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第169章 闪电的分形结构

「没事,您慢慢开就好,不着急。」余弦看了眼地图,摇头道。

果然如司机所说,从江大到翠山湖,计程车在高速上开了将近一个小时。

雨越下越大,到了远郊的时候,视野里几乎看不到什麽建筑了,只有连绵起伏的丘陵和灰蒙蒙的湖面,翠山湖像一块巨大的铅灰色镜子,嵌在天地之间。

计程车沿着一条盘山公路蜿蜒向上,驶到了半山腰的一处铁门前。

这里的地势很高,视野开阔,铁门里是一座不大的院子,一栋两三层的白色小楼被围墙圈在里面。

院门口的铁牌上写着,「国家科学院大气物理研究所·翠湖野外观测站」。

大门虚掩着,没有人值守。

余弦撑伞下车,推门走进去,院子里很安静,地面上有不少枯枝残叶,一座十几米高的气象雷达塔矗立在院子的角落,白色的球形天线罩在雨幕里,像是一个巨大的白蘑菇。

余弦感觉雷达站里冷清得有些反常,他上了楼,沿着走廊找了一圈,都没看到亮着灯的房间,也没看到哪怕一个工作人员。

顺着波尔发来的具体指引,余弦沿着楼梯,在三楼深处找到了波尔。

这是一间不大的观测台,波尔站在窗边,穿了件黑色的长款冲锋衣,身前支着一个看起来很是笨重的三脚架。

三脚架上,是一台摄像机,前面接了一个长得夸张的镜头,摄像机直直地对准了窗外的天空。

远处的湖面上空,乌云翻滚,偶尔有一道闪电撕裂云层,照亮半边天际。

「来了。」波尔头也没回,手指放在摄像机的快门上,目光紧盯着窗外的天空:

「等一下,马上就好。」

话音刚落,一道耀眼的闪电在湖面上空炸开,照得整个观测台一片惨白。

哢嚓——

波尔按下了快门,摄像机发出一阵细密的机械声响。

他低头看了一眼回放屏幕,似乎不太满意,又调整了一下焦距,重新对准窗外。

「波尔老师。」余弦收了伞,四下打量了一圈:

「您这是在......」

轰隆——

余弦的话音未落,又是一声震耳欲聋的惊雷在头顶炸响,快门声又一次密集地响了起来。

直到雷声余韵在山谷间散去,波尔才松开快门线,直起身子,转过头看向余弦。

「这里是科院大气所的野外观测站。」波尔拍了拍身旁那台看起来造价不菲的机器,笑了笑:

「前段时间他们接到通知,全面停工了。我有个以前的师弟,在这个实验室做研究员,我找他借了钥匙,来用用这台高速摄影机,每秒能拍十万帧呢。」

余弦看了一眼那个指向天空的镜头:

「您是在拍闪电?」

「对。」波尔点点头,伸手在相机的屏幕上操作了几下,调出刚才拍摄的画面看了看:

「拍一些高帧率的闪电样本,回去做点分析。」

「闪电样本......」余弦走到窗边,看着远处湖面上空电闪雷鸣的天际线:

「您是在分析什麽?」

波尔没有立刻回答,他又抓拍了一道闪电,然後才靠在窗框上,看着余弦:

「分析闪电的形状。」

他指着摄像机回放屏幕上那道被定格的闪电,抛出了一个问题:

「你知道闪电的放电路径,是什麽形状结构吗?」

「是......分形结构?」余弦略一思索,回答道。

分形,这是非线性动力学中的一个重要概念。

简单来说,就是局部与整体在形态上具有自相似性。

自然界中很多东西都符合这种结构,比如雪花、海岸线、血管,当然还有闪电。

闪电在劈向地面时,先导电荷会寻找最低电阻的路径,不断地分叉、再分叉,形成像树根一样极其复杂的网络。

「对。」波尔点了点头:

「闪电的放电路径,是自然界中最典型的随机分形过程之一。每一次放电的分支数量、长度、角度分布,理论上都应该符合一个统计模型,受电场强度和空气介电常数的约束。」

他用手指在空中比划着名:

「主干分出次级分支,次级分支再分出更细的末梢,层层嵌套,尺度会从几百米一直细化到厘米级别。」

余弦若有所思地点了点头:

「您分析闪电形状,就是要研究分形结构吗?」

波尔摇了摇头,他伸出手指,在摄像机的触控屏上操作了一下,调出了刚才抓拍到的那张闪电照片,将屏幕转到余弦面前:

「你看看这个。」

余弦凑上前去,高速摄影机的画质很清晰,那道闪电被定格在屏幕上,枝杈分明的白色的放电通道,在漆黑的云层背景上蔓延开来。

他皱了皱眉。

虽然平时没怎麽仔细看过闪电的照片,但这张照片,他还是一眼就看出了其中的异常。

这个闪电的形状......太乾净了。

或者说,太简单了。

照片上的闪电,主干是清晰的,一条明亮的白色光带从云层中笔直地劈下来,上面延伸出了五六条较粗的分支。

但再往下,就没有了。

那些本该如同毛细血管般,在云层中蔓延的三级分支、四级分支......统统消失了。

这道闪电,就像是一棵只有树干和几根粗枝的枯树,树梢以下的全部细节,竟然都不见了。

乾乾净净,戛然而止。

若不是这张照片出现在摄像机里,余弦甚至会觉得,这更像是一个用修图软体模拟出的闪电效果。

他突然想到了丽景家园消失的九楼。

「这个......」余弦斟酌着措辞:

「好像看起来太简单了。」

「没错。」波尔靠在窗框上,点了点头:

「分形维数很低,分支层级不足。用标准的盒计数法去算,这些闪电的分形维数大概只有1.2左右,如果是正常的自然闪电,这个值应该在1.5到1.7之间才对。」

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