电荷概念解析

上面分别就电荷与静电场的内涵作了直观说明,都是以太力场,也即以太作为流体时产生的流体力场。

这种全新认识可能对已经接受现代场论的人来说,整个逻辑判定过程过于简单扼要,又过于突兀。源于“电荷”、“静电场”这些已深入人心的概念对于现代人来说,并不是自己观察到某种现象而定义出“电荷”、“静电场”的,而是从书本上学到这些概念的并在课堂实验中得到确信,尔后将其当成想当然的存在,却并未亲自深究这些概念背后的意义。这里设一小节,来还原“电荷”概念是如何在实验室中诞生,及探究电荷经典实验背后的问题。

要真正理解电荷是什么,一定要让自己充当第一个定义出“电荷”概念的人,站在这个人的角度,看“他”是如何根据某些实验场景,第一次头一回定义出“电荷”这一概念,然后记录于科教书中,在不断地学习中让这一概念深入后来者记忆,并广为传播,也让后来者忘了“电荷”这一概念的诞生过程与实质,并将电荷当成物质领域的超然存在。

其实笔者并不了解过第一个定义出“电荷”概念的人是哪位科学家,但通过初中物理书,还是知道一点点整个定义过程的:

比如课堂上,物理老师用丝绸摩擦玻璃棒或橡胶棒,棒子就能凭空吸引纸屑之类的小物体,然后用棒与橡之间的相互吸引或排斥,说这棒带正电荷,那棒带负电荷。还有就是老师用一个长得象古典闹钟的叫电荷计的仪器,用棒子一点顶上的金属小球,里面的金属箔就张开,来说明电荷还可以通过感应方式产生,称为感应电荷。当然还有更高深的那种电子质子在磁场中的顺逆圆周运动场景描绘,也在说明这是正电荷,那是负电荷,这里就略了。

于是,可以分析电荷这一发现的实验过程:

实验中,首先是摩擦过的棒子吸引小纸屑到表面,这一过程棒子与纸屑之间看不到有什么物质形态在传递这一吸引过程,然后是两棒子相互吸引或排斥,这一过程棒子之间也同样看不到什么物质形态在传递这一相吸相斥过程,于是人们定义这棒子表面,存在一种叫电荷的东西。电荷概念就是这么来的。由此可知,电荷,首先源于物质间的力的作用现象,然后人们才去探究这现象背后的物质形态是什么。

棒子吸引纸屑或者棒子之间发生相互排斥现象,都是一种力的作用过程的展现。而力的概念,就是物质对物质的作用。有力作用,是物质存在的充分条件,不存在超距作用则是一种信仰。也即,可以确定这吸引过程说明棒子表面空间存在一种实实在在的客观物质在传递力的作用,而不是当下科学界流传的“电荷只是带电粒子的一种属性”这么一个虚的说法。并且,实验中同时发现这物质传递力的作用会随距离增加而呈现出中心强外沿弱的梯度性衰减趋势,由此形成“场”这一概念。也即“场”概念首先是力场现象,是力的梯度分布形态,而非什么不可究极内涵并超然独立的诸如引力场、电场、磁场之类的东西。

实验中还通过两棒子间存在排斥或吸引作用,来说明两者所带电荷相同或相反,由此诞生“正负电荷”概念。一般认定是玻璃棒用丝绸摩擦后会带上正电荷,而橡胶棒用丝绸摩擦后会带上负电荷。也即,实验中其实是用力的作用同向或反向来区分正电荷与负电荷,并不代表正电荷与负电荷有什么内涵上的迥异差别,“力的方向”与“电荷正负”并无充分的必然关系。现代科学更是对电荷正负内在机制莫明其妙,直接将其当成天然存在,就是源于将力的作用方向不同判定为“电荷正负”所致,从而迷失在“正负电荷”这两个对立概念中,其实力的作用方向同或不同与不可明状的“正负”可以完全无关。

如此就可以总结电荷现象背后的物质形态特征:

此物质不可视,广泛分布于空间,且有空间通透性,有空间稳定性,能产生力的相互排斥或吸引作用,还具有梯度分布形态的力场作用特征。

由于科学界信奉“物理只研究是什么,不研究为什么”这一教条——其实是在回避“为什么”这一超出其研究能力的事,在人们发现电荷现象之后,就少有人去推断这电荷背后是一种怎样的物质形态存在。现代科学理论中将电荷(场)当成带电粒子的天然属性,并将场与粒子作为物质两种基本形态并立,而无法深究两者的共同之处。

在量子场论中,更是将粒子当成是场的激发态、振荡产生的。至于“整个激发动态过程、振荡形态是如何描绘”,“场的空间结构特征是如何解析的”等关键问题得不到优先解决,而是在这些相关的实验现象基础上结合数学之后,构建相应的理论体系,于是让理论表述成为文字与数学的堆砌,而不是能还原为直观的物质作用过程让他人可以简单理解。用“场”这一概念来诠释粒子内涵,其实是用一种实验现象(场)来诠释另一种并列的实验现象(粒子),这其实是乱拉配郎的作法,不是科学态度。

如此清晰还原“电荷”概念在实验中被定义的过程,剩下就是一个猜谜语的游戏了,也即符合逻辑、直观的合理推断:一种物质,具有“不可视,有空间通透性,有空间稳定性,又能附着在的物体表面,还能产生相反方向的力的作用,并具有力场的梯度分布特征”,那会是什么样的物质形态?

现实生活中,恰恰有这么一类可参考的直观的物质形态,也具有电荷的这些作用特征:

——>不可视:过于细微,透射光,就会有“不可视”的感觉,比如空气就不可视,玻璃、水也都透明。
——>有空间通透性:流体就有空间通透性,如空气、水就有空间通透性。玻璃是固体在这点上不符,可以排除掉。
——>有空间稳定性:流体旋涡就有空间稳定性,如台风、龙卷风、水漩涡都有空间稳定性。
——>能附着在棒子表面:流体就能覆在物体的表面,同样空气就能附着在物体表面。
——>还能产生相反方向的力的作用:两个相互接近的流体旋涡就有这种特性。比如顺逆方向相同的流体旋涡会相互排斥,顺逆方向相反的流体旋涡会相互吸引。
——>力场梯度分布:流体旋涡,就有流场的梯度分布形态,而流场的实质仍是力场。

是不是电荷就等于流动的空气旋涡了?显然,电荷不会是空气旋涡形态,在于空气的宏观特性被研究地很充分,但两者之间必有极其相类似的运动属性与结构特征。那哪种物质形态即有与空气的众多一致的特征,又不同与空气?那可以选择“比空气分子小亿万倍的粒子”,即空气的微缩版,来作为这个物质的具体形象——广泛分布在空间,极其细微,比如体积只是原子核的亿万分之一大小,能自由流动,能传递力的作用,并可以产生旋涡形态从而产生吸引与排斥作用,并呈现出流场、力场的特征,给予这个物质一个名称,叫“以太”即可。以太也就是这么一种直观形象。

这就是电荷的实质:

是微观以太旋涡的力的梯度分布在实验中的宏观显像,也即微观以太旋涡力场梯度分布。

可能有人要怀疑,人类能理解的极限粒子也就电子、中微子这些客观存在,作者凭什么判定比电子还要微小的物质是可以存在的?除了上述的类比之外,人类能观察到广大宇空存在的物质的空间尺度,有以百万光年计的银河系,有以天文单位计的太阳系,有以万公里计的地球,有以米计的人,以微米计的细胞,及后续微观的原子、电子等等,这空间尺度巨大对比与递减,表明存在比电子还要更微小的物质粒子形态,是很自然的并可理解的。

如此就可以直观理解电荷现象背后的物质作用形态,而不是用不能解析结构形态的“场”这一玄乎概念来诠释电荷。

本小节“电荷概念解析”,是作者判定“电荷是微观以太旋涡力场梯度分布”的具体思辨过程的总结。希望有志于科研的人们,能就各个学习到的科学理论概念,以自己的思考与分析,来深入理解各个概念的内涵,而不是将其当成天然的或理所当然地客观存在,而无视其背后可能存在的问题,让学习流于表面。