基础物理学中尚未解决的两大重大问题之二——电磁作用

志勰

意义:电磁作用的属性问题看似已经解决但并未曾解决。磁的作用状态目前尚未知晓。

简介:电、磁两种作用并不是统一的。电磁作用的作用量级看作相同的量级未曾经过实证。


一、说明

    电磁作用的一些方法性的看法,大多已经在以前的文章中说明过了,在这里单独的列出来,主要是这个问题的重要性。另外对电磁的作用属性问题进行了一点补充。

二、电磁作用的现状

    除了在自然界中存在的天然磁石之外,另一个提供磁作用的现象就是通过通电导线。采用电荷运动的理论方法建立磁作用源起源的机制,已经在20世纪中后期达成共识。而磁作用源作为基本属性的物质也随着磁单极子未曾被重复发现而被人们忽略。

    虽然分子电流理论对磁源物质的解释中已经占据统治地位,但是根据对原子的实际的可能性的结构来判断,分子电流理论遭到质疑则是必然的事情。

三、现有解释的不合理性

  磁的理论作为物质作用属性的基本理论之一,它需要针对物质作用的机制。如果连最基本的物质的真实存在都不能通过,那么该理论所描述的就不是物质运动变化的真实。

    1、分子电流理论并不成立。

  在对磁源的磁作用进行解释的理论模式里,磁荷理论和分子电流理论是相等效的两种理论,20世纪后期由于磁单极子未曾重复被发现而逐渐被人们放弃。20世纪末最流行的磁源理论的解释模式则是分子电流理论了。

  原子的结构已被证实是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成,根据库仑定律对原子系统进行简单的计算也可以得到电子在核外绕核运动是不存在的,分子电流理论并没有客观存在的基础。①

  2、尚未确定结果的一个试验

  等效的磁荷理论和分子电流理论存在区别,这种区别就在于磁源的作用结构不同。磁荷理论可以依据点源作用规律处理,在以点源为作用源上,遵守作用的平方反比规律②。而分子电流理论则产生的是磁场。采用特殊的物质结构,可以存在获得能源的方案,就是通常意义上的永动机③。这一点和能量守恒定律是矛盾的。但到目前为止,尚未曾听说采用该两种磁作用结构的永动机被生产出来。

  如果这就是最终的结论,那么这说明分子电流理论所描述的不是客观事实。

四、电磁作用的作用属性的不合理性——电磁作用的作用量级看作相同的量级未曾经过实证

  1、电磁场作用量级判作的等量的依据

  在讨论电磁场定义量级的基础性问题上,我们需要有一个定义的标准和原则。那么现有的定义原则是什么呢?这一点可以从长的强度上来看:

  电场强度的基本概念结构定义是采用E=F/q

  磁场强度的基本概念结构定义是采用H=B/μ0-M , 其中B=F/qv

  从这里我们可以看到,电场和磁场的作用都是采用一个电荷所受到的作用力来定义的。电场和磁场看作相同的作用量级是因为它们都是采用直接或者间接单位力的量级定义的。

2、电磁场作用量级判作的等量的依据的讨论

    电场强度和磁场强度都是根据电荷所受到的所用力来定义的。我们能不能建立这样的等量关系?

  第一、根据磁荷理论来看

    和分子电流理论等效的是磁荷理论,如果根据磁荷理论来建立这样的等量关系恐怕就不能判作是相同的量级了。我们采用确定相同数量的磁荷相距确定的距离,比如1个单位数量的磁荷相距1个单位的距离,它们之间作用力的大小为x。同样的采用确定相同数量的电荷相距确定的距离,比如1个单位数量的电荷相距1个单位的距离,它们之间作用力的大小是否还为x。这样定义恐怕就要得出相反的结论了。

   原因很简单。我们只需要根据两个平板分别带上1019个的电荷相距一米产生的作用力,和采用1019个原子的磁性最强的永久性磁铁相距一米所产生的作用力相比较就可以了。两者所差的数量级可就太大了。采用这样的作用力统一定义的电场作用和磁场作用是无论如何也不能相等的。在某种意义上也说明,磁荷理论和分子电流理论并不等效。

  第二、根据电场强度和磁场强度现有的定义来看

  电场和磁场定义为相等的数量级还存在一个问题。由于磁场强度不是采用一个分子电流的磁场强度来定义的,而是采用一个电荷的力学系统来定义的。其中涉及到运动速度的问题。这个可变因素导致电场强度和磁场强度的定义在作用量级上没有可供参照的参照标准。或者说是我们人为定义的相等。

  如果按现在的都采用一个基本单位基准的定义,那么这是我们的一厢情愿。设定这个统一的力学定义系统来定义电磁作用量级,等于先验的假设了这两个量级是相同的。

  第三、依据电磁作用量级定义进行的荒谬性

  利用力学系统单位的相同来定义的作用量级相同外推,除了可以将电磁作用统一之外,还可以将万有引力,强相互作用、弱相互作用都采用这样的模式来统一。只要我们定义不同种作用在获得一个单位的作用力的作用是相同的。

五、对电磁作用认识的范围

  对于电磁学而言,电磁作用是最基本的内容。对于磁作用的起源,不论是磁荷理论还是分子电流理论,它们都存在确定的缺陷,使自身不能自圆其说。我现在只能谨慎的得出,我们尚不能确切的知晓的结论。电磁作用的作用量级看作相同的量级未曾经过实证,这导致电磁作用属性未必是我们现在所认识的属性。

  现有的电磁理论都来自于建立在群电荷的规律之上,这决定麦克斯韦电磁理论使用的范围是大量的群电荷领域④。电磁理论不能应用于微观个体之间的真实作用描述。另一方面,原子中的电子和原子核的关系也说明了这个问题。⑤

  对于微观个体描述的的取而代之的是量子论。两种理论在作用原理上无法衔接。

六、结束语

  由于在磁作用理论方面无法自圆其说,将电磁作用看作统一的作用是无效的。常规电磁理论中的电磁转化只能看作一种形式上的描述。

  20世纪的基础物理理论的发展方向是大统一理论,电磁理论的现状无疑对这个方向雪上加霜。电磁领域关系重大,磁的作用又为核心问题之一。故磁作用起源的问题在基础物理学中尚未解决的两大重大问题当排第二

2005年4月19日

讨论

附录:

①⑤较为详细的分析可参见

物质的分子属性与原子核外的电子分布状态——核外电子的存在状态和物质分子对光吸收的关系   志勰

②可参见 磁荷理论和磁动力能源  志勰  时间和空间的逻辑结构之六——时间、空间与物质的运动(下)——8   志勰

③可参见  磁动力能源原理之一——可能性的一种磁动力能源结构 志勰

④可参见 电磁理论的极限与扩展  志勰


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