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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

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[交流] 唯美的对称-----漫谈经典电磁理论发展历程中的"时空错位" 已有4人参与

论坛里的一个关于磁传输的问题
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=6027013&fpage=1
意外地成了写下以下文字的由头

我们知道

普通物理对电场的描述
是先有场强E 再有电位移矢量D 的
是由因及果的过程

而对磁场的描述
是先有的则是磁感应强度D 再有磁场强度H 的
是由果及因的过程

之所以书本上会用这样的顺序来介绍这部分理论
很大程度上是因为
这个顺序体现了科学发现的历史脉络

但是
科学技术史似乎跟我我们开了一个小小的玩笑
让介电常数和磁导率在理论初步表述时呈现了不对称的状况
一个"乘" 一个"除"
后来麦克斯韦统一了这部分表述
这部分知识的历史逻辑显得不是那么重要了

然而
对初级学习者而言教程的编撰一直沿用着起初的认识过程介绍
这样电场和磁场部分之间的比照学习便存在了天然的障碍

如果强调一下磁通势电通量这样一些传统教材中不常用的"蹩脚"概念并仔细推敲
就可以重新以先磁场强度后磁感应强度的方式描述磁场理论中由因及果的过程
磁通势引起磁偶极转动对静磁偶极的作用结果是使磁矢量指向磁通势下降最快的方向
磁通量的传导以磁导率矢量(或张量) 描述

这样梳理知识的脉络可以使磁传导讨论更为方便

真空可以导磁磁导率系数为1 (也可以有2π因子)
可以认为磁场以电磁耦合的形式传播
(也有人沿用以太模型理解还有人用"真空不空"的观点来解释磁场的传播过程)
这就是磁场的无限传输
通常是球面波辐射形式的
如果想做定向无限传输可以看看关于"天线"的知识

而对凝聚态物理而言磁场的有限传输是人们更感兴趣的问题
于是人们开发了很多高磁导率的材料
这些高磁导率材料与真空并联真空则相当于磁绝缘体
闭合的磁力线(磁通密度旋量)也将收拢于高磁导率材料(线或膜)之中
硬磁软糍强磁弱磁铁磁顺磁
按所需条件去选择材料就好了

电磁理论的数学形式是那样的完美
而在这唯美对称的光环照耀下
历史的光影竟然会显得不那么协调
甚至有"时空错位"的感觉
科学的神性居然如此调制了人类认识世界的过程
人类的智慧居然可以开拓一条异于神性唯美呈现的科学道路而仍然保持对自然的虔诚
这的确令人赞叹和感慨

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