电生磁还是磁生电？看看金银盾的故事╬☆

电生磁还是磁生电？看看金银盾的故事

文/袁玉刚

我们几乎都学过电磁学。一个带电荷的粒子会产生电场和两极，同性相斥异性相吸。一块磁铁会产生磁场和两极，同样是同性相斥异性相吸。但是，如果带电荷的粒子运动起来，就会在周围出现一个新的绕着粒子旋转的磁场。同样，磁铁运动起来，也会产生电场。这就是电磁感应。

图1 电磁感应

19世纪初，英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦把电现象与磁现象统一在一个理论中，提出了著名的麦克斯韦方程组，并且指出磁极都是成双成对的，没有磁单极那样的东西。

图2 麦克斯韦方程组

在宇宙中，所有磁场的南磁极与北磁极总是成对出现，无法把它俩隔离开来。即使你把一块磁铁切成更小的两半，依然具有两个磁极。因为磁铁内部的电子仍然在同步自旋。

麦克斯韦把电磁场统一起来了。但老师们依然教给我们：运动的电荷产生磁场，运动的磁场产生电流。工程师们据此发明了许许多多的电磁器具。磁生电、电生磁，相互转化，似乎板上钉钉，不容置疑了。

19世纪30年代，英国物理学家保罗·狄拉克利用量子力学计算后发现，宇宙中应该存在一种仅带有磁北极或磁南极的磁单极的基本粒子，即磁单极子。但直到现在，物理学家还是没有发现任何磁单极子。

电磁感应是一条金科玉律，不能怀疑了吗？

我想起了小时候学过的小学课文（人民教育出版社编辑出版，1957年第一版，1964年第七版），叫《金银盾》：

“从前有两个将军，有一天，他们一起上市场去，到做盾牌的工人那里去买盾牌。工人拿出一个盾牌，一面向左，一面向右，给站在他左右两边的两个将军看。

“站在左边的将军看了看盾牌，说：‘这个金盾牌很好！’站在右边的将军也看了看盾牌，说：‘错了！什么金盾牌！这是个银盾牌。’站在左边的将军又看了看盾牌，不服气地说：‘哼！错的不是我，是你自己！这个盾牌明明是金的，怎么说是银的呢？’两个将军就争论起来，争得面红耳赤。

“工人把盾牌一翻，说：‘你们两个都错了。你们看，这盾牌一面是金的，一面是银的。你们只看一面，不看两面，所以都错了。’”

图3 金银盾

电磁场也是这样。很多时候，我们先入为主，把电场和磁场对立起来，然后再说相互转化或者感应，就是不愿意接受电磁场是一个事情的两个方面。当显现电场的条件具备时，就显现电场；当显现磁场的条件具备时，就显现磁场。当显现电磁场的条件都具备时，就显现电磁场。

曾几何时，科学家们还在宣传中子星、黑洞在强大磁场的推动下，向两极喷发相对论性喷流，可就是不愿意承认喷流和磁场是中子星、黑洞喷发的共存现象。这和金银盾的故事具有相同的寓意。不同的是金银盾在二维平面上，而磁场和喷流是在三维立体里。

一个右手螺旋法则就够用了。带电粒子的周围具有磁场；带电粒子又绕着磁力线螺旋运动。只是，两者的运动不在同一个平面上。

电磁场是如此。引力与斥力即暗能量也是如此。不知天文学家们能否据此理解星球的旋转与喷发，不知宇宙学家们能否据此理解宇宙的收缩与膨胀。