀金，而高层建筑的瓦片被制成动物形状并安装在空中，所有这些都起到了防雷的作用。例如，武当山主峰顶上矗立着一座有500多年历史的金殿。尽管它高高耸立在山顶上，但从未被闪电击中。金色大厅是一座全铜建筑，顶部设计精美。除了脊饰外，曲率不太大，所以脊饰就像一根避雷针。每当雷雨季节，云层和黄金大厅之间都会有巨大的电位差。电弧是由脊状装饰放电产生的。电弧使空气迅速膨胀，电弧像一个巨大的火球一样变形。那时，雷声震动了大地，闪电像一条金色的蛇一样四处飞舞，巨大的火球在金色大厅的顶部跳跃和翻滚，使它壮观。雷雨过后，金色大厅被水和火调和，变得更加金色。如此巧妙的防雷措施令人惊叹。

我国古人也通过仔细观察准确地记录了闪电对不同物质的影响。《南齐书》有一篇关于雷击的详细记述:“雷震惠济山阴恒山宝林寺，有四个断闸，电灼塔下佛面，但窗户都一样”。也就是说，强大的放电电流通过佛面上的金属薄膜，完全熔化。窗户是木制的，保持不变。沈括在《孟茜碧潭》中更详细地描述了类似的现象:“李顺举，一个内部的仆人，被雷雨震惊了。在大厅的西屋，打雷的火从窗户冒出来，突然从屋檐冒出来。人们认为主要的房子已经被烧毁，所以他们都逃走了。和雷查姆现在完全放弃了。所有的墙壁、窗户和纸张都是贵州的。有一个木制格子，里面有各种各样的储藏容器。漆器上的银融化在地上，漆器并不担心。有一把珍贵的刀，非常坚固的钢(刚)，它在刀室里融化成汁液，而且刀室看起来也像它。人们必须说火应该烧植物，然后流石头。这是一个石头和石头都被黄金和白银覆盖的时代，当没有植被被破坏时，这是人类无法判断的。”事实上，出现这种现象只是因为漆器和刀室是绝缘体，珍贵的刀和银扣是导体。

在我国，摩擦起电现象已有充分的文献记载，早期常用的材料是琥珀和玳瑁。早在西汉时期，《春秋》就包含“龟甲(玳瑁壳)和“小物件”。《论衡》中也有“敦睦多解”，这里的敦睦也指玳瑁。三国时期，于凡年轻时就听说“琥珀不吃烂芥末”。潮湿的芥末由于其水分含量而成为导体，所以它不会被带电的琥珀所吸引。琥珀很贵，人们经常把鱼和珍珠混在一起。在南朝时期，陶弘景知道“手掌热时才拣芥末”是鉴别琥珀真伪的标准。南北朝时，雷伊在《鞭炮论》中写道:“琥珀血如血，用布擦热，吸芥子也是真的。”。他把别人的手摩擦变成了布摩擦，这大大增加了静电引力。西晋张华(232 ~ 300)描述了梳子和丝绸摩擦产生的放电和发声现象:“今天人们梳头脱衣服时，有梳、解、有光的人，也有声音。唐代段曾这样描述在黑暗中摩擦黑猫皮来发电:“如果猫是黑色的，它在黑暗中跟着它的皮毛走，也就是说，如果它是火星的话。”。摩擦起电也有特定的应用。根据宋代张邦基的《莫家庄漫录》，孔雀羽毛制成的扫帚可以吸引冰片(可用于制作香料的有机化合物碎片)在每一个宫殿里，人们都投掷冰片来驱除(避免)污秽。之后，我们会用祖母绿的羽毛扫动它，然后聚集在一起。没有人被落下。“关于摩擦起电仍有许多记录。

现代电学是在对闪电和摩擦起电的大量记录和理解的基础上发展起来的。中国古代学者对电的研究极大地丰富了人们对电的认识。