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第九章:奇妙的电磁性

第九章:奇妙的电磁性

http://blog.sina.com.cn/s/blog_12b10c5920101ftgp.html

吸引与排斥,在磁那里出现了两极性,它在那里是在同一物体中显现出来的。

--恩格斯

  能量转化和守恒定律的发现和证实首先告诉我们这样一个事实,即每一个自然力可以直接或间接地转化为
其它自然力。从这里,人们很早就认识到一切自然力是统一的这一重要原理。电磁领域是最令人惊奇的了,它
一直显示着力的两种不同表现形式--吸引与排斥。而按照自然力统一性这一重要定理,自然力丰富多样的力
的形式,都可以统一到一种物质朴素的相互压迫之上,那么电磁力又是如何表现出两种截然不同的性质呢?


  上溯到两千多年前,人们就知道了磁石能吸引铁,战国时期便发现了最早的指南器--司南,北宋时期的
科学家沈括最先发现并指出了地磁偏角。现在我们知道,在不同的地点、不同时间,磁偏角、磁倾角均不相同
。为什么会产生磁偏角和磁倾角呢?这是现代科学至今解释不了的现象。影响地磁场的因素很多,关于它成因
的假说也为数不少,如十六世纪英国的吉尔伯特认为地球巨大的磁场是地球中的铁、铬矿物元素的磁性所造成
的;更多的后来人则认为地磁场是由于地球自转造成的;围绕着地球自转的原因,又派生出许许多多不同的观
点。直到如今,人们仍没有一个统一的观点。

  电现象的发现也和磁现象一样古老,早在两千多年前,不少国家都有人发现磨擦琥珀可以吸引毛发、纸屑
,但限于当时的科学水平,没有对这些现象进一步研究。近代关于电磁现象的实验研究是从英国科学家吉尔伯
特开始的。他通过试验发现,不仅琥珀经磨擦后能吸引小物体,而且还有其它物质如金刚石、玻璃、松香等在
磨擦后也有“琥珀之力”,于是,他根据希腊文的“琥珀”的字根,创造了“电”这个名词,并把上述经过磨
擦后的物体称为带了电的物体。人们通过试验又进一步发现,用绸布磨擦玻璃棒产生的电和利用毛皮磨擦产生
的电是两种不同的电,从前把它们分别称为“玻璃电”和“琥珀电”,后来才把它们分别称为“正电”和“负
电”。这两种电不仅有同性相斥、异性相吸的特点,还能彼此中和,都失去电的性质。

  1755年,法国物理学家库伦确定了两个带电物体之间的电力与它们之间的距离平方成反比,对电力的这种
定量描述称为库伦定律。1799年,意大利生物学家伏打发明了电池,由于电池提供了可控制的电流,这为研究
电和磁的科学打开了方便之门。

  早在十七世纪初,吉尔伯特就断言电和磁是两种截然不同的现象,没有什么一致性,之后人们一直也认为
电和磁不可能有什么联系,所以在很长一段时间里,电和磁是作为两门独立的学科进行研究的。直到1820年奥
斯特发现了电流的磁效应以后,人们才开始把电和磁联系起来,使电磁学有了突破性的进展。

  奥斯特的发现是惊人的,他开创了一个科学和技术都让人眩目的并且最让人激动的年代。他的发现不仅证
实了电和磁之间相互联系的客观存在,并且揭示了磁力作用的横向性质,这对长期以来为人们所熟悉的中心力
观念是一个强有力的冲击。在此之后不到一年的时间里,毕奥和萨伐尔通过实验建立了毕-萨定律,安培作了
一系列电流的磁效应的试验,推导出了两电流元相互作用的安培定律,并提出了著名的磁性起源的分子电流假
说。

  安培假说与现代对物质磁性的理解是相当符合的,他认为一切磁现象产生的根源是电流,在磁性物质的分
子中,存在着回路电流,称为分子电流。分子电流相当于分子中电子绕原子核的转动和电子本身的自旋运动,
每个分子的圆形电流都相当于一个个基元磁铁,当它们在外磁场的作用下呈规则排列时,就使物体呈现出宏观
磁性。因为基元磁铁的两个磁极对应于分子回路电流的正反两个方面,这两个方面的显然是无法独存的,由此
很容易解释磁极总是成对出现的原因。

  自从发现了电流的磁效应以后,人们都在想,反过来,磁对电流有什么作用呢?一大批物理学家都在这方
面作试验,在这时代的所有物理学家中,法拉弟常常被认为是最伟大的一个,他不仅在实验室里显示出他的天
赋,而且还把“力场”这一重要而丰富的概念引了理论物理,从而使人们对电磁作用有了突飞猛进的认识。

  十九世纪前半叶,物理学界倾向于以粒子为中心的中心力思想,这种力仅仅依赖于粒子之间的距离,总是
沿着粒子之间连线发生作用,这就是所谓的瞬时超距作用观点。虽然奥斯特已经发现围绕载流导线的磁力是圆
形的,安培却仍然用电流元发射的中心力的合成对这种力作出了成功的数学处理,但法拉弟的思想是远为卓越
的,关于电磁转动现象的研究,引导他得出了同时代许多人不同的观点。他认为载流导线周围必定存在着某种
连续的物质,电磁作用就是通过媒介的“紧张”状态进行传递的,电磁感应现象的发现,使力线概念成了法拉
弟思想的中心。

  以太观念是由笛卡尔引入物理学的,在电磁学理论的形成过程中,这种观念为人们正确认识场的本质起过
重大的作用。法拉弟是从研究介质对电力的影响实验时意识到“场”的物质性的。他发现,用一块绝缘材料隔
开的两个导电板组成的电容器,比由真空隔开的电容器容纳更多的电荷量,而板间所夹的物质不同,电容器容
纳的电量也不同。为了解释这种现象,他假设介质中的分子产生了某种极化状态,两金属板上的电荷并不是超
越它们的空间直接发生作用的,而是借助于两板之间的电介质内的相互邻近的极化分子逐点传递过去的,因此
,这是一种近距媒介作用,中间介质在这种相互作用中起着重要作用。法拉弟很自然地把介质分子的这种极化
状态推广到真空中的以太粒子的形变上。这种形变是沿着曲线传播的,由此明确了“力线”的概念。他设想,
在电容器极板之间的绝缘介质中,电力线要比真空中稠密些,因此就在电力线尽头的电容板上容纳更多的电荷

  法拉弟用强电磁铁进行实验还发现,物质对磁力的作用类似于介质对电子的作用,从而引入了“磁力线”
的概念,并提出“磁力线”都是连续的曲线,不存在作为“极”的力线的终点。所有这些工作,都使法拉弟相
信,电和磁的作用不是没有中介地从一个物体传到另一个物体。他设想,在带电体、磁体和电流周围的空间存
在着某种由电和磁产生的象以太那样的连续介质,起着传递电力和磁力的媒介作用,他把它们称为电场和磁场
,这是物理学中第一次提出的近距媒介作用的“场”的概念,它的重大意义就在于把电磁作用落实到了物质的
相互作用之上,从而为人们进一步正确认识电磁作用打下了良好的基础。

  法拉弟虽然有高超的实验技巧和丰富的想象力,并提出了非常深刻的力线和场的物理学思想,但由于数学
能力不够,他的成果的创见都是以直观的形式表达的,未能概括为精巧的定量理论。与此相反,杰出的青年物
理学家麦克斯韦在法拉弟的基础上完成了电磁场的数学理论,建立了经典理论的大厦。

  麦克斯韦是独具慧眼的,他坚信法拉弟的新理论包含着真理,特别是他的“磁力线”和“电紧张状态”的
概念,包含着丰富的数学思想。在他看来,如果用数学方法将法拉弟的成果总结出来,就能得到一种处理电磁
场的动力学方法。结果正是这样,麦克斯韦把它们全部汇集到4个被称为麦克斯韦方程组的数学式中,这些方
程给出了电场和磁场如何按时间和空间的变化。站在这个基础上,他获得了物理学中一个真正让人吃惊的发现
--电磁波的存在。简单地说,如果我们处于一个电场随时间变化的空间区域,那么邻近的空间就会产生磁场
,这个磁场也是随时间变化的,它还可以在其周围再产生电场。这就象扔进池塘的石子激起的水波一样,磁场
以波的形式传递出去,电能和磁能相互转换。

  麦克斯韦可以由他的方程组精确地算出电磁波的速度。在他那个时代,光的速度已经由陆地上的实验和天
文观测精确地测到了,从理论上得到的电磁波速度值与光速值极其相似,基于对自然力统一性的坚信,麦克斯
韦推断:光的这种神秘现象只是电磁波的一种表现形式,从此,光、电、磁这三个原来互相独立的物理学部门
结合起来,实现了物理学上的一次重大突破,并对上一世纪以来的生产技术以及人类的生活引起了深刻变化。

  在麦克斯韦的电磁场理论中,位移电流概念的引入是理解电磁波存在的理论依据。麦克斯韦发现,在连接
着交变电源的电容器中,电介质并不存在传导电流,既然变化的磁场可以感应出电场,那么变化的电场似乎也
能产生磁场,他对比了在电场作用下导体内和介质内发生的过程,肯定了在变化电场的作用下,电介质内也会
出现一种能够产生磁效应的特殊的“电流”,即“位移电流”。他指出,只要电动力作用在导体上,就会产生
出一个传导电流,而当电动力作用在电介质上时,则会使电介质内的分子产生一种极化状态,一端显正电性,
一端显负电性,随着电场的变化,这种极化状态也会发生变化,这种变化对于整个电介质的影响,是引起电在
一定方向上的总位移的不断变化,这就是所谓的“位移电流“。它和传导电流一样在自己周围产生磁场。

  在解释真空中的位移电流时,麦克斯韦设想,真空中存在着以太,相当于介电常数E=1的电介质,它和
普通的电介质没有本质的区别,真空中的位移电流可以认为是以太极化的结果。麦克斯韦位移电流的引入,是
它创立电磁理论的一个关键步骤,它保证了安培定律和法拉弟电磁感应的对称性,从而使自恰的理论体系成为
可能。不难看出,法拉弟的特别之处就在于他通过表面现象认识到了事物的本质,在别人什么也没有看到的地
方看到了电磁相互作用的中介物。而麦克斯韦则根据法拉弟所揭示的自然事实,给他配上了严密的理论骨架,
两个人的互补,创造了严密的电磁理论体系,从牛顿力学到麦克斯韦的电磁理论,经典物理学形成了一套严整
的理论,它的理论体系包括了一切物理现象的基本规律,剩下的只是解微积分方程和具体应用的问题了。然而
,正当人们庆祝这宏伟的经典物理学大厦落成之时 ,一个个使经典物理学理论陷入窘境的惊人发现接踵而来
。1887年,迈克尔逊和莫雷利用光的干涉效应,试图探测地球在“以太”中的绝对运动,结果是令人惊讶的,
根本不存在这种绝对运动,这种否定的结果从根本上动摇了作为电磁波载体的“以太”假说,以“静止以太”
为背景的绝对时空观遇到了根本性的困难。之后,瑞利和金斯根据经典统计力学和电磁理论导出黑体辅射公式
,这个公式要求辅射能量随着频率的增大而趋于无穷,而实验与此严重不符。这样的结果我们已经知道,普朗
克在假定了能量具有一个不可分的最小单元的基础之上成功地解释了黑体辅射问题,之后,爱因斯坦把普朗克
的量子假说加以推广 ,提出了光的量子论:从点光源发出的光束的能量在传播中不是连续分布在越来越大的空
间之中,而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成,这些能量子能够运动,但不可分割,它只能整
个地吸收或产生出来。特别令人震惊的是,爱因斯坦为解释光速不变现象,大胆地否定了以往电磁学所依赖的
连续以太,使电磁学的波动学说遇到了前所未有的挑战。经典电磁理论是建立在电磁场具有连续性的基础之上
,因此,当爱因斯坦否定了以太观,建立了光的量子论以后,几乎老一辈物理学家都感到难以容忍。不过,当
爱因斯坦用光量子理论十分简明地解释了一系列物理实验之后,人们便逐渐接受了这个假说,从此,没有以太
的观念也随之进入了物理学界。

  经典理论突出了电磁场的连续性,它可以成功地解释电磁波的波动性,而量子电磁理论却表现了电磁场的
间断性,它可以成功地解释电磁波所表现出的粒子性,但两者都不能容纳对方。在这一矛盾面前,大多数物理
学家也仅仅是在爱因斯坦机械的倡仪之下认识的,即电磁波具有波粒二象性,但真正的本质却没有一个人可以
揭示。不过,对于大多数有思辩能力的科学家而言,虽然电磁波的波粒二象性本身具有不可调合的矛盾,但他
们都相信,对同一种物质现象,本质的说明只可能有一种,波动性和粒子性必然是同一种物质现象所表现出来
的两种不同性质。

  为了使电磁场理论能够描述电磁场的粒子性,1927年有人提出了将经典电磁场理论量子化的方法,他们把
电磁场运动分解为一系列基本的简单的振动。这样一来,电磁场振动就形成电磁波,而电磁场的粒子性问题就
归结为电磁场各个基本振动的量子化。粒子对应于各个基本振动只能取一定的能量状态;粒子的产生和湮灭,
对应于各个基本振动的激发与跃迁。这样就从经典的电磁场理论发展到了量子电磁场理论。后来,又建立了描
述电子与光子之间相互作用的理论--量子电动力学。这一理论认为,带电粒子之间的电磁相互作用是由光子
来传递的。

  不管现代物理学怎样用量子论来解释光的波动性,但否定了自然连续性的物质基础,我们采取任何办法对
波动性的理解都是不可思议的。今天的科学家,已经有不少人在这种困境中认识到,连续性是自然的一个基本
特征,表面上看起来超距作用的自然力必然就是通过连续的物质运动进行的,否则,自然力怎么能够在空无一
物的空间传递呢?爱因斯坦是否定以太观的主要人物,但这种否定可能从根本上就是错的,因为以太是自然统
一性和连续性的一种象征,没有了以太,自然的连续性是不可理解的,所以我们不得不得出这样的结论,以太
是客观存在的,不过这种以太不象通常人们所以为的那样是死寂的,而是在永恒的运动中存在的,运动的以太
观才是真正科学的时空观念。事实上,从自然统一性这个基本原理,我们仍然能够认识到,空间中充满着连续
的统一物质,自然界的能量就是通过连续的物质空间向外传播的,也正是这种能量的不对称运动,才使空间中
出现了一种动量势上的对称,迈克尔逊-莫雷试验证明的也就是空间的这种对称性。

  返回到爱因斯坦以前的相对论之中去, 那时,象洛伦兹和彭加勒那样的科学家,都认为存在着连续的以太
,但由于我们的观测仪器本身的存在依赖于以太之间,因此,我们不可能通过仪器检测出以太的运动来。对这
种在观察水平上不会显示出来的以太的运动进行猜测是一件极不平凡的事,不过洛伦兹还是捕捉到了依赖于以
太存在的电磁波的一些主要特征,这就是被现代科学称为阵发混沌的特殊现象。即一个有序结构的灭亡的释放
的能量会在其周围引起另一个有序结构的产生,有序结构的产生引起的生存竞争又会导致另一个有序结构的灭
亡,以此类推,在连续的以太空间就出现了一种特殊的非线性联系方式--电磁波。任何一种特殊的非线性联
系方式的出现都是与连续物质空间的性质密不可分的,它必须是在物质的一种临界状态下,能量的激发会立即
产生一个暂态的有序结构,一旦失去能量又会引起周围物质的再组织,这样连续的物质空间中就出现了能量的
一种特殊运动方式,即在媒质的周期振动之中,不断变换物质的组织形式,从而把能量耗散出去。

  关于电磁波传递的模型很早就被麦克斯韦勾画了,即著名的一环套一环的电磁互感,这很显明地说明了电
磁场的独特性质--旋转。麦克斯韦是从偏振实验光的磁致偏转现象中认识到,磁的运动只能是介质分子的一
种旋转状态,法拉弟关于磁力线的描述也明确地说明了它与电力线的不同,磁力线是闭合的,而电力线则是有
头有尾。根据前人的经验,我们可以作出这样的判断,电磁波的粒子性是有连续的媒质有序的旋转运动中表现
出来的,仪器仅仅捕捉到媒质的涡漩形式,却由于仪器上的畸形失去了两个涡漩形式之间的混沌转化过程。根
据这样的判断,我们很容易理解光的波粒二象性:光是依赖连续在空间中的物质周期性地组织与离散中存在的
,在传递过程中,由于空间动量势上的对称,每一个离散的有序状态释放的能量能够引起一个对称的有序结构
的再生,这样空间中就出现了一个依赖物质周期组织与离散而存在的能量包。在这个能量包的传递过程中,由
于引力波的复杂调制,使物质短暂的有序状态出现了象粒子一样的涡漩结构,当然,我们也可以称之为粒子,
不过它的寿命极短罢了。但从这个能量包的传递过程来看,它又不是一个粒子,因为它不可能象普通粒子那样
稳定存在,而是在周期的物质组织与离散中表现出来的一种性质。明白了这一点,光的波粒二象性就可以在统
一物质的组织与离散中有一个统一的描述。

  统一的物理世界有两种物质存在状态,一种是秩序存在的实体,另一种则是混沌而不可分的能量场,实体
和能量场的区别不是定性的,实体的周期性生灭本身就是一个能量场,因为每个实体都有一个产生、发展、壮
大、衰退、灭亡的过程,这个过程与物质世界的不对称运动(即能量)是分不开的,当局部的物质在反抗这种
不对称中组织起来的时候,实体就产生了,然而这些实体并不会永恒地存在,它们本身都有一个有限的反抗范
围,当外在世界变化的压力达到一定极限,这个有序实体就会走向离散(即灭亡),并突发它内聚的能量,而
这些突发的能量又会引起周围物质的重新组织,以此往复,能量就在物质的这种周期性的组织与离散中流通于
自然之间,能量场就是对这种依赖连续物质周期组织与离散流动能量的一种描述。

  在系统论中,能量场也称为非线性联系方式,每一个系统就是通过这种能量运动的方式普遍联系着整体,
从而使系统出现了目标上的一致性,也就是系统秩序的存在。系统秩序的存在都是通过各要素之间的竞争产生
的,当某一个要素在周围能量的激励下优先竞争出来成为统治者的时候,它就会通过各要素之间的竞争将自己
的意志强加在每一个要素身上,从而使整个系统能够步调一致,共同与周围环境的变化做斗争。非线性联系方
式是统治者意志的一种体现,它通过对顺应自身意志的要素进行扶持,对与自身意志相违的要素进行淘汰,保
持了自身意志在系统中统一,非线性联系方式就是对这种由要素周期生成与灭亡所形成的能量在系统中的周期
递进的一种描述。

  自然界有多种多样的物质形式,不过每一类形式都对应着一种非线性联系方式,同时也对应着一种自然力
。对宇宙这个巨大的开放系统和它组成它的每一个星系、星体系统而言,引力是它们的联系方式,而依赖连续
在无限宇宙空间的某一类物质周期组织与离散形成的引力波则必然是这种引力能量传递的方式,理性的分析可
知,引力波是由组成宇宙的基本构件--原子之间的竞争产生的,当不断有大量原子在星体内部物质的层次相
错中涡漩而生,同时又有大量原子在激烈的生存竞争中灭亡时,它周期突发的能量引起了连续在宇宙空间的统
一物质快速的组织与离散,引力波就是对星体这种能量传递方式的一种描述。

  宇宙是一个秩序发展的巨系统,这种秩序表现在组成它的每一个星系、星体都有自组织功能,它们能够不
断将混沌的物质组织成原子,使之成为自身的一部分,由于有组织的原子密度极大,而在混沌中存在的物质密
度较小,于是,当不断有大量原子被组织成有序的原子时,混沌物质占有的空间被压缩,这就迫使在紧张中存
在的物质向这个空间不对称运动,引力就是这种不对称运动的一种表象。

  我们知道,作为一种力的形式,万有引力只有吸引现象,而电磁力却表现出了吸引与排斥两种形式,显然
,电磁力这两种形式是在同一种物质的相互作用中表现出来的。那么,电磁是如何在同一种物体中表现出截然
不同的两种现象呢?要理解这一点,我们必须从产生电磁力的物质基础--电磁波说起。电磁波是自然界另一
种非线性联系方式,它与引力波一样,是通过连续的统一物质的组织与离散传递电磁能量的。不过,引力波中
的有序形式只是最初级的单向上聚合,而电磁波的有序形式则是粒子性的,或者说,这是一种和粒子一样的涡
漩状态,尽管这种状态存在的时间极为短暂,远不能和粒子的稳定性相比,但我们还是可以将它称之为粒子。
需要指出的是,这种粒子与通常意义上的粒子有着本质的不同,我们常说的粒子是相对稳定的,而电磁形式中
的粒子状态则是极不稳定的,因为它转眼就会变成混沌的物质并突发它内在的能量,这种能量又会促使周围的
物质重新组织,由于宇宙空间存在一种动量势上的对称性,新生成的暂态粒子一般都能继承原来粒子的性质,
这使电磁波的运动看起来好象是一个稳定的粒子在空间移动,事实上,这只是一个稳定的能量包在移动,而它
的质却是在快速地变换着的。如果我们混淆了粒子与波动之间的区别,就会导致理论上的不实在性,现代物理
学就是这种不实在性的真实产物。

  自然界是连续的,统一的物质就充满于无限的宇宙空间,这些物质不是死寂的宇宙填充物,相反,它们本
身是充满生机与活力的,这突出地表现在它们不断在相互作用中组织成有序结构,又不断在相互作用中离散为
混沌的统一物质,能量就借助于物质的这种组织与离散平衡着整体,自然力就是系统中这种不断趋向平衡的一
种不对称的物质运动,物质的组织则对外表现出吸引力,物质的离散则对外表现出排斥力。在万有引力现象中
,吸引力是通过星体不断把混沌的统一物质组织成有序的原子产生的,这里混沌而不可分的物质已是物质世界
的极限了,而在电磁力现象中,暂态的有序结构不断生成则对外产生吸引力,有序结构的离散也可以产生排斥
力,这显然是引力波中的有序形式不能做到的。于是,电磁力就在统一的物质世界表现出了它特有的性质。

  自然界的绝大多数有序结构都是在旋转中存在的,大至于整体的宇宙漩涡、星系、星体,小至于微观的原
子、丰富多样的量子漩涡等,在它们的空间都存在着物质的相对运动,其中最主要的就是物质的层次相错,因
为正是这种相错使物质不断地组织起来,从而出现了各种各样的力。电磁波是物质空间层次相错的产物,即不
断有大量粒子在这些空间涡漩而生,然而由于粒子间的激烈竞争同时又使大量粒子迅速灭亡,在它们的周期生
成与灭亡之中,电磁波产生了。

  自然界的层次性是自然的一个根本特征,在各种层次中,微观的总是决定宏观,低层次的总是决定高层次
的。相比于电磁波,引力波是更为微观的物质脉动,因此,在电磁波的产生与传递过程中,引力波起了至关重
要的作用,这一方面表现在电磁波中暂态的有序结构是由引力波这种纵向脉动和物质的层次相错运动共同作用
才产生的;另一方面则表现这些暂态粒子的周期生灭是在引力波的激励下才稳定传递的,而且这种周期总是引
力波动周期的整数倍。

  近代自然科学的发展已经表明:自然界只存在少数几种基本力,而且这些力符合朴素的平方反比定律,这
很趣地预示了自然力的统一性。从表面上看,不同形式的力的大小差异是很大的,如电磁力比万有引力大几个
数量级,但这不过是系统对物质组织能力的大小所决定的。万有引力的根源是由于产生吸引力的组织不断将混
沌物质组织成了有序的原子,从而引起空间中的物质不对称地向它移动,而电磁力则是短暂有序的物质相互作
用组织成了更大的有序团或原有的有序团离散的结果。由此可见,自然力是统一的,它统一在物质之间那充满
生命力的朴素压迫之上。物质的运动是有规则的,当各要素在竞争中优选出一个中心,其它要素就会以它为中
心形成一个有秩序的结构,共同反抗外在物质环境的压迫。因此,自然力又统一在每一个生命系统之中,一种
特殊的非线性联系方式对应着一种自然力。如万有引力对应着引力波,电磁力对应着电磁波,生物所表现出的
“与众不同的生命力”对应着连续水环境中的质子波动。系统对外在物质的组织能力的大小对应着不同形式的
自然力的大小。

  原子是自然界最稳定的微观结构,它一面在旋转中不断组织成新的量子,从而保持它对周围物质吸引的特
性;另一方面它还通过电磁形式不断向外耗散它的能量,显然,原子是一个充满生机的生命系统,它是在反抗
不对称运动的引力空间中保持着自身的有序状态。

  在经典物理学中,原子一直被视为最基本的粒子,这是不变的和不可分割的,只是在本世纪,原子那井然
有序的结构才被揭示,原子不再是基本的粒子,而是由其内部的构件合成的结构,原子质量大部分集中于小小
的原子核,原子核只有一厘米的一万亿分之一大小,核周围包围着由较轻的电子构成的云,电子云延伸的距离
达一厘米的一千万分之一,因此,一个原子的绝大部分空间是密度极小的物质空间。原子核本身也是复合体,
是由两种粒子组成的,一种是质子,带正电荷,另一种是中子,它不带电,质子和中子的质量都是电子的18
00倍。

  物理学家们一旦发现了原子的基本构造,就能够用量子论应用于原子,从而揭示出惊人的和谐。电子的波
的性质是通过电子存在于其中的某种固定的“定态“或“能级“中并将它自身表现出来的,并且电子束缚于原
子核的电引力满足于有名的平方反比定律。这些规律是量子性质的,表现为能级的排列和发射光的频谱。

  习惯上,人们普遍认为:原子是死寂的,它的存在不需要原因,然而对原子内部秩序的研究告诉我们,原
子也是一个生命系统,它的存在和其它物体一样,都是在反抗不对称运动的外在世界中存在的,由于外在世界
的力量是巨大的,每一个原子又同时不得不通过和外在世界不断进行物质和能量交换而保持它和外在世界之间
的和谐。在我们生存空间有各种各样的的原子,这些原子都是在被迫不断适应空间的变化中存在的,它们不断
组织将一些混沌物质组织成电子,又同时通过电子之间的生存竞争所引起的能量突发向外耗散它的能量。原子
核中质子和中子也是在竞争中存在的,当某个质子不适应环境变化的时候,原子就会在质子的优胜劣汰之中发
生突变,从而变成另一种性质的原子,或者走向灭亡向外爆发它内在的能量。

  原子空间有时看起来是空无一物的,实际上这只是测量仪器畸形的的结果,因为混沌的物质运动是仪器不
可能测量到的,我们只能通过思辩来认识这一点。原子空间是不对称的,越靠近原子核的物质空间密度越大,
内能越大,动能越小,但整体上又通过电子之间的竞争而保持着一种动量势上的平衡。原子空间和环境是连续
的,两者通过不断的物质和能量交换保持着原子系统和它反抗环境之间的和谐。

  原子空间充满着物质,电子的运动就不会再自由了,由于质子和电子之间根本不存在无中生有的引力,我
们也不必要假设电子在一个吸引力的作用下高速围绕着原子核旋转。事实上,我们通过思辩也能够认识到,如
果电子是一个粒子,它以光速绕原子核曲线运动是不可能的,因此,电子充其量只能称得上一个寿命极短的粒
子,也就是说,电子在原子空间不是稳定地存在,而是在电子的竞争中不断灭亡与形成。正是因为如此,电子
才是极不稳定的,变换的能量的花样不断地在其周围闪烁着,一会突然消失了,而同时又在另一个地方拱出来
,更为惊奇的是,它消失产生的能量又会促成另一个新粒子的出现,于是在微观世界里出现了无数个象幽灵一
样的粒子。

  “电子”这个名词是爱尔兰物理学家斯通尼在1876年创造的,之后英国实验物理学家约翰*汤姆逊作
出了决定性的验证,在实验中他发现,阴极射线不但为磁场所偏转,也为电场所偏转。他测量了这两种偏转度
,得出了粒子速度V与它的荷质比e/m,证实了阴极射线是带负电的粒子流,他又用云室法和磁偏转法证明了
阴极射线粒子的电荷与氢离子电荷大小相等,符号相反,质量约为氢离子的1/2000,这样更基本的物质粒子被
证实。在现代物理学中,电子一直是被当作一个粒子来对待的,特别是当玻尔提出了原子的电子也是量子化的
概念之后,电子已经理所当然地被定义为一个粒子。不过,不久的实验发现,类似电子这样的“粒子”简直举
不胜数,这些微观世界的幽灵们极不稳定,一会变成光子,更有甚者,几个这样的粒子合成一个质子。

  现在我们知道了,从量子的物质基础来看,电子根本不是一个象质子或中子那样的粒子,它和所有量子世
界的幽灵一样,都是连续的物质世界一种寿命极短的有序结构,它们是在周期性地有序与无序变换中存在的。
不过,由于电子的生来周期和引力波动的基本周期一致,容易得到引力波动的优先加强,因此,它相对于其它
量子的生成与灭亡更为规则一点,即这个能量包的能量基本上不衰减,被等量地在空间传递 。而其它量子较为
容易受到空间能量变化的影响,自然变换的花样就多了一点。在原子之中,原子核一般是比较稳定的,这是因
为原子核能通过组织不断地将一些无序的物质组织成自身的一部分,而且还能通过部分之间的竞争将内在能量
耗散出去。

分析原子空间的诸多力学现象,所有力都是在统一物质的朴素压迫之上统一起来的。原子核和电子之间是不存在吸引力的,真正的原因也只能是由于原子核的不断对周围空间混沌物质的组织,创造出了一个低势点,造成
了空间中连续的物质不断向它不对称运动的结果,许多有秩序的组成部分是在对这种不对称运动的反抗中被迫
存在于原子空间的。原子反抗的空间也是不对称的,原子核的椭球形可以显明地告诉我们这一点,它是在强大
的引力物质的不对称压迫之下存在的。因此,原子核中间的质子和中子的区别不是定性的,两者只有空间位置
上的区别,原子核的稳定也不是由于质子和中子之间的吸引力,而是质子和中子共同反抗环境的不对称压迫所
致。


  在电磁学中,正反粒子的出现是最令人惊奇的了,而且反粒子在这个空间寿命极短,遇见正粒子就会瞬间
产生湮灭,并释放能量。在物理学上,不少科学家被这种奇异现象惊呆了,继而杜撰出了正反两个世界。其实
,根据物质世界的统一性观点我们很容易知道,正粒子与反粒子只可能是同一物质所表现出来的不同性质,而
不可能是两类截然不同的物质。电磁波是一种依赖连续物质周期涡漩存在的能量,当它最初产生时,由于动量
矩守恒,必然会产生两个涡漩方向相反的物质团,而且这两个物质团在表现性质上有相反的特性,显然,这里
的反粒子不是什么无中生有的“反物质”,正反粒子的质是相同的,不同的只是它们的涡漩方向。某一类在空
间占主导地位的粒子我们称之为“正粒子”,而那个在空间中迅速灭亡的我们称之为“反粒子”。由于还原论
方法的影响,许多物理学家喜欢定性地研究正负粒子的存在,这使他们遇见了前所未有的困难:自然界如果是
由正反粒子组成的,正反粒子显然是不可能在同样的环境下存在的,反粒子都到哪里去了?事实上,我们只要
认识到每个系统都有一个奇点,也就是中心,这个问题就解决了,因为相对于这个中心,在对称位置上的任意
两个粒子都可以看作正反粒子,只要我们能够极快地将它们平移到一起而不改变它们的运动状态,那么它们就
会象所有正反粒子一样,迅速发生湮灭,并释放能量,正负粒子是相对于中心而言的。

  地磁偏角是大家所熟知的,至于为什么会出现地磁偏角,却一直是当代科学的一大难题。在这里,如果我
们了解了地球空间中物质的不对称运动, 那么这个问题就解决了。地球是在旋转中存在的,而它的空间中充满
着连续的物质,显然它空间中的物质不可能和它完全同步运动,也就是说,它空间中的物质必然存在着相互磨
擦,也正是这种磨擦之中,大量混沌物质在反抗这种不对称运动之中不断地组织起来,在它的表面形成了一个
逆向自转方向的能量场,它自东向西,这一点我们也可以用飞机上的时钟向东飞行比向西同样速度飞行的时钟
走得慢这一事实来确认。我们的地球是由大量原子组成的,这些原子的存在不是天赋的,而是不断产生于地球
内部物质层次的相互错动之下,原子内部聚集着巨大的能量,而且这种能量是较为稳定存在的,这里的原因是
显而易见的,因为原子就是在不断反抗不对称的引力空间的作用下存在的,不断的新陈代谢使它保持了稳定的
秩序。这突出表现在,原子不断通过自身的旋转组织成大量的粒子,从而使周围的混沌物质不断向它不对称移
动,保持了它对这些粒子的吸引力,同时,原子空间的大量粒子也是在竞争中存在的,不断有大量原子在竞争
中灭亡,并向外耗散它的能量。由于原子反抗的引力空间是不对称的,因此,原子的旋转也总是倾向于以引力
方向为轴心,而它沿旋转方向所耗散出的能量就会在空间形成一个涡漩场,它的方向是逆向原子旋转方向的。
综合这两方面的因素,地磁偏角就形成了。它的能量场强度取决于两个方面:一个是地球半径和它的自转速度
;另一个是地层矿物的组成成分。当然,我们也不能否定外在能量场的作用,如太阳黑子的爆发、太阳耀斑、
日食等造成的空间周期变化。近来一些科学家根据地磁场目前不断减小的事实,竟不考虑地磁场的形成,无中
生有地怀疑地磁场强度是否会降为零,这实则是无稽之谈,因为星体只要存在有自转,每一个星体都是有磁场
的,并存在着磁偏角。

  原子是一些在不断耗散能量中存在的有序结构,物体都是由原子形成的,很自然,在每一个物体周围都存
在着一个能量场,场和原子空间是连续的,它们都是统一物质的一种特殊状态。反抗是每一原子的生存基础,
物质的场显明地表现了反抗这种本性,用法拉弟的话来说就是“物质的紧张状态”,场和物体是一个不可分的
整体,在不对称的物体空间中,物质和它的场是很有秩序的,这表现在物质密度从场的无限边界到物体的中心
是连续变大的,并且越靠近场的中心,物质之间的压迫势能越大。在这个连续的物质场中,物质都是在紧张地
反抗周围物质的压迫中存在的,不过物质的运动也是有规律的,一方面是由于原子的自组织导致的向中心的压
力,另一方面是由于原子空间各要素的竞争而形成的向周围的能量耗散以及要素向外的扩散。

  在磁现象中,最令人惊奇的是,不论把磁铁切割成多么小的块,其磁极都是成对出现的,显然这种现象是
与磁场中能量单元的涡漩运动分不开的。我们知道,旋转的物体都存在着两极,这两极就是旋转的物体受力最
大的两个点,旋转的方向和这两极对应,并符合右手定则,电磁波的偏振性质就是与空间中物质的不对称运动
对应的。在现代物理学中,不少科学家一直争论着磁单极子是否存在的问题,其实,如果我们明白了磁现象的
本质就不难得出,磁单极子是不可能存在的,因为磁运动中物质的有序状态是在涡漩中存在的,而旋转不可避
免地存在着两极。

  实验证明,物质可以分为三类,它们分别为顺磁质、抗磁质、铁磁质,它们都是由物质的固有属性决定的
。从磁性产生的机理来看,原子的旋转是磁性产生的主要原因,但在大多数原子集合中,原子的排列是不严格
有序的,而是总有一些原子共同组成了一个小集团,原子集合就是在这些小集团的竞争和协同中保持了其固有
形态。一般而言,这些小集团是各自分散的,只有在受到外力的作用下才会组织起来,共同反抗外在压力,而
当外力去除后,有些物体内部的小集团就会释放积累的反抗能量,恢复到原来各自为政的状态,这类物质就叫
作抗磁质,顺磁质与抗磁质不同的是,外在磁场的作用可以使物体中原有的小集团重新组合,从而形成一些与
反抗磁场一致的新集团,当外在磁场去除发后,新的物质小集团所表现的磁场就与外加的磁场方向一致。不过
大多数顺磁质中的分子位置并不稳定,它会在外加磁场去除以后逐渐离散和组合。在顺磁质中,还有一种铁磁
质,它的特别之处就在于磁场撤去后,这些分子集团仍能相对稳定,从而保持一种稳定的能量耗散方向。

  电运动和磁运动是有所区别的,从电流动的方向我们很容易认识到,这里的电流并不象普通人想像的那样
是电子的定向移动,它是以电子在连续的物质空间周期生成与灭亡中递进的。而磁运动是闭合的,其中很明显
包含着旋转,旋转的物质场是有层次的,它是在反抗外在物质世界的压迫中存在,,因此,磁场方向体现了物
质运动的旋向,磁场强度则体现了物质周期运动的紧张程度。电和磁是可以相互转化的,这说明了电场和磁场
之间的统一性。电流的运动并不是单纯的定向流动,而是在电子的周期递进中进行的,电子并不是稳定的粒子
,它不过是一个有固定自旋量的能量团,并在有序和无序的周期变换中存在。因此,任何电流运动周围都存在
磁场,它是由电子的涡漩场引起的,反过来,磁场中并不见得有电流,因为磁场是一个相对静态的场,只有磁
场不断变化,或者说产生一个电势差,反抗电流才可能产生。

  “同性相斥,异性相吸”是电磁场中表现出的普遍性质。事实上,同性和异性的区分不是定性的,区别只
是在运动状态上,或者说能量场的自旋方向上。以磨擦生电为例,将两种不同材料磨擦就会产生两种不同的电
荷,并且产生的电荷大小相等,符号相反,如果加到两个不同的材料上,这两个物体之间就会产生一种吸引力
。吸引力的产生都是和物质的再组织分不开的,也就是说,两个物体的场相互作用,形成了较多的有序团,从
而使两个物体之间出现空间压缩,于是两个物体就在周围混沌物质向这个空间的不对称移动中相互靠近。排斥
力的产生机理是与此完全相反的,当两个物体的电磁场场相互作用,使它们中间原有的有序团离散并释放能量
的时候,物质空间的膨胀就会迫使两个物体远离。由此可见,自然界的规则是简单的,这就是物质世界最基本
的组织原理。物质的组织可以使它对周围物质产生吸引力,而物质的离散则会使其对周围物质产生排斥力,电
磁独有的吸引与排斥就是由统一物质的组织与离散中表现出来的。

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