合的,仅仅根据这四个实验的结果,我们只能得到(10)式这样一个普遍的表达式,其中包 含两个任意函数占(r2)和η(π2),从而安培公式可以选择多种不同的形式。选择 丌'(r12)=0,就得到安培的原始公式(9),这公式给出的dF12既沿两电流元线,又满足 dF21=-dF12,选择f(r12)和(12)如(11)式,得公式(12),这公式给出的dF12不沿连线, 但仍满足dF21=-dF12;若选择(r2)如(11)式,而(r12)=0,得公式(1),这公式给出的 dF12既不沿线,也不满足dF21=-dF10各公式之间的差别,在稳恒条件下不表现出来。 然而在非稳恒情形下可以有孤立的电流元。例如单个运动的电荷就是。它们的相互作用 力可直接用实验来确定。这类实验的结果是与(1)式(即现在通用的公式)符合的。那么 这时怎样理解dF21=-dF12呢?牛顿第三定律即动量守恒定律,它是任何封闭的物体系普 遍遵守的定律。问题在于电磁场本身也是物质,它也具有一定的动量。在稳恒状态下电 磁场的动量是不变的;在非稳恒情形下电磁场的动量将随时间而变化。运动电荷之间的 电磁相互作用不满足牛顿第三定律,表明它们的动量之和不守恒。但它们不是封闭系,因 为每个运动电荷与电磁场之间还要交换动量。电荷动量的增减,正好由电磁场动量的改 变给予补偿。运动电荷和电磁场一起组成的封闭系统总是满足牛顿第三定律(即动量守 恒定律)的。把电流元相互作用力写成(1)式的形式,可把稳恒和非稳恒情形统一起来。 在稳恒情形下虽然因电磁场动量不变而要求电流间相互作用满是牛顿第三定律,但对于 个别电流元dF12≠-dF21也是无关紧要的。因为恒定电流只存在于闭合载流回路之中, (1)式以及普遍的(10)式对闭合载流回路积分而得到的合力,总是与安培的原始公式(9) 一样,满足牛顿第三定律。 (本文原載《物理教学》1980年第1期。) 88