電場和磁場的能量相互轉化!

所有的電磁現象都離不開磁場；而磁場是由運動電荷產生的!

　麥克斯韋電磁場理論的核心思想是：變化的磁場可以激發渦旋電場,變化的電場可以激發渦旋磁場；電場和磁場不是彼此孤立的,它們相互聯絡、相互激發組成一個統一的電磁場.麥克斯韋進一步將電場和磁場的所有規律綜合起來,建立了完整的電磁場理論體系.這個電磁場理論體系的核心就是麥克斯韋方程組.

　　麥克斯韋方程組是由四個微分方程構成,：

　　（1）描述了電場的性質.在一般情況下,電場可以是庫侖電場也可以是變化磁場激發的感應電場,而感應電場是渦旋場,它的電位移線是閉合的,對封閉曲面的通量無貢獻.

　　（2）描述了磁場的性質.磁場可以由傳導電流激發,也可以由變化電場的位移電流所激發,它們的磁場都是渦旋場,磁感應線都是閉合線,對封閉曲面的通量無貢獻.

　　（3）描述了變化的磁場激發電場的規律.

　　（4）描述了變化的電場激發磁場的規律.

　　麥克斯韋方程都是用微積分表述的,涉及到的方程包括：

　　1. 安培環路定理,就是磁場強度沿任意迴路的環量等於環路所包圍電流的代數和.

　　2.法拉第電磁感應定律,即電磁場互相轉化,電場強度的旋度等於磁感應強度對時間的負偏導.

　　3.磁通連續性定理,即磁力線永遠是閉合的,磁場沒有標量的源,麥克斯韋表述是：對磁感應強度求散度為零.

　　4.高斯定理,穿過任意閉合面的電位移通量,等於該閉合面內部的總電荷量.麥克斯韋：電位移的散度等於電荷密度.

電場，磁場，電磁場的本質是什麼？

這是第四十三章，本來是沒有這一章的。有這一章要感謝我的讀者“牛哥”的提問，他問我：“電場，磁場的本質是什麼？”

是啊，他這一問我才想起來，我們經常問：“引力的本質是什麼？”很少問其他三種力的本質原因。

引力和電磁力都屬於長程力，既然我對引力的本質敢於說出自己的想法，為什麼電場，磁場的本質卻沒有提。

如此說來，我確實應該增加這一章內容。但我在量子力學科普書籍《見微知著》中提到過，任何關於本質的提問，其實都很嚴肅，命題都不明確。為什麼呢？ 本質的東西要歸一，不是有很多。所以“歸一”這兩個字就能突出本質的嚴肅性。

首先我們要知道的，電可以生磁，磁可以生電，而電磁場是有內在聯絡、相互依存的電場和磁場的統一體的總稱。隨時間變化的電場產生磁場，隨時間變化的磁場產生電場，兩者互為因果，形成電磁場。

現在我們就是在問：“電場，磁場，電磁場的本質是什麼？”

我們先來分析一下這三個“詞”所具有的特性。首先很明顯要想到“場”的概念，然後是“長程力”，然後是電磁波，貫穿這些詞的是“運動”。因為電磁波是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射的震盪粒子波。

再來繼續分析，我在第三十二章寫了標題為《深度剖析引力，引力波與電磁波和電磁場的關係》

在文章中我說了，引力是時空屬性。引力波是時空漣漪。而電磁力，電磁波，電磁場不是時空性質，電磁力是時空中物質的一種基本力，一種電磁現象。

所以我說引力是宇宙中最根本的力！說引力不是基本力的觀點是錯誤的。比如韋爾蘭德引力假說，就認為引力不是基本力，是突發力。

綜合上面的觀點，顯然引力波不會與電磁波發生糾纏和作用。也不會和電磁場發生糾纏和作用。

有同學這時候不服氣了，站起來問了一個問題：光是一種電磁波，可以被大質量物體偏轉。甚至在黑洞附近，光是無法逃逸的。這不就是引力使得電磁波偏轉嗎？不就是引力對電磁波有作用嗎？那麼引力波和電磁波不也會發生作用嗎？

首先是這樣的，引力波和引力是兩個概念。引力是一種時空性質。引力波是時空的漣漪，說白了就是時空劇烈震盪的表現，不是一種性質。

性質是與生俱來的，不管什麼條件，什麼環境下都存在。引力波出現和表現是需要條件的，對於它的探測更是難上加難。所以引力波和電磁波是不發上糾纏和作用的。

接著來回答引力和電磁波有糾纏和作用嗎？ 這個時候上面的問題就變的更嚴肅起來了，任誰都不敢忽略這個問題。

理論上可以這樣說，任何溫度在絕對零度以上的物體都向外輻射電磁波。電磁波是由一些基本粒子組成的，有質量。以光來說，光是一種電磁波，光也是一種質量波。

那麼大質量天體使得光偏轉，是引力對質量波作用，還是對電磁波作用？

答案是這樣的：引力是一種時空性質，對凡是有質量的物體都起作用。那麼光有質量，引力自然就使得光偏轉了。也就是說引力不認識你是誰，什麼電磁波，水波，聲波等等，它不管你是什麼，只要你攜帶能量，攜帶物質就會對你產生引力作用。

可是這位同學還是不解：雖然它對質量產生作用，可是這些質量波就是電磁波啊。電磁波也明顯在引力的作用下偏轉了。

答案繼續：引力是對質量產生引力作用，不對物質的電磁性質產生作用。如果對電磁場，電磁波的性質產生糾纏和作用，那麼電磁波理論就需要修改。

我說引力是時空的性質，時空又是一種能量時空。也就是凡是具有能量的物質就會有引力作用。

現在又說凡是具有能量的物質就會有輻射。然後引力也不與電磁波，電磁場發生作用。那麼會不會引力其實也是一種電磁波？

任何物體具有引力，任何物體又具有溫度，具有溫度的任何物體又會輻射電磁波。

但兩者不是一種東西，是有本質區別的。引力是引力，電磁是電磁。

【引力】是時空性質，是最根本的。【電磁現象】是物質性質。

時空是由時間，物質，空間構成。 而單純的物質，只能說受時間，空間的影響。也就是說時空是電磁場發揮“活力”的舞臺。從範疇角度來講，前者包含後者，但其實現實中引力和電磁力都是長程力，你無法做出比較。

還記得惠勒的那句名言是怎麼說的嗎？ “物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何運動“。即時空告訴電磁波，電磁場如何運動，就是按“光速”運動。所以在提到光速問題的時候，我反覆強調時空的因素。

所以至此，其實電場，磁場，電磁場的本質就明瞭了。它們的本質是可以這樣描述的：電磁場是物質在引力場中存在和運動的方式。

即引力場中電場，磁場，電磁場以我們現在看到的方式存在和運動著。

可以形象的舉一個例子。河水中的漩渦。我們可以說整個河水是對河水中的漩渦有影響，不能說它產生作用。這很矛盾，是的。產生影響和產生作用不一樣嗎？

不一樣。從聯絡的角度講，任何兩個東西，都有聯絡，都有影響。但發生作用就不同了，就好像“化學反應”一樣。河水並沒有對漩渦發生這樣的“反應。”

或者可以直白的說，我不能對我自己發生作用。但我可以影響我自己。就是這個意思。

但我得承認，在哲學中，你要探討的東西，答案一定在你要探討的東西之外。而我們現在所探討的東西，不可能這個東西之外，因為他們是一個東西。即物質。只是有一種物質叫電磁波，但它還是物質範疇中，你如何脫離？

而且最致命的是，大家想過沒有，為什麼我上面說，引力場的範疇從宏觀來說是比電磁場範疇大的。就是因為引力是時空屬性，而電磁力不是時空屬性。

如果以引力與電磁場發生作用，相互依偎的話，就不會將電磁力納入四種基本力之一了。正是因為是相互獨立的，不發生作用，所以電磁力是基本力之一。他們是不能相互轉化的，不能把引力轉化成電磁力。但可以透過聯絡，納入到一個體系裡。愛氏的這個思路，沒有問題。

這樣解釋，大家應該就能茅塞頓開了。

我們的問題，永遠沒有最後一個。你還可以問：“那麼電磁場，電場，磁場為什麼以這樣的方式存在和運動？”

這個問題的回答，一定要回到量子力學中去尋找的答案。尤其是關於電荷的知識內容，

你還能問什麼問題？ 比如還有這樣的我問題：“橘子可以產生電流，這是怎麼回事?”“雷電現象是怎麼回事？”

磁場可以產生電，橘子也有磁場？顯然我們不是這樣認為的。那麼你將如何回答。

顯然回答這個問題，就和我上面提到的“電荷”有關。而橘子發電，水果發電，雷電現象等等具體內容，我就不寫了。大家可以在網上找到具體答案。