中国古代避雷的发展史，以及为避雷科学做出的贡献

文|多芬奇

在雷电灾害频繁的古代，人们很早就开始探索如何保护自身和财产免受雷电的侵害。在中国，古代避雷技术的发展历程相当漫长，涵盖了从原始祭祀、传说中的“铁拐李”、“雷公电母”到现代避雷科学的发展等多个阶段。本文将从历史的角度出发，探讨中国古代避雷的发展史以及为避雷科学做出的贡献。

一、中国古代避雷的发展史

（1）避雷的起源

避雷术的历史可以追溯到古代中国。在古代，人们相信雷电是天神的表现，因此一些祭祀活动中会使用一些避雷的方法来保护祭祀场所和人们的安全。例如，据史书记载，在商代，人们在宫殿和祭祀场所周围立起高高的杆子，以吸引闪电，来保护人们的安全。这些杆子被认为是避雷杆的起源。

（2）先秦时期的避雷技术

先秦时期的避雷技术并不是很发达，但是人们已经开始意识到雷电的威力，并且开始探索如何避免雷电对人们和农作物的危害。在《尚书》、《周礼》等古籍中，有关于避雷的记载，主要是通过观察天象、寻找适宜的地理环境来避免雷电灾害。例如，在《尚书》中就有“观其旦夕之气色，察其日月之行事”的记载，说明人们在观察天象方面已经开始有了一定的认识。此外，人们还会选择建造在高处、靠近水源的房屋来减少雷电的危害。但是，这些方法都还不够科学和有效。

（3）隋唐时期的避雷技术

隋唐时期，避雷技术进一步得到了发展。在唐朝，文武百官被授权负责修建雷塔，加强雷电防护。同时，也开始研制制作具有良好导电性质的金属器材，如铜鼓、铜梁、铜柱、铜板等，以取代过去用木材、竹子等制作的避雷器材。而在隋朝时期，魏徵在《周礼注疏》中提到了用铁片“除除于上”的避雷方法，这表明了隋朝时期已经出现了金属避雷技术。

在唐代，还出现了一种被称为“除雷气法”的方法，是通过采取一定的仪式和祭祀手段，来消除雷电所产生的不良影响。例如在《太和正音谱》中，就收录了一种名为“颐和千岁雷咒”的祈福咒语，用于避免雷电灾害。

总体来说，唐朝时期的避雷技术已经发展到了一定程度，但仍然存在许多缺陷和不足之处，需要在后来的时代得以进一步完善和改进。

（4）宋元明清时期的避雷技术

在宋元明清时期，避雷技术得到了较为显著的发展。

宋朝时期，著名科学家沈括提出了“沈氏避雷法”，他认为雷电是由于云和地之间的电荷不平衡所引起的。为了消除这种电荷不平衡，他提出了在高处安装金属塔，通过导线将电荷引导到地下的方法。

明代时期，科学家戴表元在他的著作《随园食单》中提出了一种名为“闪电引”法的避雷方法，即在屋顶上安装铜制的“雷牌”，并将其与水塔或井水相连，以引导闪电。这种方法在明代被广泛采用，成为一种比较普遍的避雷方式。

清代时期，著名科学家徐光启提出了一种名为“闪电塔”的避雷技术，他认为将铁柱打入地下能够防止闪电击中建筑物。这种技术在清朝得到广泛应用，并成为了当时避雷的主要手段之一。

在宋元明清时期，人们对于雷电现象的理解不断加深，避雷技术也不断得到改进和完善。这些技术为后来的避雷科学做出了重要的贡献。

二、中国古代避雷技术的贡献

（1）对农业的贡献

避雷技术的发展对农业也做出了重要的贡献。在雷电频繁的地区，闪电引起的火灾不仅会烧毁建筑，还会引发严重的森林火灾，损失不仅是人命和财产，还可能影响生态环境和农业生产。因此，古代避雷技术的发展为农业生产提供了基础保障。此外，在闪电季节，人们往往避免在室外作业，而避雷技术的发展，也促进了农业生产的稳定。

（2）对建筑的贡献

在建筑方面，避雷技术为中国传统建筑的安全提供了重要保障。中国古代建筑常常采用木质结构，因此更容易受到雷击的影响。为此，古代建筑师们就开始采用避雷技术，将避雷针安装在建筑物的顶端，避免雷电直接击中建筑物。此外，一些建筑物的顶部还设置有漏电铁丝网，通过漏电将雷电引向地下，从而保护建筑物的安全。

例如，北京颐和园的万寿山上，便安装了一根高达36米的避雷针。而在古代城墙的角落处和城门上，也常常会安装避雷针和漏电铁丝网，保证城墙的安全。另外，在一些寺庙和道观的宝顶上，也常常会安装避雷针，保护寺庙和道观的安全。这些都是避雷技术在建筑方面的具体应用，为传统建筑的安全提供了有力保障。

（3）对科学技术的贡献

在古代，避雷技术的研究不仅是为了保护建筑物和人们的生命财产安全，同时也是对自然现象进行科学研究的一种方式。中国古代避雷技术不断的发展和完善，同时也为避雷科学的发展做出了一定的贡献。

在明清时期，清代科学家郑徽提出了“雷电何以能作”和“奚氏云何时生”两个科学问题，并针对这些问题进行了探索研究。他在实践中发现，当避雷针被雷击后，其上会留下一些痕迹，这启示他将避雷针和研究闪电联系起来，进而研究闪电的本质。此外，他还通过观测天象和云形，研究出雷电形成的原因和规律，为避雷科学奠定了基础。

此外，在现代避雷技术的发展中，中国古代避雷技术也发挥了一定的作用。比如，清代工程师沈括所著《梦溪笔谈》中，介绍了用“雷神仙蜡”涂在铁制避雷针上的方法，这在当时是一种有效的避雷方式。在现代，这一思想得到了延续和发展，铝合金避雷针、气压避雷器等技术的研发都离不开古代避雷技术的启示。

总的来说，中国古代避雷技术虽然没有现代避雷技术那么先进，但其历史悠久、丰富多样的避雷方法和对避雷科学的研究探索，都为现代避雷技术的发展和应用提供了有益的经验和启示。

三、避雷科学的发展

1.18世纪：本杰明·富兰克林发明了避雷针。富兰克林的避雷针是由一根针状的导体和一个金属板组成的，安装在建筑物顶部。它通过导电材料将闪电释放到地面。

2.19世纪：由于电学的发展，人们开始研究闪电的本质。迈克尔·法拉第等人在这个领域做出了很大的贡献，他们研究了闪电的电场和电流，发展了闪电地线和避雷网。

3.20世纪：随着电学的发展，避雷科学逐渐成为一个独立的学科。科学家开始探索如何制造更好的避雷装置和如何利用现代技术来保护人类和设施免受雷击伤害。此时，雷达技术的出现和研究使得人们更好地了解了闪电的本质和行为。

4.21世纪：随着科技的进步，新型避雷装置和技术不断涌现。如今，避雷科学已经成为一个极其重要的领域，可以保护人们的生命财产安全。除了建筑和农业领域外，避雷科学还广泛应用于航空航天、交通运输、电力系统等领域。

四、避雷科学在现代社会的应用

避雷科学在现代社会中得到了广泛应用，特别是在电力、通讯和航空等领域。以下是一些具体的应用：

1.电力系统：在电力系统中，避雷技术是非常重要的。为了防止雷电击中输电线路、变电站等设备，必须采取一系列的避雷措施。目前，常用的避雷措施包括接地、避雷装置、避雷针、避雷网等。

2.通讯系统：在通讯系统中，避雷技术同样是必不可少的。雷电容易对通讯设备造成损害，因此，必须采取一系列的避雷措施来防止雷电对通讯设备造成影响。例如，在无线通讯中，使用避雷装置和避雷针等设备来保护通讯设备。

3.航空系统：在航空系统中，避雷技术的应用同样非常重要。航空器在飞行过程中，可能会遭遇雷电，这会对飞机的电子设备造成严重损害，因此，必须采取一系列的避雷措施来保护飞机的电子设备。例如，可以在飞机的表面上安装避雷针和避雷网等设备，来吸收雷电的能量，保护飞机的电子设备不受损坏。

综上所述，避雷科学在现代社会中的应用范围非常广泛，对各个领域的安全和发展都起到了非常重要的作用。

五、展望避雷技术的未来发展趋势

1.智能化：未来的避雷技术将更加智能化，采用自适应控制技术和自主决策系统，实现对雷电环境的实时感知和避雷系统的自动调节和控制。

2.绿色化：在避雷技术研发中将更加注重环保性和可持续性，发展无毒、无害、低能耗的避雷材料和技术。

3.多元化：除了传统的避雷杆、避雷线和避雷网等技术，未来的避雷技术将更加多元化，如避雷无人机、避雷激光等新型技术将逐渐应用于避雷领域。

4.精准化：随着雷电环境的不断变化和科技手段的不断提升，未来的避雷技术将更加精准化，通过对雷电场的分析和预测，实现对避雷系统的精准调节和控制。

5.国际化：随着全球经济的一体化和科技的跨国合作，未来的避雷技术将更加国际化，不断开展跨国合作和技术交流，共同推动避雷技术的发展和创新。

参考资料