物理科学探疑——每周一文    第五期   2001年12月21日

场的超距作用

志勰

[简介]本文探讨了万有引力和电磁力传递的速度和介质属性问题。

    在历史上，对于不发生接触的物体，可以通过空间而发生作用的作用模式叫作超距作用。当时人们对超距作用的理解是超距作用不需要作用介质、不需要时间，而是物体直接作用与另一个物体，可以认为传递作用的速度是无限大。在19世纪被英国物理学家法拉第所证实为错误的。他认为这种作用是通过媒质以有限速度进行传递。这种看法可以看作是现在物理学中场的作用的思想起源。

    今天我在这里提出与此不同的看法，我认为，可以将这种作用看作超距作用。但不同的是这种作用需要传递介质，但却不需要时间。

一、静态场的作用模式

    在这个物质世界上，物质场的种类是有限的几种，但建立在经验感觉基础上的场可以分为两种：

    一种是万有引力场，我们地球上的任何物体都在无时不刻的在万有引力场的作用之下，因此，可以作为一种可以提供证据的场。

    另一种场是电磁场，实际上是关于电和磁两种作用场的总称，这里我们仍然按旧有的科学习惯把这两种场称作电磁场。（另一个原因是在现代科学对电场或者磁场间的解释中，将电场或者磁场的作用归因于电磁子〈或者光子更为合理一些〉，这样更为方便探讨）。

    虽然我们在实际应用过程中应用的电磁场的作用最多，但对于电磁作用的本身，我们了解的也越模糊。比如关于电的作用，我们除了知道电场是在空间通过场的作用来完成的之外，作为确定性的结论，我们就一无所知了。磁场到现在为止，我们还不能确定磁作用的原体是分子电流理论的模式还是磁核的模式。关于磁的两种理论在现有的物理事实上，是等效的，我们通常把它们当作等效的理论看待。

二、超距作用形式

    在传统物理学中，我们通常将场的作用归到场粒子的发射中。比如电场是通过发射光子和其他的电场进行作用的。这样的解释是行不通的。这一点可以通过简单的实验来证实。

    我们可以通过检验两个电场或者磁场之间作用的规律来验证。不论是采用两个电场或者两个磁场，使它们相距确定的距离。我们降低两个电场或者磁场的温度。如果电场之间或者磁场之间的作用是通过光子的传递来实现的，那么我们通过控制发射场的温度状态则可以达到这个目的。

    光子所携带的能量同光子的频率成正比，温度越高，那么温度表示的场所发射的光子的频率也越高，两个场之间作用的交换也越来越频繁。可以确定场之间的作用同光子的动量成正比。我们降低场的温度，可以降低光子的频率，或者说降低光子的动量。

    我们只要检验电场或者磁场在不同的温度状态下的作用关系就可以确定这样的理论解释是否正确了。当然这个实验我们不用去做，因为经验事实告诉我们，电场间或者磁场间的作用同场的温度没有关系。解释电磁作用除非假设电场或者磁场之间传递作用的不是普通的光子，而是一种特殊的光子。但这样的假设如同我们没有对这个问题进行解释一样，因为这样假设的结果是作用形式是未知的。

    万有引力的作用模式和这个问题是相似的。因为我们对引力子和物质间的作用是未知的。仅为了不能进行解释的目的的需要而进行假设，这和我们不知道作用的属性没有区别。

三、超距作用的作用时间

    我们先来看这样的一个客观事实：

    地球距离太阳的距离需要光跑8分钟作用的时间，在现代物理学中认为，引力场之间的作用是以光速传播的。地球和太阳之间的万有引力作用如果以据这样的解释模式的话，那么地球和太阳之间的万有引力的作用需要8分钟作用的延迟时间。这是引入引力子对万有引力进行解释而必须的。

    不论地球什么时候在太阳的引力场所存在的空间中存在，不论是刚刚诞生，还是通过科幻片中的时光转移机突然转移到太阳引力空间中的任一点，那么它会立即受到太阳引力的作用，而不需要太阳引力子自太阳传递到诞生点的的时间。这是经验事实。

    如果太阳和地球是以引力子作为媒介进行作用的，那么地球诞生的时刻和太阳的作用是太阳8分钟前所发射的引力子和地球的作用。同样，太阳受到地球的作用力也得需要在8分钟之后。

    引入引力子的概念对万有引力进行解释，不能避免的则必须假设无论有没有接受引力子的物质的存在，万有引力场必须无时不刻的在发射引力子，这样我们便不能解释普通物体的引力场的质量保持恒定。如果万有引力场针对引力子接受体有选择性地发射引力子，那么不能解释超距作用的延迟性。举个例子来说：

    如果一个电子以0.9c的速度掠过一个质子，由于质子电场和电子之间的延迟性，那么电子将不会受到质子的作用而保持直线飞行。大家都知道，这是不可能的。只能假设电子在飞过质子的空间中和质子之间的作用不需要时间。

四、超距作用的介质

    引入引力子的概念对万有引力的解释我认为不能看作成功的。但是不引入引力子进行解释，也需要引入其它的介质对万有引力进行解释。采用介质之间作用的传递进行解释我认为是可以的。

    1、两个天体或者作用体之间的作用不需要任何时间，引力体可以通过介质将引力作用弥散在空间来实现。

    2、介质之间对作用的传递遵守平方反比定律的条件：物质对外界的作用在空间的延伸过程中可以当作各向同性；物质对外界的作用在延伸过程中其总量没有损耗（或者近似没有损耗）。

    传递超距作用的介质属性决定着超距作用的传递速度。不论是采用引力子还是普通的介质，其结果都会是相同的。在这里引力子的运动速度不等于它传递作用的速度。这个场在空间介质中一旦建立的场的作用分布，那么场间的作用必然是不需要时间的。或者说是超距作用。

五、超距作用的特点和意义

    在现代的物理学中，通常将通过空间中作用的这种超距作用的传递速度看作光速。这一点我认为是不对的，并且也没有任何的根据。如果通过空间中作用的传递速度是光速，可以看作相同的，那么所有通过空间中传递的这种作用必然存在传递属性上的联系。因为空间传递的属性上是相同的。

    我们不能采用试验的方法来验证场的传递速度。对于万有引力，我们不能找到屏蔽万有引力场的方法。对于电磁力，也不能找到有效的屏蔽方法。在实验上，我们不能进行有效的检验。

    那么，将电磁场和万有引力场的传递速度看作相同的光速没有任何的证据。如果一定要将电磁场和万有引力场的传递速度看作相同的，那么必须假设承载两种作用的介质对作用的传递属性是相同的。但这样的假设目前没有任何的证据支持。

    另外，这个场在空间介质中一旦建立场的作用分布，那么场间的作用必然是不需要时间的。或者说是超距作用。不需要假设电磁场和万有引力场的传递速度是相同的。

抱歉，本文由于我把它看得很重要，在描述上多罗嗦了一些。无法再进行简化压缩。本文本想在深入一些，简洁一些。但在2000字的限制里很难做到。现在已经超过了一些。本文的前半部分内容来自空间的介质问题之二 ——场的作用，有兴趣的请参见。后半部分的一些看法来自于近一段时间对物理理论的思考。2001年12月20日

作者电邮：zhixie@netease.com 返回首页