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磁 向 论

吴绍东
( 原址:广西横州市六景镇 )
( 现址:广西南宁市江南区 )


    摘要:提出非超距模式的“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论,淘汰半超距模式的左手定则、右手定则、叉乘右手定则等一系列的打手势的规则,质疑超距模式的“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,发现电磁学停留在了半超距模式阶段。
    关键词:磁场;磁极;磁力
    分类号:O482.51
    风险度:被埋没;被剽窃;沦为唐僧肉
    版本:1988 - 20220809

    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,都是未必正确的,我们更应该将科学理论理解为一种发明而非一种发现。似乎绝大多数的科学蒙难皆产生于科学环境而非神学环境,我们应该吸取站在地心说的境界里讨论地动说的教训,建议大家以伽利略的眼光阅读本文……
    对于已发表于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页上的《磁场的方向与作用》一文,本文主要是增加了“电磁学停留在了半超距模式阶段”这一内容。

1、同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引
    法拉第提出场的概念首次动摇了以往的超距作用观,法拉弟认为磁体是通过磁场而相互作用的。那么磁场又是如何而相互作用的呢?
    通过安培定则(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)发现,同向电流互相吸引的两根并行的通电导体之间的磁场的方向为相互并行逆向的关系(如图1),反向电流互相排斥的两根并行的通电导体之间的磁场的方向为相互并行同向的关系……由此总结得到一个非超距作用模式的理论——同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引。 逆方向磁场互相吸引的结果是磁场拼合(如图2)。
    “同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”的提出,使我们能够以非超距模式的角度去看待分析问题,其不仅可以用于判断磁体之间的相互作用效果,还是我们用于描述磁场的变化、形成、形态的理论工具,还令“磁力线永不相交”及“磁场方向与磁场力方向为互相垂直的关系”等的结论有了理论上的解释,其还令我们能够更显而易见的发现已有理论的不足与错漏……

2、淘汰打手势的规则
    从不同的书籍中可以看到,由于磁场方向与磁场力的方向是互相垂直的关系,历史上为了解决不方便记忆等的原因,相继发明了多种名目繁多称谓交错功能重叠的一系列的打手势的规则……据说之所以不向中学生传授半超距模式的叉乘右手定则,那也是因为担心中学生存在记忆困难的问题……其实印刷在中学课本上的半超距模式的左手定则及右手定则等同样也存在着不好记忆的问题 ——绝大多数人只要离开学校几个月就记不清以上打手势的规则该怎么比划了……
    而有了《磁场的方向与作用》所提出的非超距模式的既能用于判断也能用于分析的“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论之后,我们只需要保留安培定则这一个打手势的规则就能够直观的给出问题的答案。
    如图3,由安培定则判断可知,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同向的、右侧是相互逆向的。根据“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论可知,此电荷左侧所受到的力是排斥力、右侧所受到的力是吸引力,此电荷会在磁场相互“吸”、“斥”的共同作用下作向右偏转运动。在此,“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论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,运用“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论判断、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“同方向磁场互相排斥”理论分析可知,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。再经安培定则判断即可知道此环形线圈的感应电流方向。




3、质疑同极相斥异极相吸
    当通过“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论以非超距模式的角度去看问题时,我们就能够轻易的发现超距作用模式的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”不但是一个与“分子电流说”、“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”相矛盾的理论,而且其也不宜以科普的形式继续存在。因为“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论还会对受力性质及受力方向的理解作出与事实相反的分析,会把事实上是发生互相排斥事件的地方科普成是发生互相吸引事件的地方,会把事实上是发生互相吸引事件的地方科普成是发生互相排斥事件的地方,还会对一些实验结果作出相反的错误判断。“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论还把科学引向了复杂,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?
    如图5 ,如果根据磁极论的“相同磁极互相排斥”理论来分析,我们就会以为B点与D点之间是互相排斥的关系。但在“逆方向磁场互相吸引”理论的认识下,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”理论来分析: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,如果按磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论来分析则会认为,由于相同的磁极互相排斥,因此磁铁的N极与磁针的N极之间发生的是互相排斥的事件……所以磁针应会逆时针转动。而如果按“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论来分析则认为,由于逆方向的磁场互相吸引,因此磁铁的N极与磁针的N极之间发生的其实是互相吸引的事件,互相吸引的事件还导致了磁铁的上侧磁场与磁针的左侧磁场互相拼合起来……所以磁针会逆时针转动。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的事件,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。
    我们也可以根据“分子电流说”及“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”来分析图6例。由安培定则判断可知,磁铁的上侧的分子电流的电流方向是垂直纸面向里的,而磁针的左侧的分子电流的电流方向也是垂直纸面向里的。所以根据“同向电流互相吸引”得出的结论也是“磁铁的N极与磁针的N极之间所发生的事件并非是互相排斥的事件,而是互相吸引的事件”。
    对于图6例,“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论虽然把事实上是互相排斥的地方错误的理解成是互相吸引的地方,把事实上是互相吸引的地方错误的理解成是互相排斥的地方,但其依然能对实验的最终结果作出了准确的判断。之所以会出现这种情况,那是因为“曲解也可以有道理地指导实践”而造成的,这也是两千年以来其之所以一直能够像真理一样得以代代相传的原因。而对于图7例,“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论就只能错误的对实验的最终结果作出相反的判断了。
    如图7,将磁片K放置于可转动的支撑点上,当磁片Q沿着磁片K的中心位置向磁片K靠近时,磁片K将会如何转动?如果按磁极论的“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论来分析则认为,由于相同的磁极互相排斥,因此磁片Q的N极与磁片K的N极之间发生的是互相排斥的事件,磁片Q的N极对磁片K的N极所施加的力是一个方向指向左上方的排斥力……所以磁片K应会顺时针转动。而如果按“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论来分析则认为,由于逆方向的磁场互相吸引,因此磁片Q的N极与磁片K的N极之间发生的其实是互相吸引的事件,磁片Q的上侧磁场对磁片K的左侧磁场所施加的力其实是一个方向指向右下方的吸引力,互相吸引的事件还导致了磁片Q的上侧磁场与磁片K的左侧磁场互相拼合起来……所以磁片K其实是逆时针转动。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的事件,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。 若将磁力较强的磁片K及磁片Q拿于手上做如上实验,可以明显地感受到上述磁力现象的力的“吸”、“斥”关系。 运用“相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”理论对图7例分析所得出的结论与实验事实完全相反。
    我们也可以根据“分子电流说”及“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”来分析图7例。由安培定则判断可知,磁片Q的上侧的分子电流的电流方向是垂直纸面向里的,而磁片K的左侧的分子电流的电流方向也是垂直纸面向里的。所以根据“同向电流互相吸引”得出的结论也是“磁片Q的N极与磁片K的N极之间所发生的事件并非是互相排斥的事件,而是互相吸引的事件”。



4、质疑磁单极子
    近百年来,似乎不断有学者宣称在理论上、数学上、实验上、特定条件上或者多维空间上存在磁单极子……这没关系,在科学探索的道路上就应该鼓励他说他的我说我的……
(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。就如同空气的“特殊流向”围成了龙卷风,而不是龙卷风产生出了空气。磁极的形成与龙卷风的形成相类似——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,就不应该存在着物质的磁单极子。
(2)磁场是有向无性的
    一些读者在支持本文所提出的“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”理论的同时,也认为磁荷(磁单极子)是有存在的可能性的。而笔者认为“同种磁荷互相排斥,异种磁荷互相吸引”的“磁单极子”之说其实就是“磁的两性说”,而“同方向磁场互相排斥,逆方向磁场互相吸引”则是“磁的无性说”,二者应是互不相容的。
(3)同极既相斥又相吸,异极也既相斥又相吸
    前人之所以会推想磁单极子的存在,最根本的原因是由于认为“同性磁极互相排斥,异性磁极互相吸引”是一个正确的理论而造成的。如果人们早已像图5例一样认识到“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”的话,前人就不会设想在磁铁的两端分别聚集了两种不同性质的磁荷,“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。磁单极子只不过是一个从错误的认识中所诞生出来的虚有产物而已。
(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)”。

5、电磁学停留在了半超距模式阶段
    “相同磁极互相排斥,不同磁极互相吸引”以及“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”属于一种超距模式的理论,因为它们是撇开横亘在磁体之间的所有磁场去分析问题的。而左手定则、右手定则、叉乘右手定则等则属于半超距模式的判断工具,因为它们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的。
    在当今的自然科学领域中,通过超距模式以及半超距模式描述的理论、公式属于主流,而能像本文一样运用非超距模式理论去具体分析解决问题的似乎罕见。本文已展现了非超距模式的优势,我们或许应该尝试让自然科学尽快提升至非超距模式阶段。

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.



注明:
    约1988年,磁向论的作者吴绍东就读于广西南宁市横县六景镇初级中学时总结出了磁向论的核心理论“同向磁场互相排斥,逆向磁场互相吸引”。
    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》更名为磁向论。



   






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