尽管电和磁都统一了,但是电毕竟是电,磁毕竟是磁,两者细究起来还是有区别。话说,你吃个鸡和吃个蛋,味道能一样么?至于毛鸡蛋,味道更那啥不是。一个简单的问题,关于电,本港台直播们知道有正电荷和负电荷的存在,但是关于磁,为什么没有听说过南磁荷和北磁荷的存在?事实是,本港台直播们至今没有发现过!一块条形磁铁无论你怎么切,每一块都是有南北极同时存在。仔细看麦克斯韦方程组就会发现,里面电场是有源的,而磁场是无源的。这……,何解? 1879 年, 麦克斯韦去世。同年,爱因斯坦出生。麦克斯韦方程里提到的物理模型——“以太”,最终在19 世纪末引发了物理学的一场革命,爱因斯坦是发起这场革命的中坚力量。再之后,相对论和量子力学建立,电磁学的研究进入到了一个崭新的时代。又是一个英国的年青人,叫做保罗·狄拉克,建立了一个相对论形式的量子力学波动方程——狄拉克方程(图9)【5】。在这个方程里面,不仅存在带负电的电子(负电子),也存在带正电的电子(正电子),还预言了只有南极或北极的磁单极子。关于磁单极子的寻找,至今仍然是一个谜。虽然近几年科学家们在一种叫做自旋冰的固体材料里面发现了类似磁单极子的准粒子(图10),但严格来说它并非是本港台直播们理解的单粒子,只是可以用磁单极子的理论来描述【6】。
图9 狄拉克和刻在开奖直播墓碑上的方程(引自https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Dirac)
图10 自旋冰材料里的磁单极子(引自,) 随着对微观世界认识的不断深入,人们逐渐了解到,宏观的电磁现象实际上都来自于材料内部微观电子的排布方式和相互作用模式。而电磁相互作用力,属于自然界四大基本相互作用力之一。关于电磁学的研究,一直在继续。 本文选自《物理》2015年第11期,《赛先生》经授权连载。 参考文献 [1] 武夷山.作家安徒生与科学家奥斯特的友谊. 科学,2006,(4):26 [2] 陈熙谋.中国大百科全书(74 卷(第二版. 2009 [3] 中国教育文摘:迈克尔·法拉第. 2007年11 月6 日 [4] 朱照宣. 中国大百科全书(74 卷(第一版).1985. p.353 [5] Kragh H 著,肖明,龙芸,刘丹译.狄拉克:科学和人生.长沙:湖南科学技术出版社,2009 [6] Castelnovo C,Moessner R,Sondhi S L. Nature,2008,451:42 延伸阅读
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