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相对性原理不适用于电磁现象 我们的所有知识(概念、理论等)都直接或间接地来源于实践，都是从经验中归纳出来的，并且必须接受实践的检验。我们之所以能从实践中总结出经验和知识,是因为实践具有可重复性。而实践的可重复性来源于参与实践的物质及其外部条件的不变性(即空间平移的不变性和时间平移的不变性,通常说的对称性是不变性的特例).实践又告诉我们,世界上没有一种物质是永远不变的(时间平移的必变性),世界上也不存在物理性质完全相同的两块空间(空间平移的必变性), 而且物质是分层次的,不同层次的物质其运动规律必然有所不同。既然物质并不是绝对不变的,那么,实践就不具备绝对可重复性,经验、知识就没有了来源,理论又怎么能产生呢?这就是认识论中的辩证矛盾,辩证矛盾是人类认识世界无法回避的，当然,它并不是不能克服的.人们发现,物质虽然不是绝对不变的,但在一个相当长的时间内却是基本不变的、在一个相当大的空间内也是基本不变的,因此人的实践就具备了基本可重复性,于是经验、知识、理论就有了本源。 正因为人们发现了物质并不是绝对不变的,所以人们不能企图把已有的理论应用到永远,也不能把在局部空间总结出来的理论无条件的推广到整个空间;又因为人们发现不同层次的物质有不同的运动规律,所以人们也不能把这一领域的规律无变化的推广到另一领域中去.例如,不能保证在宏观、低速情况下总结出来的质点运动规律无条件地推广到微观、宇观、高速的电磁领域中去.总之,从实践中总结出来的所有理论都是有条件的、局域性的,当把它们推广应用时应该打个问号,问它在新条件、新领域中是否仍然适用,即使那个适用性很广的相对性原理也不能例外.相对性原理本质上是空间平移不变性的延伸. 既然从理论上不能保证相对性原理一定适用于电磁现象,那么,就只能从分析实验出发来判定相对性原理是否适用于电磁现象.因为电磁力的传递速度相当大,所以带电体或磁体的低速运动对电磁力的影响<如果有影响的话>就非常小,这给用实验直接验证带来很大困难.下面我们首先从分析已有的实验出发来判断相对性原理是否也适用于电磁现象. 实验已知,相对地球运动的电荷在与地球相对静止的空间内产生磁场,而相对火车运动、相对地球静止的电荷在与火车相对静止的空间内是否也产生磁场这一类的实验尚无人做过.磁场<即永磁体>相对地球静止、电荷相对磁场<也相对地球>运动时电荷会受到磁体的作用力,而电荷相对地球静止、均匀磁场<即产生均匀磁场的磁体>相对电荷<也相对地球>运动时电荷是否受到磁作用力这样的实验也没有人做过<可能有人会说单极感应实验不是做过了吗,我说,在单极感应实验中究竟是哪一段导线产生电动势的问题上尚在争论中,所以不能依该实验为根据>.从以上分析可以看出,相对性原理是否适用于电磁现象的问题并未从实验中得以解决. 在电场或磁场运动的实际操作问题上还有一个问题没解决.对电场来说,电场可以看成附体场<即场力线与产生场的物体相对静止>,电荷运动即电场运动.对磁场而言,磁场是不是也可以看成附体场呢.若不是附体场,磁场的运动问题就无法解决(也就是说我们没有办法知道某磁场是否正在运动),以前所有文献中所讲的有关磁场运动产生电场等等之类的话都全是空话、毫无意义,整个电磁学都要重写.若是附体场就又产生新的问题.运动的电荷产生的磁场附在什么地方,它只能附在运动的电荷上.按照这一结论,在运动的火车上观测静止在地面上的电荷和电荷附近的磁针时应该看到磁针偏转,但实际上并未看到.到此我们可以得出这样的结论,经典的电磁理论是不能自圆其说的、是不自洽的，必须修改.修改方案有两种.第一种方案是放弃相时性原理保留场的概念,只有相对地球运动的电荷才产生磁场,该磁场相对地球静止.这种方案应该有两类实验支持,第一类实验是电荷相对地面静止、铁磁体运动,看看铁磁体能否被磁化,若不被磁化就说明该方案可行,若能被磁化就说明相对性原理仍可能成立;第二类实验是验证磁体的磁力线相对谁静止,这一类实验已设计好,它就是改进了的磁单极感应实验.第二种方案是放弃场概念保留相对性原理,电荷之间的作用力与它们的相对速度有关,电荷运动并不产生磁场,电荷与磁体相对运动时有相互作用力.这种方案已有了否定实验(1751年富兰克林用莱顿瓶放电的办法可使钢针磁化,平行电流中间加上电屏蔽之后仍然有作用力),改进的磁单极感应实验也将得出否定的结论.这就是说第二种方案已被实验否定了,剩下的只有一种可能性,即相对性原理不适用于电磁现象.这里有个相对优越的参照系就是地球参照系. . 尽管因为电磁力的传递速度相当大,致使直接验证的实验设计起来难度较大,我们还是设计了一个实验即改进了的单极感应实验. 改进了的单极感应实验具体内容如下. 空 空
B 说，磁力线是相对实验室静止还是相对磁体静止。），自从法拉弟与韦伯开始争论以来，一直没有决定性的实验能在他们之间做出谁是谁非的判断。下面介绍一个能够判断是哪一段导线产生电动势的实验。 实验装置如图1所示，R3是电阻，D1、D2是两个二极管，V是电流计，K是开关，A是磁体转动轴上的滑动触点，D是磁体侧柱面中部的滑动触点，B是磁体的上圆面的圆心，C是磁体的上圆面的圆周上的一点。该实验装置的等效电路如图2所示，其中，E1、E2、E3分别代表DVD1、DD2、BC三段导线产生的假想电动势，R1代表电流计V和二极管D1的等效电阻，R2是D2的等效电阻。图2—1是DVD1产生电动势的等效电路图，图2—2是BC段产生电动势的等效电路图。 令磁体转动、开关K断开时电流计V的读数为I。，令磁体转动、开关K接通时电流计V的读数为I。从图1可以看出，图2中的E1、E2、E3是相等的，令其为E 。如果电动势是由DVD1、DD2产生的，则有： I。=E/（R1+R3）------（1） I=E/（R1+R3）------（2） 如果电动势是由BC产生的，则有： I。=E/（R1=R2）------（3） I=E/[R1+R3（1+R1/R2）]------（4） 由式（1）至式（4）可以看出：当实验测得I。=I时，说明（1）、（2）两式与实验相符，证明是DVD1、DD2产生电动势、磁力线相对磁体静止，相对性原理仍然成立；当实验测得I。不等于I时，说明（3）、（4）式与实验相符，证明BC产生电动势、磁力线相对实验室静止即相对引力场静止，相对性原理不成立；。 可以预言：1.该实验会验证相对性原理不适用于电磁现象. 2。电荷在地面上静止、铁磁质(如钢针)运动,结果将是钢针不会被磁化。 <希望有条的科技工作者能做一下这两个实验以便有更具体的实验验证相对性原理不适用于电磁现象>. 实际上,相对性原理不仅不适用电磁现象而且不适用于牛顿力学.严格讲,相对性原理也是有条件的局域性的真理,它并不是普遍适用的,应用它是有条件的,例如,当能够制造出精度足够高的测量重力的仪器时,人们就能判断出自己的参照系是否相对地球运动。不过，我们并不能完全放弃相对性原理,它在经典力学范围内还是有相当高的精度的. |