10 费曼物理学讲义(第二卷) 勿 涉及迅速运动着的电荷时就会有一些重大缺点 最好的办法是采用抽象的场概念.它属于抽象的这一点固然可借,但却是必须的.企 於图把电场用某种肉抢的运动或用线或用某种材料的张力米表达的尝试曾经耗贵掉物理学 的行为的正确方程本来已出麦卡拉( Mo bullough)于1843年得出.可是人们却对他说:“是 利的,但没有低何实际物质的机械性能会满足那些方程的,而且由于光应当是在某种东西中的 ∠一种振动,我们便不能相信这个抽象的方程式了,”要是人们稍为虚心一点,他们也许会在 早得多的时候就相信有关光的行为的正确方程了, 对于磁场的情况,我们可提出如下论点:假定你最后已能够成功地用某种线或某种在 空间运行的齿轮来构成一幅关于磁场的图案,然后,你再去解释两个以同一速率互相平行 地在空间运动着的电荷所发生的情况.既然它们在运动就将如同两电流那样动作,并会有 磁场和它们联系在一起(就象图18中流经该两导线里的电流那样).可是,一个跟着这两 个电荷奔跑着的观察者看到它们却都是静止不动的,从而应该说那里不应有磁场.当你骑 在物体上一道运动时,就连齿轮”或“线”也都消失不见了!上面我们所做的一切,就发现一 个新问题。那些齿轮怎么会不见了呢?那些画出场线来的人们也同样会陷于困难,不仅不 能说出到底场线是否会跟着电荷跑——而且在某些参照系中这些场线竟会完全消失不见 原来,我们现在是在讲,磁性实际上是一种相对论效应,在我们刚才所考虑的两个作平 行运动的电荷的情况中我们该指望对于它们的运动应当作出相对论修正,即是会出现一个 数量级为ψ/02之项,这些修正就应该相当于磁力.但在我们的实验(图1-8)中,出现于两 条线间之力又是怎么一回事呢?那里的力全都是磁力.这看来似乎不象是一种相对论修 正”.而且,倘若我们估计一下线里电子的速度(你们可自行做出来),就将得到它们沿线的 平均速率约为每秒001厘米,所以v2约等于1026.肯定是一个可以忽略的“修正”了 可是不对!尽管在这一情况下,磁力仅等于两运动电荷的“正常”电力的10”倍,但应当记 取,由于受到几乎完全的衡消作用一—即由于导线里存在相同数目的质子和电子—该“正 常”电力就已完全消失不见了衡消的程度远较10分之一来得准确从而那个我们赛之为 磁力的小小相对论项就是唯一剩下来的项.它变成主要项了 正是由于电力效应几乎完全抵消才容许相对论效应(即磁现象)受到注意而其正确方 程组—准确至/o的——才被发瑰,虽则当时物理学家还不懂得究竟发生的是什么事 情.而这就是为什么,当相对论被发现时,电磁规律并不需要改变.它们—不象力学一 已准确至/c2的程度了 816科学技术中的电碰学 让我们指出下述事件来绪束本章。希腊人所研究的许多种现象中有两种是十分奇特 的:如果你擦擦琥珀,你就可用它来吸起一些小纸片又有一种来自麦尼西亚( Magnesia)岛 的奇怪石头会吸引铁.想起古希腊人,当时只认识到这两个现象是把电或磁的效应表现得 足够明显的;这就令人惊奇了,之所以仅仅出现这两种现象,其原因主要在于上述关于电荷 间的非凡准确衡消作用,跟在希腊人之后的科学家通过研究又发现了一个又一个的新现 象,而这些实际上都不过是这琥珀和(或)磁石效应的一些景象而已.现在我们认识到,化学請 勿 用 於 盈 利 之 目 的