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摘要 場是什么？物理中的場指的是物體所具有的屬性。場不是物質，而是物質發生作用的范圍或空間，場只能存在于物質的周圍，不能脫離物質而存在。電場是電荷產生的，是帶電粒子的固有屬性，沒有電荷就沒有電場，而磁場是帶電粒子的運動產生的，它是電場的運動效應，沒有電場就沒有磁場，沒有電場與觀察者的相對運動也沒有磁場，麥克斯韋方程只是用數學方法對電場和磁場進行描述，并沒有描述電與磁的物理過程。 1. 場是什么？場，本義是指平坦的空地，筑土為壇，除地為場。在數學上是指一個向量到另一個向量或數的映射，在物理中，指某種空間區域，具有一定性質的物體能對與之不相接觸的物體施加一種力。通常用力線表示，力線密集的程度代表力的強度和該區域場的大小。 1.1. 場的概念變遷物理中的場，最先是法拉第為描述電的相互作用和磁的相互作用而引入的一個輔助形象概念，描述電的相互作用時，法拉第用一些“力線”來表述電力的作用性質。這些“力線”的性質就是法拉第“電場”的性質。對于磁力作用，法拉第同樣也以“力線”的特性來表示，并稱之為磁場。后來場的概念又用來描述其他的物理現象。如溫度在物體內部的分布。人們把物體內部的溫度分布描述為坐標和時間的函數。流體的速度分布也可以描述為速度“場”，這里“場”是一個描述某種物理規律在一定空間中分布的數學函數，是一種描述物質內部物理規律的數學手段。 把“場”看成是物質的一種表現形式是麥克斯韋電磁理論誕生以后的事。麥克斯韋從理論上證明了電磁場的存在，人們就認為電磁場也像溫度場和速度場一樣要借助于介質來傳遞，而這種介質就是以太，但人們用各種實驗來檢驗“以太”的性質并證明它的存在，但最終以邁克爾遜-莫雷實驗否定了以太的存在。最后人們只好假設電磁場本身就是物質，它的傳播不需要任何介質，但這種假設不一定正確。 1.2. 場與物質的關系場是物質嗎？這是一個物理學界甚至哲學界爭論了200多年的老問題，到目前也沒有統一答案。本文認為：場不是物質（如果場是物質，必須說明它是什么物質），而是物質發生作用的范圍或空間，場不同于物質，但也是一種實在。場的實際內容是一定范圍內的物理作用，實物和場是不可分割地相互聯系而存在，場只能存在于物質的周圍，不能脫離物質而存在。物質能夠獨占空間，具有排他性，而場可以在任何空間進行無限制疊加，即使是完全不同性質的場。 1.3. 場的屬性場是物質與生俱來的屬性，不存在傳播速度的問題（沒有傳播速度或者傳播速無窮大），是一種超距作用。例如，帶電粒子是一種物質，它的周圍就存在電場，這個電場是帶電粒子與生俱有的，因此，它對另一個帶電體的作用是直接給予的，不需要中間物質傳遞，也不需要時間。在量子力學中，認為光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，但光子是什么？是從哪里來的？又是如何傳遞相互作用的？誰也說不清楚。 引力場是任何具有質量的物體所具有的屬性。引力也屬于超距作用，例如，在日食發生時，地球受到太陽和月亮的引力方向連成一線，它們對地球的潮汐作用會疊加，達到最大，但是，每次發生日食時，我們測量潮汐作用引力最大的時間，并不是日食發生的時間，而是退后大約40秒，與地、月、日實際連成一線的時間幾乎同時。如果引力的傳播速度是光速，那么地球上潮汐最強的時刻應該會提前40秒才對，但實際情況卻不是這樣，這說明，光的傳播需要時間，而引力的傳播卻幾乎不需要時間！在牛頓模型中，引力瞬間傳播：一個大質量物體施加的力直接指向另一個物體的當前位置。例如，盡管太陽距離地球500光秒，但牛頓引力描述的是地球上的一個力指向“現在”太陽的位置，而不是500光秒前的位置。將“光傳播延遲”加入牛頓引力中會使軌道不穩定，導致預測與太陽系觀測明顯相矛盾。天文學家在利用牛頓定律計算星球之間的引力時，不論兩個星球之間的距離有多遠，都無視引力的速度問題，把引力的傳遞當成瞬間的，這樣做也從來沒有出過問題。 科學家們通過脈沖星掃過地球的周期變化，可以知道地球在宇宙空間中的位置變化。無論采用哪個脈沖星計算，得出的結果都是：地球受到太陽的引力方向是指向實際太陽的，這就等于說，地球與太陽之間的引力傳遞幾乎是瞬間的，而牛頓本人則認為兩個物體之間的引力是瞬間傳遞的，也就是說，引力的速度是無窮大。這說明了“引力的速度是光速”的假設不成立，據估計，引力的速度至少超過光速1億倍（本小節內容部分摘自《大科技雜志社》引力的速度真的是光速嗎？）。 1.4. 小結物理中的場指的就是空間，是具有某種物理屬性的空間。場不是物質，是物質發生作用的場所。場不需要傳遞，它是物體固有的屬性，是與生俱有的。場依附于物體，沒有物體就沒有場。 2. 電磁場是什么？1861年，麥克斯韋在它的“物理力量線”中，認為磁場強度H直接等于純渦度（以太的旋轉），而B是加權渦度，對渦旋海的密度進行加權，磁導率μ是（以太海洋）密度的度量 1890年，聲名卓著的開爾芬提出：電效應是由以太的平動引起的，磁現象是由以太的轉動引起的。 現代物理對電場的定義為：電場是電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質。這種物質與通常的實物不同，它雖然不是由分子原子所組成的，但它卻是客觀存在的特殊物質，具有通常物質所具有的力和能量等客觀屬性。而對磁場的定義為：磁場是磁體及運動電荷周圍空間里存在的一種特殊物質。 這種特殊物質是什么？誰也不知道，這里引用彭曉韜先生的一段描述：如果電場是一種特殊物質，則電子和質子產生的特殊物質應該是兩類完全不同的特殊物質，這兩類特殊物質還需同時具有以下各類基本特性： A. 以點電荷為球心的球對稱分布； B. 以點電荷為球心、以距離球心r的平方反比降低物質密度； C. 點電荷須以其為起始點、以光速C向各個方向發射特殊物質，且當點電荷運動時，其產生的特殊物質也得隨其改變空間分布規律； D. 電子和質子產生的特殊物質性質相反； E. 電子或質子產生的特殊物質相遇時互相排斥、電子與質子產生的特殊物質相遇時相互吸引； F. 兩個電子或質子產生的特殊物質同時作用于另一個點電荷時，作用結果遵循矢量疊加原理； G. 不同電子或質子產生的特殊物質可以同時處于同一空間位置上，即這類特殊物質是不獨占空間的； H. 無論是電子還是質子產生的特殊物質均不會對中性粒子（中子）產生任何作用； I. 任何一個電子或質子所產生的特殊物質應該充滿整個宇宙； J. 同性特殊物質反向運動相遇或異性特殊物質同向運動相遇時會相互抵消而消失，但不能破壞能量與動量守恒定律。 從以上對特殊物質基本屬性的要求可知：宇宙中不可能存在這樣的特殊物質，既要相互抵消而消失，又不能破壞能量與動量守恒定律；既要偶爾與同性相消，又要偶爾與同性相吸。因此，電場不可能是具有動能與動量的、僅與帶電體產生相互作用的特殊物質。 2.1. 電磁場的定義本文定義：電場是電荷產生的，是對放入其中的電荷有力的作用的空間。磁場是電荷運動產生的，是對放入其中的運動電荷有力的作用的空間。 嚴格地講，磁場不能稱為場，它并不是物體的固有屬性，它只是一種運動效應，而且與參考系有關。 學界主流定義電場是一種特殊物質，但又不說明是什么物質，這并不是科學的態度。 2.2. 電磁場與以太沒有關系在 20 世紀之前，以太是物理學家深信不疑的物質，所做的理論、研究、成果都是圍繞著以太而展開。在牛頓之前，關于物體之間的作用就存在兩種對立的猜想：一種認為物體之間除了接觸作用之外，還存在超距作用；一種認為物體之間的所有作用力都是近距作用，兩個遠離物體之間的作用力必須通過某種中間媒介物質傳遞，不存在任何超距作用，這種中間媒質被稱為以太。麥克斯韋也認為：在空間存在著以太物質，場的各種實在的屬性被賦予以太，電磁場的擾動以波的形式傳播，其速度等于光速。 本文認為：不論任何物理“場”，都是指具有某種性質的空間，是物質的一種屬性。物質間存在超距作用，其作用不需要時間，也不需要中間媒介傳遞。任何物質都具有質量，不存在沒有質量的物質，而任何場都沒有質量。以太是物質，與其他物理場沒有直接關系。 2.3. 真空磁導率與以太的密度既然以太與電磁場無關，為什么的真空磁導率與以太的密度相等？ 在麥克斯韋之前，沒有磁感應強度B這個概念，量度磁場的物理量是磁場強度H，磁場強度H與電流的關系為 磁感應強度B是麥克斯韋引入的，在引入B時明確指出：H是以太的渦度，B是加權渦度，是用以太的密度進行加權： 在現代電磁理論中，真空磁導率是定義值：μ0= 4π×10-7牛頓/安培2，是由公式 很明顯，在電磁場理論中，B和D的引入是畫蛇添足，因為 為什么真空磁導率的定義值是 可見，電磁理論中的真空磁導率與以太的密度相等是由歷史原因造成的，因為真空磁導率是麥克斯韋作為以太密度引入的，但其值是根據電磁波理論確定的，它在電磁場理論中只是一個常數，沒有物理意義。它是為了場與波建立聯系而引入的，但卻把電磁波理論引入歧途（在《電磁場與電磁波的區別》一文中將詳細討論）。 3. 電場與磁場的關系3.1. 點電荷產生的電磁場有一種觀點認為：磁場是電場的相對論效應，磁與電同源，電場強度與磁感應強度的關系可表示為 但是，根據經典電磁理論同樣可以推導出這個關系，如圖1所示，A、O是空間中的任意兩個點，假設A點有一電量為q的電荷，O點是一觀察點，A、B兩點的距離為r。如果A點相對O點靜止，則O點的電場強度為
圖1.點電荷所產生的電場與磁場的關系 可見，對于點電荷，在同一個觀察點上，只要粒子的運動速度是一定的，E和B的比例就是確定的，雖然E與B存在一定的關系，但是我們不能說是電場產生了磁場，因為電場并沒有變小，但可以說磁場是電荷（或電場）的運動效應，磁場的能量來自于電荷的運動，與相對論無關。 3.2. 變化的電場能產生磁場嗎？用戶名為tzp39215819707的博客中有一段話：“麥克斯韋經典理論”的前半部分：“變化磁場周圍產生的電場”能精確檢測到，也很常見；但是后半部分：“變化電場周圍產生的磁場”幾乎檢測不到。把兩塊平行金屬板連接電池充電后，平行金屬板間就是一個電場，此時，若電場周圍有一個精密的磁針，當改變電場強度（如：改變金屬板間的距離、改變接觸面積、移動電場位置等）時，磁針沒有任何轉動。顯然，變化電場周圍不能直接產生變化磁場。但是，如果變化電場周圍增加一根導體，導體內會產生電流，導線周圍就產生磁場。通常，我們會誤以為是變化電場直接產生了磁場，但事實上，磁場是電流的結果。一句話，沒有導體存在的情況下，無論電場怎么變化也產生不了磁場。由此可見，電流才是產生磁場的根本，變化電場周圍根本不存在磁場。因此，在沒有導體的真空里，就無法產生“電、磁在空間相互激變”。 在我們的教科書中有這樣一段話：“只要電場發生變化就能夠產生磁場，均勻變化的電場產生穩定的磁場”，有麥克斯韋理論為證： 一根通有交變電流的長直導線，其周圍既有變化的電場也有變化的磁場，根據畢奧－薩伐爾定律，長直導線外的磁場為： 通入交流電的長直螺旋線圈的外部沒有磁場，但卻存在變化的電場 再舉一個例子，如圖2所示，是一個線圈和一個磁芯所組成的電路，當線圈中通入交流電時，磁芯內就會產生變化的磁場，在A點就會有渦旋的電場，但在A點不會存在磁場（磁芯中的漏磁除外）。
圖2.變化的渦旋電場也不能產生磁場 根據上述原因，可以得出結論：變化的電場不能產生磁場。 3.3. 變化的磁場能產生電場嗎？變化的磁場能產生電場，得到了大多數人的認可，有電子感應加速器為證，沒有人提出 先看動生的情況：
圖3.動生電流 如圖3所示，不管磁鐵是否運動，它的周圍都沒有電場，因為如果運動的磁鐵周圍存在電場，那么與磁鐵一起運動的線圈中也會感生出電流。既然運動的磁鐵周圍沒有電場，線圈中的電流是如何產生的呢？這是因為只要磁鐵與線圈之間產生相對運動，線圈就會切割磁力線，在洛侖茲力的作用下，電子就會定向移動，從而產生電流，在這個過程中，沒有電場產生，所以動生電場只是一個假設，并不實際存在。可見，相對運動的磁場在線圈中產生的是感生電流，并不是電場，是相對運動的電子在洛侖茲力的作用下改變方向產生的。 運動磁場具有電場的特征：當一個具有磁感應強度為B的磁場以速v運動時，這個場的電場強度為E= B×V，但這個場并不是真正的電場，只是具有電場的某些性質，是洛侖茲力的表現，因此，不能說磁場產生了電場。 再看感生的情況，以下面的三種情況說明： 第一種，通入交流電的長直導線 當長直導線通入交流電時，導線內部磁場為： 可以看出：在導線內部，電場強度與r無關，而磁場強度與r是線性關系，電場強度與電流的變化率成正比，而磁場強度與電流的大小成正比，電場與磁場沒有直接關系，但都與電流有關。 在導線外部，電場強度的方向與導線平行，電場與磁場存在一定的關系，但并不表示變化的磁場產生了電場，因為在電場強度的表達式里并沒有磁場的影子，感生的電場只與電流的變化率有關。 第二種，長直螺旋線圈 當長直螺旋線圈通入交流電時，其內部磁場強度為： 在螺旋線圈內部，沒有渦旋的磁場： 第三種，變壓器 如圖4-2所示，當線圈中通入交流電時，磁芯內就會產生變化的磁場，在A點就會有渦旋的電場。從表象上看，A點的電場是磁芯中變化的磁場產生的。但在A點并沒有磁場，如果遠處變化的磁場能在某處產生電場，而此點卻不存在磁場，在邏輯上也是不成立的。那么，A點的電場是怎樣產生的呢？ 首先，磁芯中的磁場是由線圈中的電流產生的，在變壓器的初級線圈中，存在著磁場和電場，而且比不存在磁芯時大很多倍，可見，磁芯的作用就是對線圈中電場和磁場的放大，而且，磁芯還可以對磁場和電場進行傳遞。 因此，A點存在電場關鍵是磁芯對電場的放大和傳遞，在磁芯周圍的任何一點，都存在著電場，但這個電場并不是磁場產生的，而是線圈中的電流產生的，磁芯只不過是一個放大器和通道。 3.4. 小結A. 靜電場是由電荷產生的，感生電場是變化的電流產生的，電場是電荷所具有的物理屬性，沒有電荷就沒有電場，電場不能脫離電荷而存在。 B. 磁場是電荷運動產生的，磁場就是電荷的運動效應，沒有電荷的運動就沒有磁場，磁場同樣不能脫離電荷而存在。 C. 電場與磁場是伴生關系，不存在誰產生誰，任何變化的電場必然存在電荷的運動，任何變化的磁場也必然存在運動的電荷。變化的電場產生磁場、變化的磁場產生電場都是表面現象，其根本原因都是電荷的運動所引起的。如果沒有電荷的存在，電場與磁場都不存在。 D. 以太與電磁場沒有關系 4. 麥克斯韋方程麥克斯韋方程組是用數學的方法對電場和磁場關系的描述，但它并沒有物理過程的說明。 麥克斯韋的感生電場假說指出：變化的磁場在其周圍空間激發感生電場，與空間有無導體、導體回路無關。從表象上看，變化的磁場能夠產生電場，但是，變化的磁場是從哪里來的？我們知道：電場是由電荷產生的，磁場是由運動的電荷產生的。如果說變化的磁場能夠激發感生電場，也只是一種表象，變化的磁場只是一個中間過程，渦旋電場真正的來源是電荷的運動。可以說，變化的磁場來源于電荷的變速運動，變化的電場也來源于電荷的變速運動，變化的電場與變化的磁場同源，不存在誰激發誰。 麥克斯韋方程組是對庫侖定律、畢奧-薩伐爾定律、法拉第電磁感應定律的總結，但是，麥克斯韋方程組的成立是有條件的，例如，畢奧-薩伐爾定律可以適用于任何的場景，但麥克斯韋方程組僅僅適用于無限長直導線，如果導線是彎曲的，或者導線不是無限長，它就不適用，也就是說，麥克斯韋方程組只有在特定的條件下才近似成立。 4.1. 直導線周圍的電場直導線周圍的電場是怎樣形成的？我們知道：導線中的電勢是由于電子密度的分布不均產生的，而導線中的電流是由于電子密度的分布不均所引起的電子流動。本文把電子密度在導線中的傳播稱為電擊波，其傳播原理與水擊波相同。 長直導線在通入交流電時，蘇景順先生在《長直導線通以變化電流產生的渦旋電場》（大學物理，1995(1)）中進行了詳細的討論，可惜結論是錯誤的，張煥強先生等在《對長直導線周圍渦旋電場的幾點討論》（高師理科學刊，1998,
18(1):3）中，對結論進行了更正。正確的結論是：長直導線周圍不存在渦旋電場，變化的電流所產生的電場方向與導線平行（軸向），當r<1米時，導體外軸向電場強度與電流的關系為 可以看出：當 4.2. 渦旋電場的形成如圖4所示，如果把導線做成環形，導線周圍的電場就是渦旋的，而且渦旋的形狀與導線的形狀相同。
圖4.導線外的電場與導線形狀的關系 如果把導線做成螺旋形的線圈，設線圈的長度為A，半徑為R，每米匝數為n，若A>>R，根據麥克斯韋方程：當r<R時（以線圈中心為原點）， 對于密繞線圈，導線的長度可表示為 可以看出：線圈中的磁場與導線中的電流成正比，而電場與電流的變化率成正比，渦旋的電場與靜電場具有相似的性質，產生渦旋電場的源也是電荷，只是電荷一直在變速運動。 4.3. 渦旋電場力是洛侖茲力嗎？曹饒輝先生在《一個虛擬的電場—渦旋電場》中，認為渦旋電場力的本質就是洛侖茲力的一個分力，渦旋電場線是這個分力線。渦旋電場是個等效電場，并非真實存在，電磁感應的機制就是洛侖茲力做功。這個觀點不一定正確，如圖5所示，變壓器的初級和次級分別在不同的鐵芯上，初級線圈所產生的磁場主要集中在鐵芯內，外部的磁場強度可以忽略，但次級線圈中仍然可以產生感應電流，變化壓器次級線圈中的電子感覺不到磁場的存在，洛侖茲力也就無從談起。
圖5.變壓器示意圖 曹饒輝先生所說的渦旋電場應該是動生電場，磁體的運動能在線圈中產生電流，這可能就是曹先生所說的那個虛擬電場。 4.4. 鐵芯中的磁場能產生渦旋電場嗎？鐵磁體與鐵電體非常相似：在許多物理性質上具有一一相對應關系，如電疇對應磁疇，順電鐵電相變對應于順磁-鐵磁相變，電矩對應磁矩等，二者具有如下共同特性： ① 具有相同特征的滯回線； ② 具有結構相變溫度，即居里點； ③ 具有臨界特性； ④ 具有自發極化。 只要電荷運動，必然產生電和磁，可以說電和磁是伴生的。從鐵磁體與鐵電體的比較可以作如下假設：具有鐵磁體的物體也同時具有鐵電性。 如果假設正確，鐵磁體就是電和磁的放大器，并且對螺旋線圈所產生的電場和磁場都具有放大作用，也就是說，渦旋電場是導線產生的，鐵磁體只是起到放大和傳導作用而已。因此，鐵芯中的磁場與渦旋的電場應該是伴生關系。 4.5. 小結渦旋電場表面上看是由變化的磁場產生的，但變化的磁場又是從哪來的？歸根到底它們都是由運動的電荷產生的，長螺旋線圈的外部沒有變化的磁場，但卻存在變化的電場，所以，變化的電場產生磁場的說法并不成立，變化的磁場產生變化的電場也只是表面現象。渦旋電場的形狀與產生它的導線形狀有關，可以說：沒有變化的環形電流，就沒有渦旋的電場。 本文認為：電場是帶電粒子產生的，它是帶電粒子的屬性場，是帶電粒子固有的，只要帶電粒子存在，它就一直存在，如果存在渦旋電場，就一定存在電荷的渦旋運動。磁場是帶電粒子的運動產生的，是電荷運動產生的效應，與參考系有關。如果沒有帶電粒子，就沒有電磁場，麥克斯韋方程組成立的前提條件就是帶電粒子必須存在，與以太無關。 5. 磁場的產生過程磁場是運動電荷產生的，沒有電荷的運動就沒有磁場。 5.1. 地球磁場的產生關于地球磁場的起源問題，學術界仍處在探索與爭鳴之中，先后提出了10多種學說，但沒有一個具有說服力的理論，能對地球磁場的成因作出解釋。本文贊同旋轉電荷假說，但是，這個假說存在三個問題，第一，地球內外的電荷是如何分離的；第二，地球負載的電荷并不多，由它產生的磁場是很微弱的，根據計算，如果要想得到地球磁場這樣的磁場強度，地球的電荷儲量需要擴大1億倍才行，理論計算和實際情況出入很大；第三，電荷是與地球同步運轉的，地球表面不應該有磁場。 第一個問題確實不容易回答，因為無法實驗驗證，其原因可能是：電荷密度與壓強相關，也就是說，負電荷在地心巨大的壓力下向外轉移。假設地球所帶的正負電荷數相等，其電荷體密度
圖6.地球電荷體密度分布與中心距離的關系 第二個問題是地球表面負電荷的儲量，凌瑞良、馮金福在《旋轉帶電導體球磁場的全空間解析解新探》（常熟高專學報，1993,
2(3):4）中推導出了半徑為R的表面帶電球體，轉軸上的磁場強度為 但是，這種計算方法是不正確的，因為所計算的結果是凈電荷所產生的電場，是假設地球表面帶負電，而球殼內不帶電，這種假設在忽略壓力時可能成立，但存在壓力時是否成立就不知道了。如果圖6的假設成立，就不難解釋地表的電場強為-120 V/m，而距地面10 km高空的電場強就下降到-3.6 V/m了，也就是說，地球的總帶電量為0（如果總帶電量不為0，電場強度就不會隨著高度的增加而迅速減小，在10千米高空電場強度僅為地面值的3%，在20千米時幾乎為0），地球表面存在向下的電場，說明了地球表面附近是負電荷。 根據圖6，為了計算方便，假設負電荷全部集中在距中心5500
km處的薄層內，如果極區的磁場強度為0.6高斯，根據凌瑞良先生所總結的計算公式，可以計算出這個薄層的面電荷密度為 第三個問題比較容易解釋，地球表面的轉動帶動電荷相對于兩極運動，所產生的磁場首先將地球兩極磁化形成磁極，然后磁極再磁化其他部分。地球的高空磁場的N極在地球地理南極的上方的原因，很可能是旋轉電荷形成的，而地球磁軸與地理軸不重合的原因可能是磁性物質的分布不同引起的。 5.2. 太陽磁場的產生太陽的磁場很可能也是旋轉電荷產生的，也就是說，太陽很可能存在靜電場，但太陽的電場很少有人研究，因為科學家們一直認為太陽上不會有宏觀靜電場存在，太陽大氣的每個區域時時都處于電中性狀態，拋射到星際空間的物質應該都是正負電荷數相等的等離體粒子流，因此太陽不會失去某種電荷而帶電，整個太陽也就不存在靜電場。但是事實并不一定如此，其原因有二： A. 在1964年行星際探測器“水手”4號首次探測到，太陽出現耀斑時拋射出的高速粒子中，有時電子數量遠遠大于質子數量的電子流現象。在空間探測中，也不時觀測到高速粒子流中只有電子而沒有質子成分的情況，稱為電子事件。 B. 美國物理學家福布什在1946年，用電離室檢測宇宙射線時發現，有高能粒子突然增多的現象，且這種現象主要發生在太陽耀斑后幾個小時內。后經多年研究和探索，人們逐步認識到高能離子主要來源于太陽，是太陽耀斑期間由日冕層拋射的高能質子。后由衛星監測得到證實，并把由太陽向太空拋射高速質子現象稱為質子事件。在質子事件中，雖然伴有低速的電子流，但是能量大于10兆電子伏特的高速質子占了總粒子數的90%以上。 無論是質子事件還是電子事件都可以說明：高速粒子流并不一定是電中性的等離子體，因此，太陽很可能存在靜態的電場。因此，本文假設太陽表面存在以11年為周期的振蕩電場，也就是說，太陽表面有時帶有正電荷，有時帶有負電荷，不同的區域也可能攜帶不同的電荷，其周期為11年，其原因主要是等離子體的對流。 太陽黑子是光球層上的氣流渦旋，如果表面存在區域性的凈電荷，產生磁場就變得理所應當。與地球上的颶風一樣，在太陽的北半球，渦旋的方向為逆時針，而在南半球為順時針。如果不同區域的凈電荷不同，則黑子所產生磁場的極性就不同，這很可能就是黑子成對的原因。太陽耀斑的產生，很可能就是兩個成對的黑子相遇時所產生的正負電荷融合，與空氣中的雷電具有相同的原理。 可見，太陽向外太空拋射的物質并不一定是正負電荷相等的等離子體，太陽上某些時刻或某些區域確實存在正負電荷不平衡現象。如果表面的正電荷占優，地理南極就是S極，負電荷占優，地理南極就是N極。 5.3. 中子星的磁場中子星具有很強的磁場，除了它的高速旋轉外，它必須還要有凈電荷。我們知道：中子星是恒星爆炸的產物，如果恒星中心帶有正電荷，爆炸后的中子星上具有正電荷就是理所當然的，與上文中假設地球中心具有正電荷的原因一致。 5.4. 磁凍結現象磁凍結是阿爾文在1951年首先提出來的，磁力線仿佛與物質凍結在一起一樣，物質如何運動，磁力線就如何運動。 在地球上的實驗室里，我們并沒有觀察到磁凍結現象，我們所觀察到的磁凍結現象主要在太陽的日珥和太陽風中，如圖7所示。天文學家認為：可以從圖中可以清晰地看到，物質沿著環狀磁力線排布，形成拱形的細絲狀結構。
圖7.太陽上的日珥 我們知道，太陽上的日珥實際上就是太陽上的渦旋產生的噴流，噴流會沿著磁力線運動嗎？最大的可能是：日珥的出點與落點的電勢不同，也就是說，如果日珥的噴出點所在的位置是正電荷區，它的落地點很可能是負電荷區。由于噴流是旋轉的，而且具有凈電荷，因此，噴流是具有磁性的，但與其說噴流沿著磁力線，還不如說是沿著電力線，因為日珥的落點不一定存在磁場（磁場是電荷運動產生的，而日珥的落點還與引力和電場有關），而且電場對電荷的作用力比磁場大很多倍。 所謂的磁凍結，就是噴流中含有磁場（也就是旋轉的、具有凈電荷的流體），而且磁場隨著流體一起運動。從上面的分析可以看出：太陽上的日珥運動并沒有明顯的磁凍結現象，因為你怎么知道日珥是沿著磁力線運動的呢？為什么必須是磁效應而不是電效應呢？如果沒有電，哪里來的磁？ 行星際磁場的產生可能與磁凍結有關。行星際磁場的大尺度結構，正如帕克所指出的那樣，是一種旋臂狀的結構，在太陽赤道面上有典型的阿基米德旋臂形式，在同一個區域中磁場極性相同，而在相鄰的區域中磁場極性相反。行星際磁場是由太陽風產生的，從它的結構可以說明兩點：第一，太陽風具有渦旋結構，第二，在局部區域具有凈電荷，因為磁場的產生必須具有凈電荷和相對運動這兩個條件。 綜合上述分析，磁凍結就是具有渦旋結構的、帶有凈電荷的等離子體所表現出來的性質 6. 結論A. 電場是電荷產生的，是具有電場力作用的空間； B. 磁場是電場的運動效應，它不是物理意義上的場； C. 變化的電場不能產生磁場； D. 變化的磁場也不能產生電場； E. 麥克斯韋方程成立的條件是：必須有電荷的存在。 |
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