洛仑兹用他的洛仑兹规范简化了麦克斯韦方程，从而发现了接触作用观点与超距作用观点的的数学表达式只有一点微妙的区别：表现超距作用观点

来源: marketreflections 于 2011-03-02 16:15:39 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读：次 (8817 bytes)

回答: 1 求解激发的电磁波，需要解有源麦克斯韦方程 2 求解的过程中要将E和H用位函数Φ和A替换,得到两个非齐次的亥姆霍兹方程,当边界由 marketreflections 于 2011-03-02 15:15:57

03012011: huge volume drop closed above the previous big drop's close;

big drop today:超距作用观点的场方程是泊松方程, hit many stop loss limits and sell orders

it stayed above 77: 电磁作用是“推迟作用”，因而是“接触作用”。
long's momentum ,stored in 场 for now,will show its teeth in the following days

物理学中的两种世界观

2007-07-07 23:45

郎之万在某处说过：现代物理学是在牛顿力学的世界观与电动力学的世界观的冲突中发展起来的。他忘了补充一句，现代物理学正处于牛顿力学的世界观已经衰老而电动力学的世界观却尚未成熟的时期，量子力学正是这种青黄不接的理论表现。
电动力学建立得比牛顿力学晚，开始时它自然接受牛顿力学的现成的世界观，只有在长期的内部斗争中，它才显示出自己的本来面目。因此，这两种世界观的斗争，也就是电动力学的内部斗争。
早期的电动力学有两个对立的学派：以安培为代表的法国学派继承了超距作用的观点；以法拉第——麦克斯韦为代表的英国学派则继承了法国人笛卡儿的接触作用的观点。英国学派建立的电磁场理论成功地对电学、磁学、光学和辐射热力学的实验资料作了统一的解释，从而战胜了法国学派，这是电动力学世界观对牛顿力学世界观的第一次胜利。洛仑兹用他的洛仑兹规范简化了麦克斯韦方程，从而发现了接触作用观点与超距作用观点的的数学表达式只有一点微妙的区别：表现超距作用观点的场方程是泊松方程：
d^2g/dx^2+d^2g/dy^2+d^2g/dz^2= -f(x,y,z,t)
其中是“场函数”，表示电磁场的“矢势”或“标势”；f是“源函数”，表示电荷或电流的密度。表现接触作用观点的场方程则是波动方程：
d^2g/gx^2+d^2g/dy^2+d^2g/dz^2-d^2g/cdt^2= -f(x,y,z,t)
在场源的作用不受时间和空间限制的条件（所谓无初值、无边界值问题）下泊松方程的解是：
g(x,y,z,t)=1/4PIR*f(x,y,z,t)dx’dy’dz’
其中 (R=[(x-x’)^2+(y-y’)^2+(z-z’)^2(1/2)是从观察点(x,y,z)至源点的(x’,y’,z’)的距离，积分限是全空间。这个特解表示电磁作用是“瞬时”的，因而是超距作用。
在同一条件下波动方程的解则是：
(gx,y,z,t)=1/4PIR*f(x,y,z,t-R/c)dx’dy’dz’
这个解叫“推迟解”，它表示电磁作用是“推迟作用”，因而是“接触作用”。
泊松方程遵循加利略变换，波动方程则遵循洛仑兹变换。加利略变换表现牛顿力学的时空观，洛仑兹变换表现电动力学的时空观。因此用波动方程取代泊松方程来表现电磁作用已经蕴涵着物理学史上一次空前的大变革：用电动力学的时空观取代牛顿力学的时空观。
1905年爱因斯坦建立的相对论开始了这一变革，1908年闵可夫斯基对相对论的几何解释则基本完成了这一变革。这是电动力学世界观对牛顿力学世界观的第二次胜利。
然而这两次斗争都只不过是两种世界观斗争的序幕而已，真正的决战在于物质结构的认识，即物质观的问题。
牛顿力学的物质观是本来意义下的“机械观”，它认为可见世界五光十色的运动形式都可以归结为原子的机械运动(即位移移动)。因此运动形式的转化或质变只不过是现象，而本质世界即原子世界则只有量变。这种世界观和原子论一样古老，古希腊的原子论哲学家德模克利特对它作了或许是最早是德表述：
“按照意见存在着温暖，按照意见存在着寒冷，按照意见存在着颜色、甜味、苦味；但按照真理，则只存在原子与虚空。”[1]
笛卡儿、牛顿以及同时代的大多数哲学家和物理学家，都是机械论者。十八世纪的俄国学者罗蒙诺索夫更是集机械观之大成。但只有到了1842年，机械观才在近代物理学中获得确切证明。这一年“热的维动说”成功地把热现象归结为分子的机械运动,从而在物理学中掀起了把一切都归结为机械运动的狂热。
但是，把电磁运动归结为某种物理模型(例如：以太微粒)的机械运动的一切尝试都遇到了挫折。在原子论者把一切物理现象统一于一种物理模型的尝试失败时，法拉第——麦克斯韦以电磁场理论成功地把电磁现象统一于一组数学方程。于是电磁场理论作为一种唯象理论与原子论对立起来。与此同时，关于热的现象的能量理论也作为一种唯象理论与热的原子——分子理论分庭抗礼。
唯象理论与原子论的对立在奥斯特瓦尔德为代表的“唯能论”学派与原来的机械论学派的对立中得到表现。唯能论学派确认运动形式的转化是自然过程的本质。但它在反对把一切都归结于原子的机械运动的狂热时，却走向了另一个极端——否认原子本身。
以洛仑兹为代表的电子论学派把原子论与电磁场两大巨流汇合起来，因而它克服了机械论与唯能论的对立。它一方面确认可见世界的现象可以追溯到原子世界的本质，另一方面又确认本质世界有质变，原子世界不是只有单一的机械运动，而是有两种对立的运动形式：电磁运动与机械运动。它们的量变与转化形成可见世界五光十色的运动形式。
另一方面，在“荷”与“场”哪一个是物质本源的问题上，电子论又克服了法国学派与英国学派的对立。按照法国学派的观点，电荷是实在的，而场则不过是一种表示电荷之间作用力的辅助概念，而按照英国学派的观点，场是实在的，而电荷则不过是一种表示“场的组织”的辅助概念。电子论把这种观点各自作为一个环节容纳于自身，它认为：场是实在的，电荷也是实在的。传递电荷之间作用力的场不是纯粹的数学外抽象，而是一种物质的特殊形态，它有连续分布的能量与动量，它们在与其它物质形式的能量与动量相互转化中表现出来。作为场源并承受场的作用力的电荷也不仅是场的纽结，而且还是组成电荷原子的物质微粒——电子。
电子是电荷的原子，而电荷则是电磁场的场源。电子的电荷能激发一个电磁场，它也是电子自身的组成部分，于是电子乃是一个带电粒子与一个电磁场的统一体。带电粒子的运动是机械运动，电磁场的运动则是电磁运动，两者统一于“电子的运动”。电子论既然把一切物理运动归结为机械运动与电磁运动，也就把一切运动归结成为电子的运动。
按照电动力学的原理，电子的带电粒子按照麦克斯韦方程不断激发电磁场，而电磁场则反过来以电磁力作用于带电粒子。电子的这两个组成部分随时地都处于这样的相互作用之中，这种相互作用乃是电子的各种行为的内因，外力只有通过这种内因才能对电子起作用。于是电子不再是牛顿力学意义下的那种抽象的、僵死的、只能被动地接受外力作用的“力学粒子”，而是一种现实的、包括场与实物的对立于自身，因而处于永恒的、内部的、必然的、自己的运动之中的“电学粒子”了。
那么外力怎样通过内因起作用呢？具体地说，问题可以这样提：电子有电荷，它地运动（内部运动与整体运动）形成电流，电荷电流按照麦克斯韦方程激发电磁场，这是电子固有地电磁场，而电子的固有电磁场又和外电磁场一起以电磁力作用于电子的电荷与电流。在这种相互作用中，电子在外电磁场中将怎样运动呢？
在物理学历史上，只有以洛仑兹为代表的电子论才自觉地考虑过这个问题，我们称之为“洛仑兹问题”。电子论既然把一切物理运动归结为电子运动，也就把一切物理运动最终归结为洛仑兹问题。这就是电子论的世界观，它在细节上虽然失之片面，但它毕竟是电动力学的物质观的第一个确定的形式。
然而电子论并未如此明确地表述过自己的观点，这是我们从它的基本观点引出的必然结论。电子论在处理具体问题时常常忘记自己的这种比较深刻的观点，而简单地把电子当作点电荷（一种特殊地力学粒子）来处理。但是，电子论地一切积极成果（如，推导欧姆定律，计算拉摩旋进等），都得归功于它的这种健忘。因为它解决洛仑兹问题的尝试遭到了彻底的失败。
洛仑兹问题的解答决定了电子的结构，而电子是看不见的，我们只有通过电子的行为去认识。这就是说，我们应该只分析实验事实，再塑造电子模型，之后，还要交给实验去检验。可电子论不是这样，它想当然地把电子当作带电刚球来处理，这就注定了它一事无成。更糟糕的是，当它计算电子的固有电磁场时，又想当然地用了麦克斯韦方程地推迟解。这就使得它不仅仅是一事无成而已。
电子论采用刚球模型和推迟解，导出了一个电子动力学方程。汤姆逊首先得到这一方程，我们称之为汤姆逊方程。从这一方程得出结论，电子得固有磁场对其带电粒子的作用可以归结为两项：一项相当于电子增加了一份质量，称之为“电磁质量”；另一项是与辐射相联系的阻力，称之为“辐射阻尼”。这一方程未能象电子论期待的那样揭开原子世界的秘密，却给物理学带来了两次危机。
第一次危机是“电磁质量”这一范畴带来的。它不遵循质量守恒定律，从而使动量守恒定律乃至能量守恒定律也都不成立。这一情况使物理学家们大位震惊，彭加勒惊呼“原理的普遍毁灭”！
第二次危机则是“辐射阻尼”这一范畴带来的，它得出结论：
“电子作变速运动必然导致辐射电磁波。” （0.1）
应用于卢瑟福在1911年建立的原子有核模型，将得出结论：
“原子将因辐射而落于核。” （0.2）
这意味着原子刚一构成就会立刻解体，可是事实却证明原子能够持久地存在。
第一次危机动摇了人们对经典物理学的信念，第二次危机则把经典物理学逐出了原子世界。在这里，人们却忘记了如下事实：第一次危机乃是汤姆逊方程推翻了经典物理学的一般原理，第二次危机则是卢瑟福所发现的新事实推翻了汤姆逊方程。两次危机的效果刚好互相抵消。唯一留下的结论是：汤姆逊方程既违背了经典物理学的一般原理，又违背了新的事实，因而肯定是一个错误的方程。电子论解决洛仑兹问题的尝试失败后，洛仑兹问题就被人们遗忘了。但是所谓的“量子现象”的一类实验事实所提出的问题，正是洛仑兹问题。因此，解释量子现象的理论——量子力学，其实正是对洛仑兹问题的回答，只不过人们仍然按照牛顿力学的物质观来看待这些量子现