闪电背后蕴藏着怎样的科学
当暖湿气流向上不断飙升，产生了你在地面上所看到的巨大而又来势汹汹的云团时，雷暴就形成了。
有时，雷雨云会挤成一团一起涌向你，但有时单独的一团雷雨云就能将周边气流吸收，以此来形成一个超级单体雷暴（supercell thunderstorm）。这些令人难以置信的强劲风暴持续时间长达数小时，同时也是美国境内最大的龙卷风和许多体积比高尔夫球还大的冰雹的始作俑者。在这张照片中，你可以看到一个超级单体风暴中的闪电，其耀眼的光照亮了状如小地球的乳状云。（图片来源：WEATHER STUDIOS）
在雷暴这场舞台的演出中最为亮丽，也最受欢迎的明星就是闪电：它们既耀眼夺目，又极具破坏力。全世界每天有400万次闪电，闪电能改变地形地貌——如在偏僻的森林区域引发火灾，也能够使得城市瘫痪，例如一次闪电袭击了巴西的电厂，就造成了圣保罗和里约热内卢的全面断电，以致9700万人受到影响，让两大城市彻底瘫痪。如果在雷暴期间你所站的位置不当，闪电甚至可以杀死你。
作为一种既威力巨大又相对频繁的现象，历史上，闪电的奇异诡谲导致了人们既万分恐惧，又对它顶礼膜拜，Derek M. Elsom在其新书《闪电：自然与文化》中对其进行了详细的描述。在古代美索不达米亚、罗马、印度和中国文化中都通过神话的形式来杜撰喜怒无常情绪难控的风暴神，他们高高举起闪电叉，准备击杀那些傻里傻气去触怒他们的凡人。纵然如此，闪电仍然有一种迷人的文化魅力。在类似于《弗兰肯斯坦》、《德古拉的伤痕》、《白雪公主和七个小矮人》的电影中，闪电的出现通常都标志着怪兽的诞生以及坏人的死亡。但是，在这令人心驰神往的神话背后，又有着怎样的科学？
闪电究竟为什么发生这个问题似乎仍旧是个未解之谜，但是科学家已经能够解释闪电是怎么形成的。闪电那异常惊艳的出场是多方面因素共同努力的结果，它的诞生源于地球与大气之间的电势差。我们其实都生活在一个由带正电荷的外层大气和带负电荷的地面构成的巨型电容器中，在阳光明媚的日子里，你似乎不会感觉到电荷的存在，因为周围的大气不会自动放电来打扰到你。但是，当雷暴开始席卷而来，一切都将变得一团糟。
暖空气开始上升至温度较低的区域，并慢慢凝结，继而产生阴暗沉重的雷雨云。在云的形成过程中，电荷会进行近乎疯狂的移动。如果你能看到雷雨云的内部，你就会看见带正电的粒子聚束在顶部，而带负电荷的粒子堆积在底部。云中的负电荷太过强大，以致于它会将地面自然存在的负电荷排斥到地下深处，为预示着雷暴降临的正电荷场留下了空间。
最后，一旦相反的电荷达到其爆发点，闪电就将粉墨登场。不断积聚并储存的电最终劈开了在常态下是绝缘体的空气。被称为“先导”（leader）的负通道往下延伸到地面，而被称作为“回击”（streamer）的正通道则急速向上与负通道相遇。当它们碰撞在一起时，剧烈的放电就通过两个通道上下燃烧。这些不同的电荷交换形式，在你看来就是闪电。当你惊奇地看着画廊上的照片时，你或许会庆幸自己不在室外的那些雷暴之中。（翻译：胡家僖 审校：张奕林）