雷电，是自然界所进行的大规模的放电现象。关于它的成因，今天并不难理解。两片带有异种电荷的云层，相互接近的时候，由于存在极大的电势差，致使空气电离，进行放电。极大量的电荷在极短时间内，发生中和，所以发出光和声来。那光就是闪电，声音就是雷鸣。如果云层接近地面，使地面感应带上异种电荷，当云层和地面之间的电势差达到定的程度，发生放电，就是落雷。由于短时间内释放能量很大，因而造成人畜死亡，房子倒塌。

一、我国古人对雷电的观察

人类一开始就要遇到雷电现象，那震耳欲聋的轰鸣和倏忽耀眼的闪光，是多么令人惊心动魄，畏惧的心理自然而生。所以古时候在无法解释的情况下，就想象出雷公电母的臆说来，甚至作为图腾崇拜。这种情况也决定了人类对雷电的注意和研究，必然开始得很早。

在我国，远在四千多年前的殷代甲骨文字中就已有了“雷”字。至于“电”字在西周的青铜器上也出现了。当然，这个“电”字并不是今天所理解的“电”的意义，而是专门指闪电而言。

我国古代对于雷电现象的观察和记载十分重视。不过，这里也有两种截然不同的态度:一种是把雷电当作上天的发怒，对人们的示警，因此就抱着诚惶诚恐的心理。

儒家的经典《论语》，要求人们遇到打雷闪电的时候，要肃立起敬，即使在夜间睡觉的时候，也必须起床，穿戴好衣冠，正襟危坐，表示虔诚的敬意。所以他们虽然对打一声雷，闪一下电，都加以记载，但都没有什么科学的价值。

另外一种态度，是把雷电作为一种自然现象加以观察，用科学的态度加以记载。《南齐书五行志》记载，公元年，会稽山阴恒山保林寺为雷所击，“电火烧塔下佛面，而窗户不异也”。这是个事实的记录。落雷时，地面和云层之间放电，佛面上必定刷有金粉，是一层导体，正是强大电流的通路，所以大量发热以致被熔化。窗木是绝缘体，或者不在电流的通路上，所以保持完好。

宋代科学家沈括对类似的现象记载得更加具体详细。他写道:“内侍李舜举家，曾经遭到大雷击，在他家正堂西边的房间里，雷火自窗户出来，亮晃晃地窜上屋檐。人们以为正堂已经着火焚烧，都出去躲避。雷停止后，房屋还是原样，只是墙壁和窗纸都变黑了，室里有一个木架，里面放着各种器皿，其中有镶银的漆器，上面的银全部熔化流在地上，而漆器都没有被烧焦。有一把宝刀，钢质十分坚硬，就在鞘中熔为钢水，而刀鞘依然完整。”

这段记载是十分翔实的。在落雷时，强大的电流只能在截面积不很大的通道通过，空气电离发出耀眼的光亮，并发生巨大的热量引起高温，传到墙壁和窗纸上，故被焦灼而变为黑色。木架恰好在通道上，电流经过金属的刀和漆器上的银，遂使它温度急剧升高，立即熔化。刀鞘和漆器等绝缘体，不通电流，只受到传来的热量，但因时间极为短暂，因而仍能保持原状。后来又有人见到类似的情况。

宋代庄绰在《鸡肋篇》里讲到，他在南雄任职时曾看到当地的福慧寺被雷击中，其中一尊骑着狮子的佛象也破裂了，那上面所涂的金粉都熔化掉，其他色彩却依然如故。这和上面沈括见到的“雷火熔宝剑而鞘不焚”是同一原因。所以庄绰也说，他见到的情况“与沈所书，差相符也”。

上面提到的这三条记载，其意义不但在于如实描述了雷击的景状及其后果，并且已经隐隐约约地看出了不同物质在导电方面有不同的效果。后来，明末的方以智根据这些记载得出结论:“雷火所及，金石销熔，而漆器不坏。”这初步已经有了一点关于导体和绝缘体的概括性。至于严格的导体和绝缘体的区分，在古代是无法明确的。

二、我国古人对雷电的解释

观察只能认识事物的表象，理论的解释才能探讨事物的本质。古代既然对雷电做了那么多观察和记录，必然对讨论它的成因提供了基础。

我国对雷电成因的探讨，从周代就开始了。那时的理论武器，主要是物质元气说基础上的阴阳学说。先秦以至汉以后的许多古书上都有这方面的记载。大概说来，都是认为雷电是阴阳两种元气相互作用而产生的。

如汉初的《淮南子》上说，“阴阳相薄为雷，激扬为电”。意思是，阴阳二气彼此相击产生雷，相互渗透则产生电。这些说法虽然包含有辩证法的因素，但总显得过份粗浅笼统，不够具体。

东汉科学家王充，对雷电作了研究，专门写了一篇叫做《雷虚篇》(见《论衡》)的论文，竭力驳斥当时流行的“雷为天怒”的无稽之谈。王充在文章中明确指出，雷与电不过是“一声一气”而已。

那什么是“气”呢？声音又是从何而来呢？

王充举出五条证据说明雷电在本质上就是一团火，所谓“雷，火也”，也就是“太阳之激气”。王充描写夏天阴阳二气的作用说，那时阳气占支配地位，阴气同它相争，结果便发生碰撞、摩擦、爆炸和激射，因此就形成雷电。

王充还用水浇火的过程来形象地说明雷电。他指出:在冶炼用的熊熊炉火之中，突然浇进一斗水，就会发生爆炸和轰鸣；天地可以看成是一个大熔炉，阳气就是火，云和雨是大量的水，水火相互作用引起了轰鸣，就是雷，被这种爆炸击中的人无疑要受伤害。这一段说明，把阴阳作用发挥得很具体，对雷电成因的解释是很有独到之处的。

唐代，人们对雷与电的关系作进一步的说明，孔颖达在《左传》“疏”里，说“电是雷光”。后来，有人还说，“雷电者，阳气也，有声名日雷，无声名日电”。在这一点上讲得最分明的是宋代的陆佃，他在《埤雅》一书中说，“电，阴阳激耀，与雷同气发而为光者也”。并且说阴阳相激，“其光为电，其声为雷”。他还用铁与石相击所产生的火星与声响去比喻电和雷。

宋代周密的《齐东野语》一书，说得更加形象，他认为阴气凝聚，阳气被包固在里面，一下子爆炸起来，结果就“光发而声随之”。对于雷电威力的巨大，朱熹有个解释，他说雷电是“阴阳之气，闭结之极，忽然迸散出”。这里着重于闭结之“极”与进散的“忽然”。

从今天的眼光看，就是说极大的能量在极短时间内的爆发，是值得注意的。明代的刘基有一段话，对雷电解释得最全面、生动。他说:

“雷者，天气之郁而激而发也，阳气团于阴，必迫，迫极而进，进而声为雷，光为电。犹火之出炮也，而物之当之者，柔为穿，刚必碎，非天之主以此物激人，而人之死者适逢之也。”

他对雷电成因的解释，基本上继承前人的说法，可是他用炮弹出膛来比喻是很形象的；指出了人之被击毙，乃是“适逢之”，并非什么天意的惩罚，是一种科学的态度。

应当指出，这些解释之中的阴阳，并不是正负电荷。在古代也根本不可能发生现代科学中的电概念。所有这些解释，也只能使我们看到阴阳理论的一些科学因素及其生命力而已。

三、我国古代的避雷设施

雷电既然能够造成灾害，迷信者除了惊恐畏惧之外，就显得无能为力、无所作为了；具有科学头脑的人们却要设法对付它。在今天，避雷针已是众所周知的有效的预防设施。

根据落雷的成因可以知道，地面上特别高耸突出的物体是比较容易受到雷击的。所以，在高层建筑物或烟囱的最顶处装上ー个金属的尖端，以粗导线引到地下，和大地相联结，就构成了避雷针。它所根据的原理是尖端放电。就是说，一个带电体，电荷总是密集在尖端，因此也比较容易逸出。当带电云层逐渐接近地面，因静电感应作用，地面就出现异种电荷，它将主要集中在屋顶的那个金属尖端上，并由此向空间逐渐逸出，跟云层中的电荷中和。这就避免了电荷的大量积集，引起突然性的集中放电，从而减少发生雷击的可能性。

同时，由于金属尖端有粗导线和大地相通，当雷击发生时，强大的电流就从避雷针的接地粗导线中流过，从而避免了建筑物受到雷击电流的破坏。

我国古代对尖端放电，当然是无法了解的，但对大气中存在的尖端放电现象却有所发现和注意。《汉书》上就有“矛端生火”的记载。矛是一种兵器，大约有三、五米长，锋刃就是一个金属尖端，当露天竖立着，上空有带电云层时，可能发生放电而产生微弱的亮光。

晋代的《搜神记》里记载，公元年，成都王发动叛乱，陈兵邺城，据说夜间可以看见“戟锋皆有火光，遥望如悬烛。”实际上说的就是尖端放电现象。至于说“遥望如悬烛”，那可能是夸张之笔。

关于我国古代的避雷措施，三国和南北朝时代的书上，已经出现“避雷室”的名字。但是这个屋子的结构和避雷原理都无从考证了，这是很可惜的事。

法国旅行家卡勃里欧别戴马甘兰游历中国之后，于年写了一部叫做《中国新事》的书，那上面记载说:“当时中国屋宇的屋脊两头，都有一个仰起的龙头，龙口吐出曲折的金属舌头，伸上天空，舌根连接着一根很细的铁丝，直通地下。这种奇妙的装置，在发生雷电的时刻就大显神通，若雷电击中了屋宇，电流就会从龙舌沿线下行地底，起不了丝毫破坏作用。”看来，这龙头既是种装饰，另一方面也是一种避雷装置。

在这里，建筑艺术和避雷措施结合得很巧妙。这一类避雷装置在我国起源于什么时候呢？

据唐代王睿的《炙毂子》上记载，汉代的古建筑柏梁殿遭火灾，因此，有个搞巫术的人提出建议，把瓦做成鱼尾形状(叫做“鸱尾”或“蚩吻”)，放在屋顶上就可以防止雷电引起的天火。看来这就是《中国新事》上所说的“仰起的龙头”之类的东西了。

古书上还记载说，有人看见房屋顶上瓦质兽头的口中竟有二三尺长的火光。大概就是放电现象。这样看来，我国至迟从唐代开始，有的屋顶上所设置的动物形状的瓦饰，实际上兼作避雷之用。在古建筑里还发现一些值得注意的部分，譬如塔的尖顶常常被涂上一层有色金属膜。成了导体，那直达地下的塔心柱所采用的木料往往是容易导电的，塔心柱的下端又有贮藏金属等的“龙窟”。这样实际上就构成了避雷装置。

无怪明代就有记载说，嘉兴的东塔顶上夜间“放金色、若流星四散”。许多高大的殿宇，有所谓“雷公柱”等等的设置，也属于避雷措施。这些完全是古代建筑师们长期实践经验的积累这样说来，我国古代虽然不可能在避雷针的原理方面有所发现，但在实践上，早在一千多年前就已应用了。现在，人们一说起避雷针，就想到十八世纪的美国科学家富兰克林，可是我们祖先的贡献也是不能抹煞的。