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磁场的本质、磁场的定义方程

作者张祥前交流微信zhxq1105974776 【注1】 本文大写字母为矢量 。 【注2】 百度统一场论6版可以看到更详细的分析 【注3】本文只描述真空中质点的运动情况 ， 不描述形状物体在介质中的运动情况 。 【注4】本文出现的质点概念 ， 是我们为了描述物体在空间中运动的方便 ， 不考虑物体的形状和线长度 ， 把物体理想化 ， 看成一个点 ， 称为质点 。 本文中如果要讨论质点的体积和几何长度是没有意义的 ， 因为违反了我们的约定 。 磁场看不见摸不着 ， 又实实在在的存在着 ， 它的本质到底是什么 ， 往往给人有很神秘的感觉 。 现在主流科学界认为磁场是一种特殊的物质 。 相对论认为 ， 一个电荷相对于某一个观察者运动,在这个观察者看来 ， 该电荷在周围空间除产生电场外 ， 还产生磁场 ， 但在另外一个随电荷一同运动的观察者看来 ， 这电荷是静止的 ， 它周围就不存在磁场了 。 磁场既然是一种物质 ， 怎么可能在一个人看来是有的 ， 在另一个人看来是没有的？ 大家想一想 ， 自然界中有什么物质在一个人看来是有的 ， 在另一个人看来是没有的？ 有一个物体存在于空间中某个地方 ， 一个人说它是真实存在的 ， 一个人说它是不存在的 ， 而且两人的说法都是正确的 ， 这怎么可能呢？ 很多人马上就说相对论是错误的 ， 事情没有那么的简单 。 如果我们假定相对论是正确的 ， 我们抓住了这种认识上的矛盾性 ， 实际上就可以给磁场的本质做出判断 。 我们不应该把电磁场的本质看作是一种特殊物质 ， 场的本质是物质相对于我们观察者运动所表现出的一种性质而不是物质本身 。 举例来讲：我们眼前的一棵树、一条河是“物” ， 树的生长、河水的流动是“事” ， 这就是我们常说的事物 。 物质就像一棵树、一条河 ， 是“物” ， 场就像树的生长、河水的流动是“事" 。 场的本质就是物质运动变化的一种表现 ， 你把场看成是一种特殊的物质 ， 这就是“事”和“物”不分的思想 。 把场的本质看成是“事” ， 就像是上面所说的河水的流动 ， 我们就很容易理解磁场相对于一个人是存在的 ， 相对于另一个人是不存在的 。 我们说一条河相对于一个人是存在的 ， 相对于另一个人是不存在的 ， 这肯定是荒唐的 。 我们说河水的流动相对于一个人是存在的 ， 相对于另一个人（随河水流动的人）是不存在的 ， 这肯定是有可能的 。 认定场的本质就是物质相对于我们观察者运动变化的一种表现 ， 那是什么物质在运动？ 我的回答是：空间！ 场的本质就是空间本身的运动 。 统一场论认为 ， 物质是由空间和物体组成 ， 不存在第三种与之并存的东西 ， 其余统统不存在 ， 其余都是我们观察者对物体运动、空间本身运动的描述 。 统一场论认为场的本质是物体周围以柱状螺旋式运动的空间所表现出的一种性质 ， 场是我们观察者对空间本身运动的描述 。 为了揭开电荷、电磁场的本质 ， 我们首先要预备一些基础知识 。 一 ， 基本原理： 宇宙由空间和物体组成 ， 其余统统不存在 ， 其余都是我们观察者对物体运动和空间本身运动的描述 。 二 ， 基本假设： 相对于我们观察者 ， 宇宙中任何物体周围空间都以光速向四周辐射式运动 。 空间以正电荷为中心 ， 以光速辐射式向无限远处发散运动 。 空间从四面八方、从无限远处、以光速向负电荷收敛运动 。 三 ， 如何描述空间本身的运动？ 我们把空间分割成许多小块 ， 每一个小块叫空间几何点 ， 简称几何点 ， 几何点走过的轨迹叫几何线 ， 电场线、磁场线本质就是几何线 。 通过描述几何点的运动 ， 就可以描述空间本身的运动 。 四 ， 空间为什么要运动？ 几何中的空间三维垂直状态 ， 经过我们人的描述 ， 就是物理上的运动状态 。 任何一个处于空间三维垂直状态中的几何点所在的位置 ， 相对于我们观测者一定要运动 ， 并且不断变化的运动方向和走过的轨迹又可以重新构成一个垂直状态 。 运动方向不断变化肯定是曲线运动 ， 常见的曲线运动有圆周和椭圆、抛物线、双曲线等 。 在质点相对于我们观察者静止的情况下 ， 质点周围空间是均匀的 ， 合理的看法是几何点是圆周运动 ， 不会是椭圆或者抛物线、双曲线等其他形式的运动 。 由于空间是三维的 ， 几何点的圆周运动不会局限在一个平面上 ， 合理的看法是在平面的垂直方向上延伸 ， 所以 ， 质点外空间几何点是以圆柱状螺旋式【就是旋转运动和旋转平面垂直方向的直线运动的叠加】在运动 。 五 ， 时间的物理定义： 宇宙中任何物体【包括我们观察者的身体】周围都以光速向四周辐射运动 ， 空间这种运动给我们观察者的感觉就是时间 。 借助于几何点的概念 ， 可以认为时间与观察者周围空间几何点以光速c走过的路程成正比 。 六 ， 时空同一化方程： 由于时间t与几何点o以光速c运动的空间位移R成正比 ， 所以： R(t) =ct【r】= xi+yj + zk 【r】是矢量R的单位矢量 ， i ， j ， k 分别为沿x,y,z轴的单位矢量 。 如果认为光速c在某种情况下可以为矢量【用大写字母C表示 ， 矢量光速方向可以变化 ， 模不变】 ， 则： R(t) =Ct= xi+ yj + zk r2 = c2t2 = x2+y2 + z2 七 ， 三维螺旋时空方程 以相对于我们静止的质点o为原点建立笛卡尔直角坐标系oxyz ， oxyz中任意一个几何点p ， 在时刻t’从o点出发 ， 经过一段时间t后 ， 在t”时刻到达p点所在的位置x,y,z ， x,y,z是时间t的函数 ， 由o点指向p点的失径为R（数量为r） 。 R(t) = (x,y,z,t) R(t) = (asinωt)J + (bcosωt)L + Ct ω为角速度 ， J和L是单位矢量 。 o点静止时候 ， 我们应该合理的认为其周围空间运动是均匀性 ， 在空间中任意一个曲面dS上有多少条旋转的几何线【用(asinωt)J + (bcosωt)L表示】穿过 ， 就有多少条旋转的几何线穿进来 ， 所以几何点的旋转运动相互抵消消失 ， 也就是： ∮sdS·{(asinωt)J + (bcosωt)L }= 0 dS可以看成是包围点o的高斯曲面s上微小一部分 ， 所以 ， 把o点周围的dS全部积分 ， 结果为s 。 这个如同磁场的高斯定理 ， 八 ， 场的定义 。 相对于我们观察者 ， 由质点o指向周围空间中任意一个空间几何点p的位移矢量R ， 随空间位置x,y,z变化或者随时间t变化 ， 这样的空间称为场 ， 也可以叫物理力场 。 九 ， 引力场的几何定义 。 统一场论认为引力场是母场 ， 电场、磁场、核力场都是引力场变化而来的 。 所以 ， 我们在这里首先定义引力场 ， 并且给出引力场定义方程 。 设想某一处空间中 ， 有一个质点o相对于我们观测者静止 ， o点周围空间中任意一个空间几何点p在零时刻以光速度C从o点出发 ， 沿某一个方向运动 ， 经历了时间t ， 在t""""时刻到达p所在的位置 ， 让点o处于直角坐标系xyzo的原点 ， 由o点指向p点的矢径为 R= C t = x i+ y j + z k R是空间位置x ， y ， z的函数 ， 随x ， y ， z的变化而变化 ， 记为： R= R（x,y,z,） 。 我们以R = Ct中R的长度r为半径作高斯球面s = 4πr2【内接球体体积为4πr3/3】包围质点o 。 o点周围的引力场A表示o点周围在体积4πr3/3内有n条几何点的位移矢量R = Ct ， A =k g n R /（4πr3/3） k为比例常数 。 g为万有引力常数 。 而质点o的质量m就表示在高斯球面s = 4πr2【内接球体体积为4πr3/3】内 ， 包含几何点矢量位移R = Ct的条数n和立体角度4π的比值 。 m= 3 k n /4π 这样,以上的引力场方程A = k g n R /（4πr3/3）可以写为： A =g m R /r3 以上引入的质量方程m= 3k n /4π中角度是常数4π ， 实际上角度可以是变量 ， 在0和4π之间变化 ， n和m都可以是变量 ， 质量方程仍然成立 。 我们引入立体角Ω概念 ， 把质量方程 m = 3k n /4π写成普遍形式： m= k n /Ω = k dn / dΩ 相应的有比较普遍的引力场方程： A =g m R /r3 = g k n R/Ωr3 相应的高斯面为s= Ωr2 十 ， 电荷和电场的定义 。 统一场论认为电场是引力场的变化形式 。 质点o如果带有电荷q ， 在周围产生电场E ， 电场的实质反映了单位时间内、单位体积内o点周围空间以光速运动的运动量,和引力场比较起来就是多了时间因素 。 质点o在周围空间中产生了电场E ， 是引力场A= g m R /r3 = gk n R/Ω r3随时间t变化而产生的： E = k’ (dA / dt） = k’g(dm/dt) R/r3 + k’g m (dR/dt )/r3 =k’g(dm/dt) R/r3 + k’g m C /r3 上式中g ， k’和k为常数 。 可以明显看出电场可以表示为两种形式 。 k’g m (dR/dt )/r3或者k’g m C /r3表示线性电场 。 o点的电荷q表示单位时间内o点质量的变化量 ， 也反映了在单位时间里o点周围光速运动空间几何点越过某一个界面的位移的条数 。 q = 4π ε 。 k’g(dm/dt) =4π ε 。 k’g[k d(n/Ω)/ dt] ε 。 为真空中介电常数 。 以上的电荷的几何定义方程 ， 4π,g, ε 。 , k’ ， k都是常数 ， 合并常数 ， 把上式带入式 E = k’g(dm/dt)R/r3中可以导出库伦定理中的电场强度方程： E =q R/ 4πε 。 r3 十一 ， 电荷、电场的几何模型 统一场论中认定了粒子带有电荷、电场是因为粒子周围空间本身时刻以圆柱状螺旋式运动造成的 。 我们知道圆柱状螺旋式运动是旋转运动和旋转平面垂直方向直线运动的合成 。 一个粒子带有正电荷产生正电场 ， 是由于粒子周围空间直线运动部分相对于我们观察者 ， 以粒子为中心、以光速向四周发散运动造成的 。 我们在正点电荷周围作许多由正电荷指向周围空间的射线 ， 我们用右手握住其中任意一条射线 ， 并且大拇指和射线方向一致 ， 则四指环绕方向就是正点电荷周围空间的旋转运动方向 。


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