江西 凌龍莊 1、對磁力線本質(zhì)討論的設(shè)問 磁力線是構(gòu)成磁場的基本單元,在用磁化鐵粉的磁現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中,磁力線呈閉合曲線,相互排列,具有“同性相斥、異性相吸”的引力特性。從人類發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象到今天,通過不斷的研究和試驗(yàn),最終使磁現(xiàn)象服務(wù)于人類的生產(chǎn)和生活的需要,成為了現(xiàn)代科學(xué)的一項(xiàng)研究成果。但是,人類對磁現(xiàn)象的本質(zhì)卻還不是十分清楚,有以下一些問題,科學(xué)目前是不能做出合理的解釋。 (1)、礦石中的永久磁力線是怎樣產(chǎn)生出來的? (2)、電流的移動是怎樣演化出磁力線的? (3)、磁力線為什么會是彎曲的而光線是直射的? (4)、磁力線為什么不能交越而光線可以交越? (5)、磁力線為什么會產(chǎn)生同性相斥、異性相吸的引力現(xiàn)象? (6)、導(dǎo)線切割磁力線為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢? (7)、鐵元素材料為什么能抯擋磁力線穿過,而銅、鋁元素材料卻不能? (8)、永久磁石為什么不需要提供外能量而不會衰變、而電磁現(xiàn)象則不能? (9)、洛倫茲力為什么不需要外加能量? (10)、地球的磁場是怎樣形成的? 上述10個(gè)設(shè)問你能回答出幾個(gè),現(xiàn)代物理理論能正確地解釋多少? 2、電磁現(xiàn)象物理實(shí)驗(yàn)的回顧 據(jù)說世界最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的是古希臘的泰勒斯,也有的說是中國人最早發(fā)現(xiàn)了磁現(xiàn)象??傊?,古人都把磁現(xiàn)象當(dāng)作有靈性的東西來理解。到了1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),1831年英國物理學(xué)家法拉弟又發(fā)現(xiàn)了磁變電的現(xiàn)象,確定了電磁感應(yīng)的基本定律。19世紀(jì)60年代麥克斯韋提出了電磁場的理論,并從理論上推測了電磁波的存在。1887年赫茲用自制的實(shí)驗(yàn)設(shè)備撿測到了電磁波,證明了麥克斯韋電磁場的預(yù)言的正確性。今天人們對電磁現(xiàn)象不再成為迷信,而且能高效地運(yùn)用到通訊設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了人類幻想中的千里眼順風(fēng)耳的神話傳說??茖W(xué)的探索是經(jīng)過了前一代科學(xué)家的艱辛努力才取得了這些成功。從19世紀(jì)到21世紀(jì)科學(xué)發(fā)展都是在運(yùn)用前人的成果,在基礎(chǔ)理論物理上可以說沒有取得什么很大的進(jìn)展。就目前而言,科學(xué)家知道,磁場可以使鐵磁金屬的電阻發(fā)生改變。并將這一物理現(xiàn)象運(yùn)用到了傳感器上用于工業(yè)的自動化。在超導(dǎo)現(xiàn)象中磁場會對超導(dǎo)狀態(tài)產(chǎn)生破壞,這一特性與磁場強(qiáng)度和臨界溫度有關(guān)。在這些現(xiàn)代化的科研成果中人們由于工業(yè)化的需要,只注重實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用成果,卻忽視了對其基礎(chǔ)理論的研究。所以,到今天為止,人們并不知道磁場是怎樣產(chǎn)生的,磁力線是些什么物質(zhì)構(gòu)成的。所以,今天的科學(xué)家們對于我上述的10個(gè)設(shè)問,能做出合理解答的人可能很少。 3、磁力線本質(zhì)的理論推導(dǎo) 麥克斯韋的電磁理論將磁現(xiàn)象確定為“場”的性質(zhì)。愛因斯坦在麥克斯韋電磁理論的基礎(chǔ)上,將“引力”也定義為“場”的性質(zhì)。但他們都不知道“場”是由什么物質(zhì)構(gòu)成的??锨械卣f,宇宙是由物質(zhì)演化而成的,場也一定是有其物質(zhì)作為能量傳輸?shù)慕橘|(zhì)而形成,絕對的真空是沒有的。古人所說的無中生有的“無”,并非是空無一物的意思,而是由不能被人類所感知的物性,抽象地定義為“無”。古代人無法感知空氣中的各種元素的存在,所以將空間定義為無,由空間中的“元?dú)狻鞭D(zhuǎn)化出來的物質(zhì)想象為“無中生有”。所以,在真空中演化出磁力線,本身就說明了場中一定存在一種當(dāng)前科學(xué)設(shè)備無法撿測到的物質(zhì)。由于現(xiàn)代科學(xué)以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為建立理論的參照標(biāo)準(zhǔn),真空中的物質(zhì)在目前的科學(xué)設(shè)備條件下無法撿測到,因而,構(gòu)成磁力線的物質(zhì)之謎至今無人問津。所以,“場”的概念實(shí)際上是一種不完備的科學(xué)稱謂。無論是磁場、電場、還是引力場。都一定存在構(gòu)成該能量場單元的物質(zhì),這種物質(zhì)一定具有它的共同特征,所以才能演化出各向同相的物理定律,否則我們就無法認(rèn)知這個(gè)存在著普遍規(guī)律的宇宙。當(dāng)然,在人們的意識中,認(rèn)識宇宙的本質(zhì)是屬于哲學(xué)家的事,但今天的哲學(xué)家們都被實(shí)驗(yàn)科學(xué)的方法所取代排不上用場了,因此,造成了基礎(chǔ)科學(xué)研究的滯后??茖W(xué)的研究離不開哲學(xué)的思辨方法,我們?nèi)绾斡谜軐W(xué)的方法來推導(dǎo)出構(gòu)成磁力線的物質(zhì)和場的真實(shí)屬性,讓我們從以下自然現(xiàn)象中來尋找哲學(xué)的智慧。 (1)、電子的移動形成電流,電流的循環(huán)產(chǎn)生出磁場,磁場是由磁力線聚合成的。所以,磁力線是由運(yùn)動電子的能量作用到場中的物質(zhì)演化出來的。因此磁石和導(dǎo)線周圍的磁場都是由原子的核外電子的有規(guī)則的運(yùn)動對場中的物質(zhì)產(chǎn)生相互作用而演化形成。推之,磁礦石因內(nèi)部的電子的有規(guī)律運(yùn)動而不需要外力能長期保持磁性不變;而導(dǎo)線周圍的磁場則因電流運(yùn)動的終止而磁性消失。由此,我們可以導(dǎo)出:電流的大小與磁場強(qiáng)度成正比;電子運(yùn)動的概率與磁力線中的構(gòu)成單元有對應(yīng)關(guān)系。 (2)、場中的未知物質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài),是演化出磁力線特征的關(guān)鍵?現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明:磁力線由無數(shù)的有規(guī)則的“小磁體”構(gòu)成,光線是由無數(shù)的“光量子”作有規(guī)則的運(yùn)動演化形成,而磁力線和光線都是由場中未知物質(zhì)演化出來的,所以場中的物質(zhì)的形狀和性質(zhì)是決定電磁現(xiàn)象本質(zhì)特征的前提條件。 (3)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明:光量子的運(yùn)動狀態(tài)是旋轉(zhuǎn)軸朝著運(yùn)動方向,旋轉(zhuǎn)磁矩垂直于自旋軸,以直線運(yùn)動方式無限延伸。磁力線中的小磁體其極性隨電流的運(yùn)動方向改變而改變,形成閉合曲線狀態(tài)。然而,無論是小磁體或抑光量子都是與作自旋運(yùn)動的電子的相互作用而演化形成的。場中什么樣的未知物才能演化出上述物理特性的運(yùn)動體呢?顯然,只有作自旋運(yùn)動的物質(zhì)粒子才能滿足以上條件。所以,“場”一定是由作自旋運(yùn)動的微觀粒子所構(gòu)成。(我的理論假設(shè)是由低能量的自旋粒子又稱“引力子”構(gòu)成宇宙的時(shí)空。) (4)、量子力學(xué)理論研究實(shí)驗(yàn)證明:宇宙中所屬作自旋運(yùn)動的粒子都存在著自旋磁矩,粒子與粒子間的自旋磁矩遵循能量的反平行耦合原理,保持著最小相干距離的相互吸引作用。在經(jīng)典理論中被稱為“同性相斥、異性相吸”的演化法則。“旋轉(zhuǎn)磁矩的反平行耦合”就是物質(zhì)演化中永恒的能量傳輸作用。所以,“同性相斥、異性相吸”是宇宙物質(zhì)演化的運(yùn)動公則。磁力線中的構(gòu)成單元就是“引力子”旋轉(zhuǎn)磁矩的相互吸引而形成的。磁力線中的小磁體就是由無數(shù)同向有規(guī)則的“引力子”演化而成的。 (5)、電子在導(dǎo)線中的定向移動形成電流。電子究竟是怎樣在導(dǎo)線中移動的呢?科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí),電流的流動是導(dǎo)線中的電子從負(fù)極向正極運(yùn)動。電子運(yùn)動時(shí)自旋軸朝前進(jìn)方向,旋轉(zhuǎn)磁矩垂直于電流的運(yùn)動方向,根據(jù)電工理論的“集膚效應(yīng)”原理,電子移動時(shí)沿著導(dǎo)線的表面作螺旋移動。所以,導(dǎo)線中運(yùn)動電子的旋轉(zhuǎn)磁矩與導(dǎo)線周圍的引力子的旋轉(zhuǎn)磁矩產(chǎn)生反平行耦合,使導(dǎo)線周圍的引力子形成環(huán)繞導(dǎo)線的有序排列,從而形成導(dǎo)線周圍的磁力線。所以,當(dāng)電流方向改變時(shí)磁力線的極性也相應(yīng)改變,當(dāng)電流終止時(shí)導(dǎo)線周圍的磁力線也同時(shí)消失。這就是單根導(dǎo)線右手“安培定則”的電磁變換原理。在中學(xué)的物理教科書中學(xué)生是無法理解微觀物理的精細(xì)結(jié)構(gòu)演化原理,而只能按書本死記硬背。 (6)、在通電螺管線圈中,有序排列的“引力子”旋轉(zhuǎn)磁矩相互連接形成閉合磁力線,其磁力線的極性隨線圈中電流的改變而改變。這些磁力線中的“引力子”形似一個(gè)一個(gè)的小圓環(huán)相互吸引,其圓環(huán)的自轉(zhuǎn)軸均垂直于磁力線,小圓環(huán)與小圓環(huán)之間由于自旋方向相同,所以相互構(gòu)成反平行耦合,因此,磁力線形成閉合曲線。無論是永久磁石還是電磁鐵其磁力線都是相同的結(jié)構(gòu)原理,在磁力線中是無法分解出“單磁極子”來。所以,場中的“引力子”旋轉(zhuǎn)磁矩才是磁力線的本質(zhì),也是“場”的真正屬性?!耙ψ印钡奶匦圆坏莼隽恕按拧钡谋举|(zhì),還演化出來“光線”、電力線和“萬有引力”的本質(zhì)特征。(其演化過程請?jiān)旈啞读孔右碚撛怼罚?/span> (7)、兩塊條形磁石用不同的極性相互接觸,會產(chǎn)生出“同性相斥、異性相吸”的引力現(xiàn)象,幾百年來沒有誰能回答出其中的原因是什么?現(xiàn)在我們可以很自然地理解到,從磁石中發(fā)出來的磁力線,實(shí)際上是磁石中的有序排列的運(yùn)動電子中的旋轉(zhuǎn)磁矩,對場中“引力子”旋轉(zhuǎn)磁矩的復(fù)制,復(fù)制后的“引力子”互相吸引形成有序排列的磁力線。由于“引力子”中的旋轉(zhuǎn)磁矩遵循“同性相斥、異性相吸”的演化法則,所以,磁石中的磁力線便產(chǎn)生出很強(qiáng)的引力或斥力作用。 4、電磁實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的剖析 在中學(xué)的物理教科書中,有很多電磁實(shí)驗(yàn)范例,用來啟發(fā)學(xué)生對電磁物理現(xiàn)象的理解,教會學(xué)生的操作方法和實(shí)驗(yàn)原則。但有很大一部分教學(xué)內(nèi)容是靠死記硬背定律,而沒有揭示物理原理。如:洛倫茲力中的電子在磁場中的環(huán)繞運(yùn)動,在沒有外能量的情況下為什么能產(chǎn)生永恒的運(yùn)動;導(dǎo)線切割磁力線為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?運(yùn)動電子在磁場中為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)等等。這些在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備中運(yùn)用最多的基礎(chǔ)物理和實(shí)驗(yàn)方法,現(xiàn)代科學(xué)卻無法解釋其物質(zhì)的微觀演化,而只能遵守實(shí)驗(yàn)原則來操作和運(yùn)用?,F(xiàn)在讓我們用磁力線的結(jié)構(gòu)特征來剖析它們的微觀原理。 (1)、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動。 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動,根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)的觀察所得到二條結(jié)論:(一)當(dāng)帶電粒子與磁力線呈平行射入時(shí),粒子將于射入時(shí)的速度作圴速直線運(yùn)動。(二)當(dāng)帶電粒子與磁力線呈垂直射入時(shí),粒子在垂直磁感線的平面內(nèi)以入射速度作均速圓周運(yùn)動。 長期以來物理學(xué)家們都只知道會產(chǎn)生這種現(xiàn)象,而不能回答為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。所以,對于學(xué)生的教學(xué)來說就只能是“填鴨式”?,F(xiàn)在我們把磁力線放大成引力子反平行耦合的結(jié)構(gòu)形式得知,每一個(gè)引力子的旋轉(zhuǎn)磁矩的相互吸引形成一條一條閉合的磁力線,而引力子的自旋軸則分別垂直于磁力線。我們知道粒子的運(yùn)動方式是自旋軸朝前進(jìn)方向,旋轉(zhuǎn)磁矩垂直于運(yùn)動方向。當(dāng)帶電粒子與磁力線構(gòu)成平行射入時(shí),運(yùn)動粒子的旋轉(zhuǎn)磁矩與磁力線中引力子的旋轉(zhuǎn)磁矩垂直交越,所以,兩粒子的旋轉(zhuǎn)磁矩不發(fā)生能量交換,因此粒子與入射時(shí)的速度在磁力線之間作均速直線運(yùn)動。當(dāng)帶電粒子與磁力線呈垂直入射時(shí),由于入射粒子的自旋軸與引力子的自旋軸呈平行耦合,則粒子的旋轉(zhuǎn)磁矩與磁力線中的引力子的旋轉(zhuǎn)磁矩同時(shí)產(chǎn)生平行耦合。其耦合的運(yùn)動方向由磁力線的極性決定。所以,帶電粒子以入射時(shí)的速度作向左或向右的均速圓周運(yùn)動。由于引力子和帶電粒子在同步量子引力場中作永恒的自旋運(yùn)動,所以,帶電粒子不需要外部能量也會作無休止的圓周運(yùn)動,這就是洛倫茲力產(chǎn)生的原因。 (2)、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動。 復(fù)合場是指在磁場中加入電場,使帶電粒子受兩種能量作用后引發(fā)原運(yùn)動狀態(tài)的改變。運(yùn)用帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的特性,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)技術(shù)設(shè)備中運(yùn)用非常廣范。如:陰極射線顯像管、速度選擇器、電磁流量計(jì)、回旋加速器、質(zhì)譜儀、磁流體發(fā)電機(jī)等。其原理都是利用電場加速粒子的運(yùn)動,利用磁場的洛倫茲力使粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)粒子在復(fù)合場中運(yùn)動時(shí)的設(shè)計(jì)要求。帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)原理我們在“洛倫茲力”中作了簡明分析。而粒子在電場中為什么會作加速運(yùn)動,物理學(xué)中從未有過理論解釋。大家知道,電流的運(yùn)動是從負(fù)極流向正極。為什么是負(fù)極流向正極呢?要回答這個(gè)問題,必須先理解電力線的本質(zhì)是什么。在物理教科書中正電荷中的電力線是指向負(fù)電荷,實(shí)際上電子運(yùn)動的方向是從負(fù)極流向正極。長期以來我們在學(xué)習(xí)物理時(shí)都是靠死記這一原則,并不能理解產(chǎn)生這一現(xiàn)象的真正原因。在《量子引力理論原理》中我對電力線的本質(zhì)作了剖析。電力線只能從正電荷發(fā)出指向負(fù)電荷。負(fù)電子為什么會流向正電荷呢?所謂的正電荷就是指質(zhì)子,電力線只能從質(zhì)子中發(fā)出。當(dāng)一個(gè)原子中質(zhì)子與電子相等時(shí),原子處于中和態(tài),質(zhì)子中發(fā)出的電力線被核外運(yùn)動電子所屏蔽,所以該原子不呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)原子中的任一核外運(yùn)動電子離開原子核時(shí),其中的一個(gè)質(zhì)子必然空出一條旋轉(zhuǎn)軌道,這條軌道就是正電荷產(chǎn)生電力線的發(fā)源處。所以說質(zhì)子帶一個(gè)單位的正電荷,相對于沿著軌道運(yùn)動的核外電子則帶一個(gè)單位的負(fù)電荷。電荷不是以物質(zhì)的量來決定,而是與每一個(gè)原子核運(yùn)動的平衡狀態(tài)來決定的。質(zhì)子是怎樣發(fā)出電力線的呢?根據(jù)質(zhì)子的標(biāo)準(zhǔn)模型推理:三對夸克耦合成一個(gè)三維結(jié)構(gòu)的質(zhì)子,質(zhì)子的自旋使其中的一對夸克演變成自旋軸,而其余的二對夸克形成旋轉(zhuǎn)磁矩。所以,旋轉(zhuǎn)磁矩是由四個(gè)同相自旋的電子復(fù)制場中的引力子產(chǎn)生出來的。(一對夸克由一對正負(fù)電子對撞演化形成)電力線是由夸克中的電子的“軸向能量”復(fù)制場中的引力子,引力子的自旋軸朝著電力線的指向,從正面看是一種右旋的引力子。所以,右旋的引力子與左旋的電子正面相對形成反平行耦合(異性相吸),因此,負(fù)電荷總是流向正電荷。當(dāng)在均勻磁場中加入電場時(shí),原來排列有序的磁力線中的引力子,受到電場力的作用,由于電力線是從正電荷指向負(fù)電荷,在電場與磁場交越的區(qū)域引力子被電力線重新復(fù)制,使得引力子旋轉(zhuǎn)磁矩的分布角度發(fā)生了變化,因此使本來作洛倫茲力運(yùn)動的粒子改變運(yùn)動方向。這就是書上說的“當(dāng)兩者等大反向時(shí)粒子不偏不轉(zhuǎn)而沿著直線作均速運(yùn)動?!睂?shí)際上,無論是何種設(shè)計(jì),都是使場中的“引力子”改變運(yùn)動狀態(tài)來控制帶電粒子的運(yùn)動方向。其最根本的原理就是旋轉(zhuǎn)磁矩的“同性相斥、異性相吸”的引力特性。也就是量子引力理論中的旋轉(zhuǎn)磁矩的反平行耦合。 (3)、導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流。 導(dǎo)線為什么切割磁力線會產(chǎn)生感應(yīng)電流,而導(dǎo)線切割光線和電力線卻不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。其原因在于三者雖然都是電磁線,但它們形成的原理和結(jié)構(gòu)完全不同?,F(xiàn)在我們來分析導(dǎo)線切割磁力線時(shí),磁力線與導(dǎo)線中的運(yùn)動電子所發(fā)生的微觀演化。 按實(shí)驗(yàn)原理,導(dǎo)線與磁力線垂直切割(磁力線垂直于地面,導(dǎo)線水平切割,畫圖分析。)由于磁力線是由平行與力線的旋轉(zhuǎn)磁矩連接而成,我們可以將一條磁力線看成兩條不同運(yùn)動方向的能量線。假如旋轉(zhuǎn)磁矩是左旋的引力子,左邊的能量線是由上向下運(yùn)動;右邊的能量線是由下向上運(yùn)動。當(dāng)導(dǎo)線快速切割磁力線時(shí),導(dǎo)線中的核外運(yùn)動電子與磁力線中引力子同相的旋轉(zhuǎn)磁矩產(chǎn)生相互作用,并吸收磁場中的能量使核外電子脫離原子核的束縛,并沿著軸向能量所指的方向移動。而被失去電子的質(zhì)子,產(chǎn)生出一個(gè)正電荷,吸引周圍的電子產(chǎn)生出連鎖反應(yīng),從而形成導(dǎo)線表面的電流移動。當(dāng)導(dǎo)線產(chǎn)生左右切割時(shí),由于磁力線的左右能量線的運(yùn)動方向不同,所以,與導(dǎo)線中的不同運(yùn)動電子相互作用,因此,電流在導(dǎo)線中來回運(yùn)動,形成不同極性的感應(yīng)電動勢。所以,感應(yīng)電動勢的大小與磁通密度、導(dǎo)線切割長度、和導(dǎo)線的切割速度成正比。因此電流的強(qiáng)度與磁力線中的引力子有對應(yīng)關(guān)系。這就是導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理。 為什么導(dǎo)線切割光線和電力線不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢?由于光線和電力線都是自旋軸朝著前進(jìn)方向,旋轉(zhuǎn)磁矩垂直于運(yùn)動方向,當(dāng)導(dǎo)線切割其能量線時(shí),與能量線中引力子同相的運(yùn)動電子擺脫原子核的束縛,在導(dǎo)線中形成渦流,使導(dǎo)線表面產(chǎn)生出熱量。所以,光線照射到金屬表面會產(chǎn)生升溫現(xiàn)象。這些物理原理中的微觀演化,在現(xiàn)代物理教科書中是找不到的,讀者請認(rèn)真理解,仔細(xì)推理,方能頓悟。 …………………………………………………………………………………………………………………………………………
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