变化电场=磁场

如上图,我们初中学过:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。

这种描述是电的相互作用其实并不妥当。

因为这种描述,会让人产生正的和负的之间是“直接”发生吸引作用的。

更合适的描述这种情况的观点是:

在某种意义上,正电荷的存在使空间“状况”发生畸变,或者说在空间造成一种“状况”。

于是,当我们将负电荷放到这个空间里后,它就会感受到一个作用力,产生这种作用力的潜在可能性就叫着电场。

我们还可以讨论这么一个现象,在真空中,一个梳子带电,一张带电的纸片放在一定距离外。

当我们来回移动梳子,纸片就会有反应。如果梳子晃动快些,我们发现纸片运动有一点滞后。

这说明,第一,电荷之间的作用的确是通过场来进行的。第二,梳子晃动,产生了一种变化的电场。

变化的电场一定会产生磁场。

变化的电场和磁场有什么区别呢?

就像夸克的三种颜色、电子的不同自旋态这些是由(完整的)对称性联系的,而对称性意味着我们换一个角度它们就会互相转化,而不需要经历什么物理过程。只有这样我们才把它们称为同一种物质。

所以,变化的电场和磁场就是同一物质,它们之间的转化不是物理过程,不涉及能量转化过程,它们只是同一物质的不同观察角度而出现不同现象。

比如相同方向相同速度运动的电荷,这两个电荷是相对静止的,它们之间产生作用只有电场。而当以另外一个静止的电荷为参照,这个运动的电荷周围产生的是变化的电场,即磁场。

电磁互相转化只能说明这两个东西的运动方程互相耦合,但如果没有对称性的话,它们还是两种不同的物质。就像不同夸克之间也能互相转化,三代中微子之间也会发生震荡,但通常我们把这些情况称为有不同物质。

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