當(dāng)那藍(lán)色的電光閃起時(shí)，窗外的雨珠在一瞬間看得清清楚楚，那雨珠似乎凝固了，像密密地掛在天地間的一串串晶瑩的水晶……

如果你讀過劉慈欣的科幻小說《球狀閃電》，一定對這段描寫印象深刻。小說里，這顆神秘的“幽靈球”在一瞬間將主人公的父母化為灰燼，也點(diǎn)燃了他窮盡一生破解這個(gè)科學(xué)謎團(tuán)的執(zhí)念。

如今，這個(gè)只存在于科幻小說中的場景，被中國科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里真實(shí)復(fù)現(xiàn)了。

2026年4月16日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所（簡稱“上海光機(jī)所”）的團(tuán)隊(duì)在國際頂級期刊《自然·光子學(xué)》上發(fā)表論文，宣布他們首次在實(shí)驗(yàn)室中可控地制造出了“類球狀閃電”，并證實(shí)了它的本質(zhì)——電磁孤子。

用一個(gè)更浪漫的說法：科學(xué)家造出了一個(gè)“光做的幽靈球”。

類球狀閃電電磁孤子結(jié)構(gòu)示意圖（圖源：中國科學(xué)院上海光機(jī)所）

一個(gè)困擾科學(xué)界百年的“幽靈”

球狀閃電，俗稱“滾地雷”，是自然界最神秘的電磁現(xiàn)象之一。

在目擊者的描述中，它通常是懸浮在空中的發(fā)光球體，直徑幾十厘米，能持續(xù)數(shù)秒甚至數(shù)分鐘。它會飄行、會穿墻、會突然爆炸——像一個(gè)不受物理規(guī)則約束的“幽靈”。

法拉第、特斯拉、諾貝爾獎(jiǎng)得主卡皮查……百年來，無數(shù)科學(xué)巨匠都曾被這個(gè)謎題折磨。問題始終卡在一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上：一團(tuán)熾熱的等離子體，憑什么能在空氣中“聚而不散”？

按照常識，高溫等離子體應(yīng)該會瞬間膨脹炸開，但它沒有。這說明背后一定存在某種精妙的動(dòng)態(tài)平衡。此前有理論認(rèn)為，球狀閃電可能是“電磁孤子”——一種能夠“自我約束”的穩(wěn)定波動(dòng)結(jié)構(gòu)。但這一切只是猜想，始終缺乏可重復(fù)、可精確診斷的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

直到上海光機(jī)所研究員宋立偉、田野和李儒新團(tuán)隊(duì)，用一臺“神器”——中國自己“智”造的“羲和”激光裝置，打破了僵局。

羲和：10拍瓦的“人造太陽”

“羲和”有多猛？它是國際首個(gè)10拍瓦級超強(qiáng)激光。10拍瓦，你不需要記住這個(gè)數(shù)字，只需要知道——它能在實(shí)驗(yàn)室里能造出一個(gè)“小太陽”，也因此得了“羲和”這個(gè)名字——在中國神話中，羲和是太陽的母親。

為“手搓球狀閃電”，上海光機(jī)所的科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)很精巧的裝置，里邊包含3個(gè)核心部件：一根極細(xì)的鎢針尖（頂端曲率半徑僅約50納米，比病毒還小幾百倍），一股超音速的氬氣（噴出的氣體速度快過音速），一束羲和激光（提供10拍瓦的驅(qū)動(dòng)能量）。

當(dāng)激光打上針尖，激發(fā)出一種叫“太赫茲表面波”的電磁波。針尖的納米結(jié)構(gòu)把電場強(qiáng)度頂?shù)搅?00億伏特/米——這能量大到能把電子踹到接近光速。

同一瞬間，氬氣噴進(jìn)來，被電場撕碎成等離子體。電場力把等離子體的電子和離子往外推，中間留下一個(gè)球形空腔。

最精彩的部分來了：球殼表面的太赫茲輻射壓，和等離子體內(nèi)部的熱壓力，在膨脹過程中剛好互相抵消。

結(jié)果就是——太赫茲波被自己“關(guān)”在了球殼里，形成了一個(gè)光做的繭。

這個(gè)“光之繭”就是球狀閃電的本質(zhì)。直徑百微米，壽命百納秒。

別嫌小。按物理比例放大到自然界的大小，壽命正好是幾秒鐘——和目擊者說的一模一樣?？梢哉f，科學(xué)家造出來的，是球狀閃電的“微觀雙胞胎”。

太赫茲電磁孤子的演化（圖源：中國科學(xué)院上海光機(jī)所）

窺探“幽靈球”的內(nèi)心世界

這個(gè)能量球內(nèi)部長什么樣？

研究團(tuán)隊(duì)用高速攝像系統(tǒng)捕捉到的畫面里：黑暗中，一個(gè)明亮的白色發(fā)光體被一層幽藍(lán)的外殼包裹，形成了一個(gè)球形能量體，從小到大、飄忽不定、逐漸膨脹。慢慢地，球體變成了藍(lán)色的粗顆粒狀，最終消散。

更精妙的是，科學(xué)家用光譜儀窺探到它的內(nèi)部溫度變化：

孤子中的電子溫度在百納秒時(shí)間內(nèi)，從約70000攝氏度逐漸下降至約6000攝氏度。

這條緩慢下降的溫度曲線說明了一個(gè)關(guān)鍵事實(shí)：孤子內(nèi)部存在持續(xù)的能量注入——正是被囚禁的太赫茲波在源源不斷地“喂養(yǎng)”這個(gè)火球。否則，熱等離子體本該在幾納秒內(nèi)就冷卻殆盡。這就是球狀閃電“長命百歲”的秘密：它不是一團(tuán)在耗散的熱氣，而是一個(gè)被電磁場“焊死”的能量結(jié)構(gòu)。

不只是破解謎題，還能改變未來

這項(xiàng)研究的意義，遠(yuǎn)不止是讓劉慈欣的小說照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

從科學(xué)層面看，它不僅為破解球狀閃電這一百年自然之謎提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證據(jù)與物理解釋，更揭示了一種極端電磁能量自約束的新機(jī)制——光輻射壓力與熱等離子體壓力動(dòng)態(tài)平衡、形成自持發(fā)光球形結(jié)構(gòu)的精妙物理過程等，生動(dòng)展示了極端條件下電磁場與物質(zhì)相互作用所呈現(xiàn)的物理美學(xué)。研究成果有望為強(qiáng)場太赫茲光子學(xué)、電磁能量存儲、大氣科學(xué)及新型聚變物理路徑探索提供有益的啟示。

舉例通俗地說：如果我們能掌握這種“把能量捏成球”的技術(shù)，未來的能源存儲方式可能會被徹底顛覆。

科學(xué)比小說更浪漫的地方在于：小說里的謎題可以永遠(yuǎn)存在，而科學(xué)家的使命就是親手解開它。這個(gè)被囚禁在“光之繭”中的能量球，從形成到消散不過百納秒——但它照亮的東西，可能會影響未來數(shù)十年。

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