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磁 向 论
[《磁场的方向与作用》]

吴绍东
( 吴绍东科学网http://www.iijjkk.cn QQ345632757 )
( 原址:广西南宁市横县六景镇 现址:广西南宁市江南区 )

    摘要:提出“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”磁学基础原理,淘汰除安培定则外的一切打手势的规则,推翻磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论,认为是磁场围成了磁极、磁极并非物质更无磁单极子,引领电磁学从半超距作用观阶段进入到完全非超距作用观阶段。
    关键词:磁场;磁极;磁力
    分类号:O482.51
    论文风险度:被埋没;被剽窃;沦为唐僧肉

    科学理论与其它一切人类理论一样,都是从有限的实践中总结出来的主观看法,我们更应该将理论理解为一种人为的发明而非一种发现。由于曲解也可以有道理地指导实践,因此能有道理地指导实践的理论未必就是真理,我们仍有机会推翻它。我们应该明白,科学发展到今天其实也就只有两三百年的历史而已,对于千年之后而言我们现在所处的时代或许只是一个科学的初始时代……科学不是神学,科学是一门具有进步过程的学科,如果我们真的想为科学好,那我们对待已有的科学理论就应该像对待站立在擂台上的擂主一样,既要崇敬他更要挑战他。
    进入科研领域的途径从来都有两条,第一条是通过考试,第二条是通过建树,两条途径历来都有人成功有人失败。爱因斯坦之所以能总结出“提出问题往往比解决问题更重要,因为解决一个问题也许是一个数学上的实验上的技能而已,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步”这么一句话,原因之一就是爱因斯坦走了第二条途径、面临更多的非难……有些人试图扼杀第二条途径,认为时代不同了、科学不知道发展到什么地方了、只有博士及以上的才有资格从事科研活动……其实这种认为在地心说时代就有,他们同样也认为时代不同了、神学不知道发展到什么地方了、只有“神学博士”及以上的才有资格讨论地心说,无知的哥白尼没资格挑衅地心说……没能力做实验、没能力给出公式的人,未必就没能力提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧的问题。完善一个理论体系,可能需要三种不同能力的人来协作,而不是非要一个人去独力完成不可。
    人们往往把人类的成就归功于人类的智慧,然而人类的真正优势在于拥有一双灵活的手而非智慧。科学进步并不意味着心智也随之进步,地心说时代的人往往总是以为地心说就是一个真理,现在的磁极论时代的人也往往总是以为磁极论就是一个真理。站在地心说的境界里讨论地动说,哥白尼、伽利略等成了大家嘲讽、谩骂、打压、封杀的对象……我们现在站在磁极论的境界里讨论磁向论,磁向论的作者也同样面临着各种非难。无论是过去的地心说时代还是现在的磁极论时代,当时的人往往总是以为当时的主流理论是正确而完美的,对主流理论乐于马太效应式的步步锦上添花,对与主流理论相违背的理论乐于马太效应式的处处釜底抽薪,打压与变相打压似乎总是能有道理且合规的制造着科学蒙难。一些人对待新生理论总是纠结于有没有实验?有没有公式?有没有文凭?并以此为理由借机非难作者,妨碍论文传播发表妨碍科学发展进步。一个新生婴儿难道非要掌握成年人所有的技能才能够出生吗?我们更应该做的是帮助这个婴儿成长,而不是扼杀这个婴儿。我们为的是科学的发展与进步,而不是流于形式,现在不是讲究团队合作吗?为什么非要我一人独力完成一切呢?一人提出众人完善一直都是科技发展与进步的基本步骤吧?
    电学的基础原理是“同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引”,而磁学的基础原理又是什么呢?其实磁学一直欠缺着一个基础且简洁的原理——即《磁场的方向与作用》所提出的“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”。我们之所以长期以为“同性磁极互相排斥,异性磁极互相吸引”观点是一个真理并由此推想出磁单极子的存在、历史上之所以发明了多种名目繁多称谓交错的左手右手定则法则等等打手势的规则……这些其实都是由于我们的磁学欠缺基础原理而造成的后果……
    磁场是磁源相互作用的媒介,磁源的相互作用效果与磁场的方向关系直接相关,《磁场的方向与作用》所提出的“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理是一个既可用于判断、也可用于分析磁场之间的相互作用现象的较为根本的电磁学原理。有了“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理,则“楞次定律”、“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”、“左手定则”、“右手定则”、“叉乘的右手定则”、“右手规则”、“右手螺旋法则”等等一系列的除安培定则外的一切打手势的规则皆可以不再运用(从不同的书籍中可看到电磁学中的各种手法之规则名目较多且称谓交错,所以本文所提及的定则法则规则等未必是大家所理解的定则法则,总之我们只需保留安培定则即可)。法拉弟告诉我们磁源是通过磁场而相互作用的,而本文则会告诉我们磁场之间是如何而相互作用的。
    当我们还没有机会还没有条件从新的角度去看旧的问题的时候,一个错误的理论就有可能会被误认为是一个真理。在磁向论的“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”的认识下,磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”观点的错误显得非常明显,其曲解了磁体间的相互作用现象,其会把事实上是互相吸引的事件错误地解析为互相排斥的事件,把事实上是互相排斥的事件错误地解析为互相吸引的事件,且对一些实验所作出的判断明显与事实相违背,“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”这一片面认识还将科学引向了复杂,导致了怪异问题的产生——为什么磁铁两极不可分割?是否存在磁单极子?“磁单极子”是一个从错误的认识中所诞生出来的虚有产物,或许将磁体的两个磁极合称为一个名称更为合理。在“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”的认识下,我们还会发现,现在的电磁学其实只发展到了半超距作用观的阶段,而《磁场的方向与作用》仅是完全非超距作用观阶段的一个开始,未来必然还有更多的工作需要我们去做。
    本文是《磁场的方向与作用》一文的更新改进版,本文与《磁场的方向与作用》一文没有本质上的区别。

1、同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引
    我们可以根据磁源的磁场的相互“接触”处的方向来判断、分析磁源之间的相互作用现象,即:“相触”磁场同向则相斥、逆向则相吸。
    如图1,两电流方向相同的导体,会由于它们的磁场的相互“接触”处相互逆向而互相吸引,即“逆向磁场互相吸引”。且相互逆向的磁场会由于互相吸引的原因而“拼合”起来(如图2)。在此,我们可以认识到“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理不仅可以用于判断磁体之间的相互作用效果,其还是我们用于描述磁场的变化、形成、形态的理论工具。再有,“相互吸引的磁场会拼合起来”的现象还表明了“磁力线之间并不存在互相交差的机会”,亦即是从理论上证明了电磁学中“磁力线永不相交”观点的合理性。
    由安培定则判断可知,图3所示的运动正电荷所产生的磁场与其所进入的磁场的左侧是相互逆向的、右侧是相互同向的。根据“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理可知,此电荷左侧所受到的力是吸引力、右侧所受到的力是排斥力,此电荷会在磁场相互“吸”、“斥”的共同作用下作向左偏转运动。在此,“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理不仅可以用于判断运动电荷的受力方向,其还令我们看明白——此电荷并非只受到了磁场的一种力的作用,而是受到了吸引力及排斥力共两种力的共同作用
    如图4,磁铁对环形线圈作靠向运动,试判断此环形线圈的感应电流方向。根据“作用与反作用原理”(楞次定律是“作用与反作用原理”在磁场中的一种表达方式。在运用“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理判断、分析电磁感应现象时,可以直接利用更具普遍性的“作用与反作用原理”,可以不采用楞次定律的协助来理解电磁现象)可知,此环形线圈周围会感应出阻碍磁铁的磁场运动的感应磁场,结合“同向磁场互相排斥”原理分析可知,此环形线圈周围所感应出的感应磁场的方向的上部为逆时针方向,下部为顺时针方向。再经安培定则(右手伸直的拇指所指方向为电流方向,弯曲的另外四指所指方向为磁场方向)判断即可知道此环形线圈的感应电流方向。

2、质疑磁极论
    电磁学中有“磁极”与“磁矩”两种不同观点,但我们是否已经注意到磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”这一观点其实是片面、错误的呢?在本文所提出的“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”的认识下,“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”这一观点的错误显得非常明显。
    如图5 ,如果根据磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”来分析,我们会以为B点与D点之间是互相排斥的关系。但在“逆向磁场互相吸引”的认识下,我们便能够轻易地发现B点与D点之间其实是互相吸引的关系……当然我们也可以根据“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”原理来分析:由于B点的电流方向与D点的电流方向皆垂直纸面向里,所以B点与D点之间是互相吸引的关系,同理A点与C点之间也是互相吸引的关系……
    为什么“磁铁两极不可分割”?很简单,因为D、E、F、G、H处的电流方向皆垂直纸面向里,根据“同向电流互相吸引”可知,D、E、F、G、H之间皆是互相吸引的关系……
    通过以上分析可知,图5中左边一块磁铁的下侧各处与右边一块磁铁的上侧各处实质上皆是互相吸引的关系,同理左边一块磁铁的上侧各处与右边一块磁铁的下侧各处也都是互相吸引的关系……由此可见,相同磁极之间实质上是既相斥又相吸的关系,不同磁极之间实质上也是既相斥又相吸的关系。
    对于天然磁铁,我们也可依据“分子电流说”作出上述分析。
    如图6,磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”观点会认为,由于相同磁极互相排斥,所以在磁铁的N极与磁针的N极之间发生的是一个互相排斥的事件……所以磁针会逆时针转动90度。而“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”观点则会认为,由于逆向磁场互相吸引,所以在磁铁的N极与磁针的N极之间所发生的其实是一个互相吸引的事件,互相吸引事件导致了磁针的左侧磁场与磁铁的上侧磁场互相吸引、拼合起来……所以磁针会逆时针转动90度。磁场拼合现象也能充分表明——那两个N极之间根本不可能发生互相排斥事件,因为如果发生的是互相排斥事件的话,那磁场根本就无法进行拼合。由此我们看到这样一个事实——“同极相斥,异极相吸”把事实上是互相吸引的区域错误地解析为互相排斥的区域把事实上是互相排斥的区域错误地解析为互相吸引的区域
    难道科普的、粗略的理论就可以把事实上是互相吸引的地方说成是互相排斥的地方?就可以把事实上是互相排斥的地方说成是互相吸引的地方?我觉得我们唯有痛快的承认“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”是一个错误的理论……
    如果我们从受力角度来分析图6例就会发现,两种观点对受力性质及受力方向的理解作出了相反的分析。“相同磁极互相排斥”认为磁铁的N极对磁针的N极所施加的力是一个“方向向上的排斥力”,而“逆向磁场互相吸引”则相反地认为磁铁的N极对磁针的N极所施加的力是一个“方向向下的吸引力”……“同极相斥,异极相吸”观点已经错误地曲解了磁体间的吸、斥关系。
    如图7,当磁铁Q沿虚线j 向放置于平整桌面上的磁铁K靠近时,K会向何方向滚动?如果按“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”来分析,则是:Q的N极对K的N极有一个方向指向左上方的排斥力,K应会向左滚动。如果按“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”来分析,则是:Q的上侧磁场对K的右侧磁场有一个方向指向右上方(或正上方、近正上方)的排斥力,对K的左侧磁场有一个方向指向右下方的吸引力,K应会向右滚动。实验表明:当Q大约(具体与两磁铁有关)在虚线ij 之间的范围内靠近K时,K皆会向右滚动,“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”观点是与实验事实相矛盾的;当Q大约(具体与两磁铁有关)在虚线i 的左侧或虚线j 的右侧的范围内靠近K时,K会受到向左滚动的力,“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”观点此时巧合于实验事实,而“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理皆能很好地解释实验事实。若将磁力较强的磁铁K,Q拿于手上做实验,可以明显地感受到上述磁力现象的力的“吸”、“斥”关系。

3、磁单极子是错误认识的虚有产物
    见自《电磁学》(王楚、李椿、周乐柱编,北京大学出版社出版,2004年2月第4次印刷)第21页的一段话——早期对磁现象的研究主要是用天然磁铁进行的,通过观察,人们认识到磁铁有两极:指向北方的叫北极;指向南方的叫南极。磁棒的磁性与电偶极子的电性有类似之处,人们由此设想在磁棒的两端分别聚集了两种不同性质的磁荷,也曾提出过磁荷的库仑定律,并在此基础上建立了磁场的概念,定义了磁场强度矢量H。
    我们应该将“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”定性为一个只是科普中的一种说法,还是定性为一个错误的观点呢?笔者认为应将“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”认定为一个错误的观点。因为正是由于前人认为“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”是正确的,所以才会设想在磁棒的两端分别聚集了两种不同性质的磁荷,才会去推想“磁单极子”的存在,才会导致了怪异问题的产生——为什么磁铁两极不可分割?是否存在磁单极子?如果我们早已基于“同极既相斥又相吸,异极也既相斥又相吸”的认识的话,我们的前人还会去预言“磁单极子”的存在?“磁单极子”的概念还会产生?今天的科学界还用得着争论“磁单极子”?笔者常想,今天仍寻找“磁单极子”的科学家是否已注意到“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”之不妥当了呢?笔者认为“磁单极子”不过是一个从错误的认识中所诞生出来的虚有产物而已。
(1)磁极并非物质
    如果我们把通电环形线圈拉直,那其的两个磁极便不存在了,磁极显然是由磁场的“特殊流向”所围成的一种物理现象——是磁场围成了磁极,不是磁极产生出磁场。既然磁极并非物质,就不应存在物质的磁单极子。
(2)同极既相斥又相吸,异极也既相斥又相吸
    前人由于基于“同性磁极互相排斥,异性磁极互相吸引”这样的片面认识而预言了“磁单极子(磁荷)”的存在,并推想“磁单极子”如同电荷一样存在着正磁荷及负磁荷,并参照电荷提出了磁荷的库仑定律及定义了磁场强度等,为磁荷打造了一系列的数学式。
    而本文认为实质上相同磁极之间是既相斥又相吸的关系,不同磁极之间也是既相斥又相吸的关系——假若之前人们早已认识了“同极既相斥又相吸,异极也既相斥又相吸”的话,我想就不会有谁去预言“磁单极子”的存在,那“磁单极子”的概念也就不会产生,那科学界今天也就用不着为“是否存在磁单极子”的问题而争论了。
(3)磁场是有向无性的
    推想中的磁单极子(磁荷)是“同种磁荷互相排斥,异种磁荷互相吸引”的、在自然界中是存在着正磁荷及负磁荷的、正磁荷理所当然地产生着正磁场、负磁荷理所当然地产生着负磁场——这实则意味着认为存在着“两种性别”的磁场了。
    我们想想,如果“磁荷同性相斥,异性相吸”是正确的话,那磁场也就必需遵守“同性相斥,异性相吸”这一规律,否则“磁荷同性相斥,异性相吸”就无法成立。
    而我们的实验都在表明,要令两个“同性”的磁场互相吸引,我们只需调转其中一个磁场的方向即可……
    笔者认为磁场是一种有向无性的方向场,磁体(磁场)的吸、斥关系决定于磁场的方向,磁场并无同、异性的分别,也就不可能存在具有同、异性区别的磁单极子。
    一些读者在支持本文所提出的“磁场同向相斥,逆向相吸”观点的同时,也认为磁单极子是有存在的可能性的。而笔者觉得“磁单极子”之说其实就是“磁的两性说”,“磁场同向相斥,逆向相吸”之说其实就是“磁的无性说”,二者应是互不相容的。
(4)建议
    “将一块磁铁涂成两种颜色来标识不同的磁性”就是对磁现象错误认识的一个历史见证。笔者认为磁极的提法容易使人理解为“磁极是一种物质”,为了更便于人们对电磁现象的准确理解及减少对科学的误导,或许把磁铁的两个磁极合称为“磁陷流”或者其它名称更为合理,“磁陷流”的方向可以以“·”、“×”标注于磁铁两端。
    磁力线不是真正存在的线,它是对磁场的一种形象表达方式,磁力线可考虑改称为“磁场状态表达线(磁态线)”。

4、电磁学只发展到了半超距作用观阶段
    磁体之间的相互作用现象都是通过磁场的直接相互作用而实现的。
    相对而言“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”是一种超距作用观,因为其从来都是撇开横亘在磁体之间的所有磁场去分析问题的,其造成的结果则是——把事实上是发生互相吸引事件的区域错误地解释为发生了互相排斥事件(例如图6)……
    而左手定则、右手定则、叉乘的右手定则等则属于半超距作用观中的判断工具,因为其从来都是撇开电流所产生的磁场,直接拿电流与另一个磁场来说事……其造成的结果则是——现在的电磁学,即便看起来装修得多么豪华气派完美绝伦,但它终究只是建立在半超距作用观基础上的一个学科,其无法令我们看到更基础的东西。例如图3,我们之前一直就以为那个正电荷只是受到了一种力的作用而已……
    本文所提出的“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”原理,虽然只是我们迈入完全非超距作用观的开始,但其的提出就已经令我们轻易地看到了半超距作用观所不能看到的更本质的东西……

5、注明
    1991年、1992年间《磁向论》的简文公开于广西南宁市横县峦城完全中学的校园黑板报上,并自始进行了数十次投稿。
    《磁场的方向与作用》已发表于1999年6月出版的《广西大学学报[自然科学版]》第24卷增刊第161-163页上。
    1999年10月1日前《磁向论》发布于吴绍东科学网并自始展开网上宣传。
    2014年7月1日正式将《磁场的方向与作用》更改为《磁向论》。
    本版最后更新日期:2020年04月18日。

参考文献
    [1] 吴绍东.磁场的方向与作用.广西大学学报(自然科学版),1999年6月出版的第24卷增刊第161-163页.

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