相对论遗漏的一个问题

我们知道运动的电荷产生磁场，对此我们经常会提出两个匀速运动但相互静止的电子产不产生磁场的问题。例如，在某参考系中两电子以速率V同向匀速运动，那么两个电子会分别产生相应的磁场，因而相互吸引。而如果以一个以速度v运动的惯性系来观察这两个电子，它们都是静止的，不会产生磁场，只能观察到静电场，因而它们相互排斥【1】。那么到底是排斥还是吸引呢？

在相对论中，我们说磁场是电场的相对论效应，的确有可能在一个参考系当中有电场也有磁场但另一个参考系中只有电场的。但这不违反爱因斯坦的相对性原理，因为物理规律（而不是物理现象）在两个参考系看来是一样的【2】。对于上面的问题，就是以其中一个电子为参考，则两者相对静止，没有磁场产生，只有电场力的作用。故相互排斥。相对论指出，电磁场是同一实体 ，在解决这个问题时必须明白这一点，不能把电磁场分成磁场和电场单独考虑，得出不同参考系一个存在另一个不存在的矛盾 也就是说在不同的参考系下我们看到了同一电磁场的不同表象。 但是如果非要把电场和磁场分开来考虑，不同的观察者就是可以观察到不同的结果。 是否存在磁场就是要根据观测者的运动情况决定。【2】

以上就是我们通过相对论对这个问题的解释。但是大多数时候，我们还会问同向运动的电子相当于同向移动的电流，同向移动的电流是相互吸引的，为什么不是相互吸引？

我们知道运动的电荷或说电子产生磁场，那么电子的速度是相对于谁说的？我们知道电子的同一速度有两种情况。一，电子相对于参考系的速度；二，相对性原理描述的一类现象。电子处在伽利略大船上，电子与船相互静止，但船相对于参考系是运动的。这两种情况下电子的速度相同，那么这两种情况下的电子有区别吗？

在《物理学中量的计算与相对论的关系》中我们指出质量公式M=nm。n=M/m。n就是通常我们说的物质的量的数值化表示。我们也把n叫做物体的质量。即M=n。物体的质量随着不同的参考系而质量变大，质量随着速度不同而不同，与质量的大小无关；而质量是有自己的公式的，M=nm【4】。这样在不同的参考系看来，单位质量会随着运动的不同而产生变化，变化的因子与质量变化的因子相同，因此我们得出M或说n不变。这样就得出质量不变的结论。同样时间公式T=ntg，那么在不同的参考系看来单位时间会随着运动的不同而产生变化，变化的因子与时间变化的因子相同，时间不变。如果说这是在运动参考系上测量不出空间变短，时间变慢的原因，也不对呀。因为，‘单位质量会随着运动的不同而产生变化'是对于静止系说的呀。这样我们就对相对论产生一丝疑问。在《重提古老的话题--光速>》中我们指出光的运动包括光波的传播和变化电磁场的运动【3】，1中光波的传播或说运动，就是光速C，由磁导率和介电常数决定，2中变化的电磁场的运动可以是电磁场本身在空间的运动，也可以是参考系的运动，在参考系看来是电磁场的运动.光源的运动有两种，一，是光源相对于参考系的运动，介质与参考系相互静止。光源在介质中运动；二属于相对性原理的情况。光源在运动的惯性系中，与运动的惯性系中的介质相互静止，而运动的惯性系相对于参考系是运动的，所以光源相对于参考系是运动的。这两种情况光源相对于参考系的速度一样，但是物理规律不一样（一种介质的运动带动波上变化的电磁场运动，即变化的电磁场与介质相互静止。另一种情形不是）。由此，我想到，在运动的电子产生磁场中也应如此。

电子的运动或说电场的运动，是在什么环境中运动？与周围的环境是相对运动，还是一起运动？这里电子或说电场周围的环境一般是指介质。例如，在空气中，电子的运动或说电场的运动是相对于空气的运动，是电场在空气中运动。电场周围的环境指的就是空气。例如电子在水中的运动，例如电子在真空中的运动。另外就是电场相对于参考系的运动，一种情形是，参考系与介质相互静止，电场相对于介质或说参考系运动；另一种情形是电场与介质相互静止，相对于参考系运动（相对性原理中的运动）。

由光源的两种情况相对于参考系的速度一样，但是物理规律不一样，我们受到启发，那么电场的两种运动情况产生的物理现象应该不同的。

如果运动的电子产生磁场，那么这里的运动是相对于介质说的。那么参考系与介质相互静止，电场相对于介质或说参考系运动，此时产生磁场；电场与介质相互静止，相对于参考系运动，此时不产生磁场。

那么两个匀速运动但相互静止的电子产不产生磁场呢？就是说电子相对于参考系的运动分两种情形。如果电子在介质中运动，那么产生磁场；如果电子与介质相互静止，那么不产生磁场。

这样，库仑定律在惯性系中成立，在相对于惯性系运动的惯性系中也成立。在惯性系中，电子相对于参考系运动产生磁场，电子在相对于惯性系运动的惯性系中运动也产生磁场。在运动的惯性系中静止的电子，不产生磁场（这是运动的惯性系中观察者得出的结论），在惯性系看来，在运动的惯性系中静止的电子是运动的，但由于电子与介质一起运动也不产生磁场。这就是我们对电磁现象在相对性原理中的应用。

在我们不知道相对论是否错误或着说有新的理论能够代替相对论的时候，将继续沿用相对论。在经典力学中一些观念的改变，例如既是惯性系又是非惯性系的参考系，例如惯性系中的惯性与惯性定律中惯性的不同，《绝对运动的认识》等，有待实践的进一步检验，才能判断是否有用。

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参考文献：【1】百度知道《电场与磁场问题》双面人33333> 【2】《电流一定能产生磁场吗？》hmy_>物理吧【3】《重提古老的话题--光速》【4】《物理学中量的计算与相对论的关系》【5】《既是惯性系又是非惯性系的参考系>》

2013年10月1日15:56:49吴兴广