柯寶泰

　　人們常能看到這樣的景象：一條有如動脈血管的閃電在天上閃過之后，隨即一聲震耳欲聾的響雷便劃破了天空的寂靜。這種自然現(xiàn)象既壯觀又危險，每年全世界約有500人因雷擊而喪命，還有不計其數(shù)的房屋和工業(yè)設(shè)施被雷電毀壞。它迫使科學家們研究新的更有效的防御措施。

　　閃電是云層和大地之間快速連續(xù)放電的結(jié)果：長3公里的中等閃電散發(fā)的熱量等于200億焦耳，溫度可達攝氏1.5萬度。該如何防御它所帶來的危險呢？

　　東京大學的一些科研人員第一次成功地用激光束使閃電偏離方向，激光束為閃電“平整道路”，為它提供一條便捷并且有吸引力的路線。事實上，激光把空氣中的分子加熱，使它們不僅有足夠的能量分離成原子，而且能使它們達到等離子狀態(tài)（電子脫離了原子核后，兩者共同形成了溫度極高的氣體）。這種“熾熱離子肉湯”有一個特點，它很容易被像閃電那樣的電流穿過。這樣就產(chǎn)生了一個所謂的等離子體通道（虛通道，因為它沒有固體外形，而是粒子組成通道），它好像是“瀝青”，在空氣中建造了許多“柏油路”，以此來吸引閃電并使之改道。要做到這一點必須成功地預測到閃電什么時候發(fā)生，這就是日本研究中心為什么裝備了許多尖端的控制系統(tǒng)，以隨時測量云層和大地之間電場種種變化的原因。這些變化正是發(fā)生雷電的前奏，這些系統(tǒng)直接與激光裝置相連接。

　　要使這些設(shè)備運作很不容易：為了掌握何時出現(xiàn)閃電，科研人員往往在最差的氣候條件下進行工作。此外，他們還發(fā)現(xiàn)，柔軟而細微的雪花會消弱高能的等離子體通道。

　　如何克服雷電：

　　日本科研人員已經(jīng)過行了多種實驗，希望找到一個制服雷電的方法。大圖所示的方法叫做“等離子體通道”。事實上，高50米的“閃電引導塔”一端（見大圖的左下角），裝有一面2000萬千瓦最強激光束的反射鏡。把射鏡產(chǎn)生了用來引導閃電的“等離子體通道”。

　　宙斯的“Z”字形：

　?。?）圖為了驗證他們的理論，即用“等離子體通道”駕馭閃電方向的可能性，日本科研人員選擇一條Z字形的線路。在這條線路上放電（上圖）的結(jié)果證實，放電完全按“通道”形狀行進。這種技術(shù)尚待改進，特別要改進激光的效果和大規(guī)模的駕馭技術(shù)。

　　被迫沖向云層：

　　圖（2）表明激光迫使閃電改道。閃電向上明顯的分岔顯示的是“閃電引導塔”發(fā)射的射向云層的“等離子體通道”。

　　一種物質(zhì)激光：

　　由完全無秩序移動的能量“團”組成的普通光。其活動像波浪一樣。而激光是由原子發(fā)射的排列整齊的波束。其波峰在整個光束中都是一致的。量子力學也有類似的假設(shè)，即物質(zhì)化學反應中的最小粒子──原子的活動也像波浪一樣。左圖的原子激光證實了這一前景：原子可以有秩序生相干地被發(fā)射。