聖艾爾摩之火

“聖艾爾摩之火”這名稱起源於一位三世紀時的義大利聖人，聖伊拉斯莫（義大利文：Sant'Erasmo，又常稱為福爾米亞的伊拉斯莫（Erasmus of Formiae）或聖艾爾摩），由於傳統上聖艾爾摩一直是海員的守護聖人，因此早期時當人們在狂暴的雷雨中看到船隻桅杆上發生髮光的現象時，都歸論是守護聖人聖艾爾摩顯靈保佑，因而得名。

在古代的希臘，當人們在海上看到單一的放電光冠時，會稱呼其為海倫（Helene），而成對出現的則是稱為卡斯特（Castor）與波拉克斯（Pollux）。事實上，再加上克萊蒂妮斯翠（Clytemnestra），這四個人物在希臘神話中被敘述為天神宙斯與斯巴達王妃莉達（Leda）偷情之後，所生下的兩對雙胞胎（從兩顆不同的天鵝蛋中孵化而出），其中卡斯特與波拉克斯這對兄弟（也就是雙子座的由來）曾參與亞哥號（Argon，也就是南船座）的多次冒險遠征，他們主要是負責在亞哥號的兩根桅杆上遼望守護著整船的隊友，因此向來被認為是船員的守護者。這故事與聖艾爾摩之火的說法，正好有著異曲同工之妙。

著名的美國科學家與政治家，長年投身於電學研究的富蘭克林－－是第一個觀察並確認聖艾爾摩之火的真實身份之科學家，他在1749年時提出聖艾爾摩之火的本質不是神跡或是火焰，而是電。雖然有人提出在某些極少見的情況下，聖艾爾摩之火甚至會出現在牛羊等牲畜的角尖，或任何被颶風席捲住的尖銳物體上，但基本上聖艾爾摩之火與另一種常在雷雨中見到的物理現象球狀閃電（ball lightning），是兩種不同但有點關聯的事物。

聖艾爾摩之火真實的成因，其實是一種冷光（Electro-Luminescent, EL，或稱為電激發光）冠狀放電（Corona discharge）現象，是由於雷雨中強大的電場造成場內空氣離子化所致。雖然名稱中有“火”這個字，但聖艾爾摩之火其實一點都不熱，它是一種相對上溫度不高的等離子，因為周遭環境非常大的電位差（這在大雷雨中很常見）超越了空氣的介電質崩潰值（Dielectric breakdown value，約每米3百萬伏特），使得空氣也變成可導電，並在導電的過程中放出強光。此圖片為由哈特維根博士在1886年出版的著作《空中世界》（The Aerial World）中描寫海上船隻桅杆上出現的聖艾爾摩之火的插畫。

聖艾爾摩之火，或也常被稱為“corposants”或“corpusants”（源自拉丁文中的“聖體”），曾經在凱撒的《阿非利加戰記》（De Bello Africo）與老普林尼的《自然史》（Naturalis Historia）等古書中被提及。而梅維爾（Herman Melville）的名著《白鯨記》（Moby Dick）中，也出現過形容船上大副史塔巴克（Starbuck）在發現聖艾爾摩之火時大呼“聖體！聖體！”的章節。威尼斯歷史家與商人安東尼奧·皮加費塔（Antonio Pigafetta）在他跟隨麥哲倫出航時所寫的日誌中，也同樣提及過這現象。在達爾文搭乘小獵犬號出航進行他著名的環球考察時，曾在途中寫信給摯友、植物學家約翰·史帝芬·韓斯洛（J.S. Henslow）描述當小獵犬號泊錨在拉布拉他河（Rio de la Plata）的河口時，“每樣東西都像是著了火，天空閃亮，水中有光點，甚至連桅杆頂端都有藍色的火焰。”即是描述了聖艾爾摩之火出現的情況。