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同性不相斥、異性不相吸的磁現(xiàn)象及其本質(zhì)
摘要：通過(guò)“同性不相斥、異性不相吸”磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，糾正了對(duì)磁現(xiàn)象千百年來(lái)片面的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上驗(yàn)證了第三類磁現(xiàn)象“中性磁力態(tài)”的客觀性， 它使我們認(rèn)識(shí)磁本質(zhì)成為了可能，也為揭示磁力性質(zhì)的本質(zhì)提供了客觀的依據(jù)，這對(duì)于完善磁學(xué)理論促進(jìn)磁學(xué)發(fā)展具有重要的啟發(fā)性意義。
關(guān)鍵詞：磁體，磁場(chǎng)，磁力線，同性不相斥，中性磁力態(tài)。
中圖分類號(hào)：O441.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0.引言
磁現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)由來(lái)已久，磁體之間“同性相斥、異性相吸”的磁現(xiàn)象也已是人所共知。對(duì)此，似乎誰(shuí)都會(huì)覺(jué)得不以為然毫無(wú)疑義，因?yàn)橥ǔＨ藗儫o(wú)論怎樣在磁體之間作實(shí)驗(yàn)，結(jié)果磁力總是“同性相斥、異性相吸”始終不變。但如果說(shuō)磁體之間還存在著另類的“同性不相斥、異性不相吸”的“反磁現(xiàn)象”，除非親眼所見(jiàn)恐怕沒(méi)有人會(huì)相信。然而在自然界中確實(shí)存在著一種“同性不相斥、異性不相吸”的第三類磁現(xiàn)象。這里可稱其為‘中性磁狀態(tài)’。這種中性磁狀態(tài)，實(shí)質(zhì)上是處于磁引力與磁斥力之間的一種無(wú)磁力的中間狀態(tài)。因此“同性相斥、異性相吸”并非是磁體之間相互作用僅有的、唯一的存在形式。因?yàn)榈侥壳盀橹共](méi)有任何一個(gè)關(guān)于“同性相斥、異性相吸”是磁體之間相互作用唯一存在方式的論證；也沒(méi)有一個(gè)關(guān)于“同性不相斥、異性不相吸”中性磁力態(tài)不存在的實(shí)證。那么在這個(gè)前提下，任何否定“同性不相斥、異性不相吸”中性磁力態(tài)存在的結(jié)論都將是主觀的毫無(wú)道理的偏見(jiàn)。所以我們不能在沒(méi)有弄清事實(shí)真相、缺乏客觀依據(jù)的情況下，毫無(wú)根據(jù)、自以為是、偏面的排斥那些未知的事物。更何況就磁學(xué)而言，我們所掌握的東西還少的可憐，試問(wèn)：誰(shuí)能回答為什么“同性相斥、異性相吸”？誰(shuí)知道磁場(chǎng)是怎樣形成的？誰(shuí)又能說(shuō)清楚磁力線發(fā)端于Ｎ極還是Ｓ極？等等。這些都是磁學(xué)最基礎(chǔ)最本質(zhì)的東西，然而我們的磁學(xué)對(duì)此則一無(wú)所知。就磁本質(zhì)而言我們并不比兩千多年前古人知道的更多些什么。由此可見(jiàn)，對(duì)磁本質(zhì)的認(rèn)識(shí)還處在一個(gè)原始的初級(jí)階段，還沒(méi)能跨越對(duì)磁本質(zhì)的認(rèn)識(shí)階段。正是基于上述原因，所以才有必要展開(kāi)對(duì)“同性不相斥、異性不相吸”中性磁力態(tài)的實(shí)驗(yàn)、研究和論證。讓事實(shí)證明“同性不相斥、異性不相吸”的中性磁力態(tài)，是有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的，是客觀存在的具有普遍意義的自然規(guī)律。是真實(shí)的客觀的可信的。
1.中性磁力狀態(tài)的存在及客觀驗(yàn)證
1.1磁體“同性不相斥、異性不相吸”的客觀性實(shí)驗(yàn)
1.1.1實(shí)驗(yàn)用磁體的基本情況
這里有六個(gè)極面為正方形的普通永磁體，這些磁體的大小和外形完全相同，磁體的物理性質(zhì)完全相同，磁場(chǎng)強(qiáng)度也一樣，就實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)說(shuō)是無(wú)差別的。也就是說(shuō)任何兩磁體之間的任何實(shí)驗(yàn)換了另一個(gè)磁體來(lái)作都是同樣的結(jié)果。但是實(shí)驗(yàn)用的磁體必須是天然永磁體，或者是人工天然型非合金永磁體，不可用合金磁體（例如釹鐵硼磁鐵類的合金磁體）。現(xiàn)將這些磁體分別命名為A1磁體、A2磁體、A3磁體和B1磁體、B2磁體、B3磁體。磁體極面上的長(zhǎng)與寬之比為1：1，寬與高之比約2：１。磁體如圖１－１所示。圖中所示的磁體就是完全相同的六個(gè)極面正方形磁體其中的一個(gè)。這是極面為正方形磁體的立體圖，其磁體的S極、N極的磁極面為正方形，磁體的四個(gè)非磁極面是與S極、N極的極面 垂直的長(zhǎng)方形。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)用磁體的物理屬性
作為實(shí)驗(yàn)用的磁體，A1、A2、A3和B1、B2、B3磁體的物理屬性，應(yīng)具有通常意義上普通磁體的磁物理屬性，以確保實(shí)驗(yàn)的可靠性。
⒈ 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，A1、A2、A3和B1、B2、B3磁體對(duì)任何鐵磁性物質(zhì)具有顯著的磁吸引力作用。
⒉ 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，A1、A2、A3和B1、B2、B3磁體與任何磁體都能產(chǎn)生顯著的“同性相斥、異性相吸”的磁力作用。
⒊ 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，A1、A2、A3和B1、B2、B3磁體之間存在顯著的“同性相斥、異性相吸”的磁力作用。
接下來(lái)本文中的實(shí)驗(yàn)將在這些磁體之間進(jìn)行
1.1.3 六個(gè)磁體之間“同性相斥、異性相吸”的實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)（1）磁體之間“同性相斥”的磁現(xiàn)象
在六個(gè)磁體中任意選出兩個(gè)磁體。如果將兩個(gè)磁體以同性極面相對(duì)，并使之相互接近，當(dāng)兩磁體達(dá)到雙方磁場(chǎng)的相互作用范圍時(shí)，就會(huì)在兩磁體之間產(chǎn)生磁斥力現(xiàn)象，當(dāng)兩磁體的極面完全重合并緊貼在一起時(shí)，斥力達(dá)到了最大。此時(shí)的磁斥力現(xiàn)象是及其顯著的。這說(shuō)明兩磁體之間的相互作用完全符合通常意義上的“同性相斥”的規(guī)則。而且這一實(shí)驗(yàn)對(duì)于六個(gè)磁體中的任何兩者之間的實(shí)驗(yàn)其結(jié)果都是完全一樣的，從沒(méi)有發(fā)生過(guò)“同性不相斥”的磁現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)（2）磁體之間“異性相吸”的磁現(xiàn)象
還是在六個(gè)磁體中任意選出兩個(gè)磁體。如果將兩個(gè)磁體以異性極面相對(duì)，并使之相互接近，當(dāng)兩磁體達(dá)到雙方磁場(chǎng)的相互作用范圍時(shí)，就會(huì)在兩磁體之間產(chǎn)生磁引力現(xiàn)象，當(dāng)兩磁體的極面完全重合并緊貼在一起時(shí)，磁引力達(dá)到了最大。此時(shí)的磁引力現(xiàn)象是及其顯著的。這說(shuō)明兩磁體之間的相互作用完全符合通常意義上的“異性相吸”的規(guī)則。而且這一實(shí)驗(yàn)對(duì)于六個(gè)磁體中的任何兩者之間的實(shí)驗(yàn)其結(jié)果都是完全一樣的，從沒(méi)有發(fā)生過(guò)“異性不相吸”的磁現(xiàn)象。
可見(jiàn)在六個(gè)磁體中的任意兩個(gè)磁體之間的磁力實(shí)驗(yàn)，總是符合“同性相斥、異性相吸”的一般規(guī)律。
1.1.4 兩磁體之間“同性不相斥、異性不相吸”的實(shí)驗(yàn)
前面的實(shí)驗(yàn)是兩個(gè)正方形磁體之間的實(shí)驗(yàn)，下面要作的實(shí)驗(yàn)，是把六個(gè)獨(dú)立的正方形小磁體，拼接成兩個(gè)長(zhǎng)方形的磁體，使之組成兩個(gè)復(fù)合型磁體。并進(jìn)行兩個(gè)復(fù)合磁體之間的磁力實(shí)驗(yàn)。
首先將A1磁體、A2磁體、A3磁體，按同性極面平行一字型排列，組成長(zhǎng)方形的復(fù)合磁體。在組合復(fù)合磁體的過(guò)程中，由于同性極面是平行的，所以三個(gè)磁體非極面之間的接觸將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的排斥作用，為了確保三個(gè)磁體所連接的非極面能充分接觸，這時(shí)需要對(duì)三個(gè)磁體施以一定的力，并用強(qiáng)力膠及透明膠帶將三者粘牢，使其不能分離。接著再把Ｂ1磁體、Ｂ2磁體和Ｂ３磁體，依照上述方法將三者粘牢。這樣兩個(gè)復(fù)合磁體就完成了?，F(xiàn)在分別將A1磁體、A2磁體、A3磁體組合成的復(fù)合磁體命名為A磁體；將Ｂ1磁體、Ｂ2磁體和Ｂ３磁體組合成的復(fù)合磁體命名為B磁體。如圖1-2、1-3所示。圖1-2是上復(fù)合磁體A與下復(fù)合磁體B以極面十字型相對(duì)時(shí)的左視圖；圖1-3是復(fù)合磁體A與復(fù)合磁體B極面相對(duì)時(shí)十字型相互狀態(tài)的俯視圖。所謂復(fù)合型磁體，實(shí)際上是三個(gè)小磁體的原有磁場(chǎng)在復(fù)合成新的磁體后，其原有磁場(chǎng)發(fā)生了改變形成了一個(gè)三位一體的統(tǒng)一磁場(chǎng)，即磁體的結(jié)合促成了新的復(fù)合磁場(chǎng)。
在實(shí)驗(yàn)中首先要確定A磁體極面與B磁體極面，必須是以同性極面相對(duì)，（或者是N極面相對(duì)或者是S極面相 對(duì)）。其次，要求A磁體與B磁體的長(zhǎng)邊之間是相互垂直的十字型相互狀態(tài)。三是要求A磁體和B磁體的對(duì)稱軸Y是相互重合同心的狀態(tài)。即A磁體與B磁體要按照?qǐng)D1-2、1-3中的相互狀態(tài)來(lái)就位，
實(shí)驗(yàn)（3）磁體之間“同性不相斥”的磁力狀態(tài)
在圖1-2中A磁體被置于B磁體的上方，兩磁體的極面相互平行，且兩磁體極面上的對(duì)稱軸Ｙ完全重合。在圖中的狀態(tài)下，如果令A(yù)磁體沿
Ｙ軸向下緩慢移動(dòng)，當(dāng)進(jìn)入磁力作用的范圍時(shí)，按照以往“同性相斥”的慣例，由于Ａ、Ｂ兩磁體是以同性極極面相對(duì)的，隨著兩磁體之間距離的不斷縮小，應(yīng)在Ａ、Ｂ兩磁體相對(duì)極面之間產(chǎn)生顯著的由弱到強(qiáng)的磁斥力作用。然而奇怪的是，當(dāng)Ａ、Ｂ兩磁體的相對(duì)極面已經(jīng)接觸在一起了，磁斥力并沒(méi)有按常規(guī)如期而至，完全表現(xiàn)出的是“同性不相斥”的狀態(tài)。更不可思議的是還競(jìng)?cè)辉冢?、Ｂ兩磁體的相對(duì)極面之間產(chǎn)生了微弱的磁引力作用。這豈不是，不僅是“同性不相斥”還 “同性相吸”了嗎，這顯然是有反常規(guī)的“反磁現(xiàn)象”。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，“同性不相斥”的磁現(xiàn)象是客觀存在的。
實(shí)驗(yàn)（4）磁體之間“異性不相吸”的磁力狀態(tài)
在圖1-2、1-3的狀態(tài)下，如果令A(yù)磁體繞X軸旋轉(zhuǎn)180度，（或者令B磁體繞X軸旋轉(zhuǎn)180度）。此時(shí)，A磁體與B磁體將以異性極面相對(duì)，在這一條件下如果在令A(yù)磁體沿Y軸向下緩慢移動(dòng)，那么根據(jù)常規(guī)，由于Ａ、Ｂ兩磁體是以異性極極面相對(duì)的，隨著兩磁體之間距離的不斷縮小，應(yīng)在Ａ、Ｂ兩磁體相對(duì)極面之間產(chǎn)生顯著的由弱到強(qiáng)的磁引力作用。然而，直到兩磁體的極面完全接觸到一起時(shí)，我們所期待的正常的異性相吸現(xiàn)象，還是沒(méi)有到來(lái)。雖然，在兩磁體之間存在著及其微弱的磁引力，但就通常特別顯著的磁引力現(xiàn)象比較而言，后者磁引力的微弱程度幾乎是可以忽略的。事實(shí)上實(shí)驗(yàn)中的微弱磁引力現(xiàn)象是類似于鐵與磁的引力，它與磁極的性質(zhì)無(wú)關(guān)，并非“異性相吸”的結(jié)果。況且在前面的“同性不相斥”的實(shí)驗(yàn)中不是也同樣存在弱磁引力現(xiàn)象嗎，但我們并不能以此認(rèn)定是“同性相吸”的磁現(xiàn)象，因?yàn)檫@與通常的“異性相極”有這本質(zhì)的不同?；诖耍酝耆欣碛烧J(rèn)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果就常規(guī)而言是發(fā)生了“異性不相吸”的磁現(xiàn)象。
以上實(shí)驗(yàn)是在兩個(gè)復(fù)合型磁體之間進(jìn)行的，實(shí)際上如果用兩個(gè)外形完全與A復(fù)合磁體相同的整塊磁體來(lái)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果是完全一樣的沒(méi)有任何差別。之所以用兩個(gè)復(fù)合磁體來(lái)做實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)檫@樣可以消除許多人對(duì)磁體及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的各種懷疑，以及避免實(shí)驗(yàn)中可能存在的假象。
通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以得出這樣結(jié)論：
一、“同性相斥、異性相吸”的磁現(xiàn)象并非唯一的磁力現(xiàn)象。在自然中客觀上還存在著第三類“同性不相斥、異性不相極”的磁現(xiàn)象。
二、磁引力或是磁斥力并非由兩磁體磁極的性質(zhì)所決定，而是另有原因。因此單純以磁極的性質(zhì)關(guān)系來(lái)解釋磁引力和磁斥力，是永遠(yuǎn)說(shuō)不清“同性不相斥、異性不相極”的磁現(xiàn)象。
三、“同性不相斥、異性不相吸”的磁現(xiàn)象只與Ａ和B磁體極面磁場(chǎng)之間的相互狀態(tài)有關(guān)，而這一現(xiàn)象本身在客觀上有其深刻的內(nèi)涵。
1.2關(guān)于中性磁力態(tài)實(shí)驗(yàn)中值得注意的某些問(wèn)題
1.2.1 實(shí)驗(yàn)磁體的選擇問(wèn)題
利用永磁體來(lái)進(jìn)行中性磁力態(tài)實(shí)驗(yàn)，最重要的就是把握好，確保相互作用的磁力線之間必須是相互９０°角的關(guān)系，這就要求參加實(shí)驗(yàn)的磁體，能夠提供足夠使用的，磁力線一致性好的磁場(chǎng)。而這種磁體以極面的長(zhǎng)、寬比3：1為最佳。其次，參加實(shí)驗(yàn)的磁體最好是兩個(gè)形體大小完全相同，場(chǎng)強(qiáng)盡量相等的天然永磁體，或者是人工天然型非合金永磁體。這是確保實(shí)驗(yàn)成功的必要條件。
1.2.2 關(guān)于中性磁力態(tài)實(shí)驗(yàn)中弱磁引力現(xiàn)象的解釋
在實(shí)驗(yàn)（3）（4）中，都曾出現(xiàn)了微弱的磁引力現(xiàn)象，因此嚴(yán)格的講實(shí)驗(yàn)中的中性無(wú)磁力態(tài)，并不是純凈的理想的理論上預(yù)期的零磁力態(tài)，這是因?yàn)樵跇O面上存在著局部的無(wú)磁區(qū)，局部無(wú)磁區(qū)通常出現(xiàn)在極面上互為反向磁力線之間的分 界區(qū)域，如圖1-4所示。局部無(wú)磁區(qū)的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱及極面面積的大小有關(guān)，特別是極面面積越大，磁強(qiáng)越弱則局部無(wú)磁區(qū)面積越大。由于局部無(wú)磁區(qū)的存在，當(dāng)兩磁體極面十字型互對(duì)時(shí)，兩磁體極面上總會(huì)有一些磁力線落入對(duì)方極面上的局部無(wú)磁區(qū)，這對(duì)于磁力線來(lái)說(shuō)相當(dāng)于遇上了鐵質(zhì)體，即磁體與鐵的磁引力狀態(tài)。所以很容易在局部無(wú)磁區(qū)形成某種極小的局部共有磁場(chǎng)而產(chǎn)生磁引力，于是形成了暫居性磁化，這就是局部弱磁引力現(xiàn)象的本質(zhì)。而本文實(shí)驗(yàn)中的磁體，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，確實(shí)發(fā)現(xiàn)有無(wú)磁區(qū)狹縫存在，因此會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的暫居性磁化現(xiàn)象。特別值得引起注意的是，在某些情況下，兩個(gè)磁強(qiáng)差別很大的磁體之間，既使是同性極面之間的接觸，也會(huì)因磁強(qiáng)懸殊而產(chǎn)生強(qiáng)迫磁化，從而產(chǎn)生同性相吸的現(xiàn)象。因此必須強(qiáng)調(diào)，中性磁力態(tài)實(shí)驗(yàn)最好是在兩個(gè)磁強(qiáng)差別不大，且形體大小相當(dāng)?shù)拇朋w之間進(jìn)行。（九十年代的塑料文具盒，保健口服液包裝塑料盒中多有這種磁鉄）
1.2.3合金永磁體在中性磁力態(tài)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題
以鐵元素為例說(shuō)明：鐵元素晶 體結(jié)構(gòu)是一種磁引力多取向晶格結(jié)構(gòu)，例如一個(gè)正方形鐵塊它的六個(gè)面上可以同時(shí)被六個(gè)磁體的任意極面磁引力吸附?？梢?jiàn)磁體Ｎ極、Ｓ極磁場(chǎng)對(duì)鐵在各個(gè)方向上都能產(chǎn)生磁引力作用，所以如果用合金型永磁體來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雖然能夠保證磁力線在相互作用時(shí)９０°角的相互關(guān)系，但合金永磁體內(nèi)存在著大量的未磁化可磁引力異取向的純鐵元素的晶格結(jié)構(gòu)，又因?yàn)榇朋w磁場(chǎng)的磁力線與鐵之間是無(wú)法產(chǎn)生中性磁力態(tài)的，所以由于這一因素在合金永磁體中的存在，盡管在實(shí)驗(yàn)中磁力線之間形成了中性磁力態(tài)，但是磁場(chǎng)、磁力線并沒(méi)有消亡仍然存在。在中性磁力狀態(tài)下，由于消除了磁力線之間的排斥力，磁力線會(huì)很容易進(jìn)入對(duì)方的磁體，于是兩磁體的磁力線就能夠在對(duì)方的磁體中，發(fā)生對(duì)多余的未磁化鐵元素晶格體的鐵磁引力作用，從而產(chǎn)生暫居性二次磁化的異取向的鐵磁引力現(xiàn)象，并掩蓋了中性磁力態(tài)的存在。然而在天然非合金型永磁體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)合了大量的氧，純鐵元素的晶格結(jié)構(gòu)基本上已不復(fù)存在，并轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)磁體所需的晶格結(jié)構(gòu)，一經(jīng)磁化后便可成為永磁體。這就基本上消除了鐵多取向磁引力結(jié)構(gòu)因素。而天然非合金型永磁體晶格的相互關(guān)聯(lián)性對(duì)磁力線只允許一種磁引力取向，一但被占據(jù)就鎖定了磁引力取向。由于外來(lái)磁力線與磁體磁力線之間的９０°角的相互關(guān)系是非共同取向，所以并不會(huì)產(chǎn)生磁化作用。因此天然非合金型永磁體基本上不存在暫居性二次磁化的異取向磁引力。
同理，如果是兩個(gè)電磁鐵之間或磁體與電磁鐵之間的“同性不相斥、異性不相吸”的實(shí)驗(yàn)，由于有鐵質(zhì)或其他因素的存在，所以也是不會(huì)產(chǎn)生“同性不相斥、異性不相吸”的磁現(xiàn)象的。（上述觀點(diǎn)僅供參考）
2.磁現(xiàn)象的本質(zhì)及中性磁力態(tài)原理
2.1. 磁體、磁場(chǎng)、磁力線
簡(jiǎn)單的說(shuō)磁場(chǎng)就是一個(gè)有磁力作用的空間。那么磁場(chǎng)是怎樣形成的，是什么結(jié)構(gòu)樣式，構(gòu)成磁場(chǎng)的物質(zhì)是什么，它有什么性質(zhì)，這也許是當(dāng)今物理學(xué)所無(wú)法回答的問(wèn)題。過(guò)去曾認(rèn)為磁場(chǎng)是由磁力線構(gòu)成的，后因磁力線的客觀性得不到證明，早以被學(xué)術(shù)界所否定。作為物質(zhì)實(shí)體的磁力線雖然被否定，可是在電磁理論和實(shí)踐中又不得不虛擬出一個(gè)磁力線的概念，借以描述和量化磁場(chǎng)，這無(wú)疑成了科學(xué)理論中的一個(gè)怪現(xiàn)象。由于磁力線在電磁學(xué)中的這種虛擬性，決定了磁力線不可能有任何的物理實(shí)在意義的屬性。但是磁場(chǎng)的物理客觀實(shí)在性，必有其內(nèi)在的，在整體上相互聯(lián)系相互制約，在局部又相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)形式。否則磁場(chǎng)就成了只有整體沒(méi)有局部，成了以整體代替局部、整體局部混淆不清的概念了。研究和實(shí)驗(yàn)表明在磁體周圍的空間確實(shí)存在著某種場(chǎng)態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種場(chǎng)態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)不僅具有相對(duì)的獨(dú)立性更極有條理性、規(guī)律性。但是關(guān)于磁場(chǎng)構(gòu)成中基本的精細(xì)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)概念，一直以來(lái)都是空白。由于磁力線的虛擬化無(wú)疑造成了磁場(chǎng)概念的模糊性，成為了磁學(xué)理論中的不足與缺失。也正是因?yàn)閳?chǎng)態(tài)物質(zhì)客觀上的復(fù)雜性及人們主現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的機(jī)械性、簡(jiǎn)單化，阻礙了磁學(xué)的發(fā)展，使之長(zhǎng)期處于原始的初級(jí)認(rèn)識(shí)狀態(tài)。乃至至今都無(wú)法客觀的認(rèn)識(shí)“同性相斥、異性相吸”的磁現(xiàn)象。所以現(xiàn)在看來(lái)十分有必要對(duì)早以不適應(yīng)新發(fā)現(xiàn)、新事物、新思想的舊磁學(xué)理論加以更新改造。以適應(yīng)磁學(xué)的不斷發(fā)展。否則以目前的磁學(xué)理論我們將永遠(yuǎn)無(wú)法認(rèn)識(shí)“同性不相斥、異性不相吸”，也永遠(yuǎn)無(wú)法認(rèn)識(shí)磁本質(zhì)。因此必須完備磁場(chǎng)的系統(tǒng)化、理論化概念。讓磁場(chǎng)成為一個(gè)有理有實(shí)的物理概念。為此有必要深入地研究、討論，磁力線的概念及其物理性質(zhì)，從更深的層次認(rèn)識(shí)、論證磁力線的客觀性及物理意義。
2.2.2 磁力線的概念
磁力線是構(gòu)成磁場(chǎng)和電場(chǎng)，且具有獨(dú)立相互作用的基本線體結(jié)構(gòu)。它是構(gòu)成磁場(chǎng)和電場(chǎng)的一種客觀的基本物質(zhì)波，在電場(chǎng)中稱為電力線，在磁場(chǎng)中稱為磁力線。磁力線與電力線是同一質(zhì)體在不同環(huán)境條件下的兩種表現(xiàn)方式。磁力線具有實(shí)在的物理意義和物理屬性。在磁體磁場(chǎng)中磁力線通常規(guī)定其從磁體Ｎ極出發(fā)在磁體外到達(dá)磁體Ｓ極，又通過(guò)磁體內(nèi)返回到出發(fā)點(diǎn)，形成了完整的磁力線曲線封閉樣式。磁體將磁力線束縛在磁場(chǎng)中，使之在無(wú)外力時(shí)無(wú)法演變和逃逸。
2.2.3 磁場(chǎng)的物理結(jié)構(gòu)
磁場(chǎng)是一個(gè)具有磁作用力的空間，磁力作用是依賴磁體磁場(chǎng)中磁力線的相互作用實(shí)現(xiàn)的。磁場(chǎng)是磁力線的集合體，而磁力線則是磁場(chǎng)中最基本的單元結(jié)構(gòu)體，也就是說(shuō)磁場(chǎng)是由磁力線組成的，磁場(chǎng)與磁力線兩者之間是整體與局部的關(guān)系。而磁體只是磁場(chǎng)的載體，這就是磁體、磁場(chǎng)、磁力線三者之間的關(guān)系。
2.3 磁力線的基本性質(zhì)
性質(zhì)一、磁力線是一種具有螺旋運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的微觀線體物質(zhì)。
性質(zhì)二、當(dāng)同向磁力線之間的夾角不等于90度角時(shí)，磁力線之間會(huì)產(chǎn)生扭斥力， 扭斥力的大小與磁力線之間的夾角成反比。扭斥力的自覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是90°角。扭斥力會(huì)隨著自覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)夾角的加大而減弱。 在相互作用中磁力線之間將產(chǎn)生距離方向上的排斥力，即磁力線共徑軸上的排斥力，及以接觸點(diǎn)為軸心的扭斥力，磁力線以共徑軸為軸在扭斥力作用下旋轉(zhuǎn)，如圖2-1、2-2-1所示。
 
磁力線之間因排斥而產(chǎn)生扭力，扭力的傾向是尋求互力平衡消除排斥達(dá)到穩(wěn)定，磁場(chǎng)則通過(guò)排斥力來(lái)脫離接觸謀求自身的穩(wěn)定性。
性質(zhì)三 性質(zhì)三、當(dāng)反向磁力線之間的夾角不等于90度角時(shí)，磁力線之間會(huì)產(chǎn)生扭合力，扭合力的大小與反向磁力線之間的夾角成反比。扭合力的自覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是達(dá)到磁力線的平行，扭合力會(huì)隨著自覺(jué)轉(zhuǎn)動(dòng)夾角的減小的而增強(qiáng)。
扭合力是一種割裂磁力線的破壞力，通常在反向磁力線遭遇時(shí)激烈的表現(xiàn)出來(lái)，但是拆解現(xiàn)象并不是孤立的，在拆解割裂的同時(shí)磁力線還存在合二為一的同化修復(fù)功能，所以拆解割裂與同化修復(fù)是在同一瞬間完成的，這就是磁引力的本質(zhì)。扭合力說(shuō)到底也屬于排斥作用只是作用時(shí)間短，在排斥的環(huán)節(jié)上尺度不夠還不足以引起連鎖反應(yīng)，雖然排斥力由于先天不足而胎死腹中，但其不破不立承前啟后的作用則是功不可沒(méi)。如圖2-2-2所示。
性質(zhì)四、當(dāng)磁力線之間的夾角等于９０°角時(shí)，此時(shí)兩磁力線之間為零排斥力狀態(tài)。如圖2-3所示。
性質(zhì)五、自交直角平衡最低能量態(tài)性質(zhì)(或稱自主最低能量態(tài)性質(zhì))當(dāng)磁力線脫離磁場(chǎng)或不受約束，且磁力線與磁力線切線之間的夾角小 于９０°角時(shí)，同向磁力線之間將處于排斥性相互作用狀態(tài)，此時(shí)磁力線與磁力線之間具有自覺(jué)平衡斥力的功能，在無(wú)外力干擾的條件下，這一作用將驅(qū)駛雙方自動(dòng)完成相互之間的夾角等于９０°角的相互狀態(tài)，達(dá)成各方斥力相互作用的零斥力平衡狀態(tài)。
這一性質(zhì)即電磁波的形成原理。
2.4磁場(chǎng)的形成原理
2.4.1磁體磁場(chǎng)的形成原理
如果用一個(gè)磁體去接觸一個(gè)沒(méi)有磁場(chǎng)的裸磁體時(shí)，那么裸磁體內(nèi)部就會(huì)首次在瞬間通過(guò)大量的磁力線，同時(shí)通過(guò)閉合磁力線與源磁體建立一個(gè)共有磁場(chǎng)，這時(shí)裸磁體已被磁化，而磁化的結(jié)果是新磁場(chǎng)的建立。新磁場(chǎng)建立起來(lái)后就可以脫離源磁場(chǎng)，脫離源磁場(chǎng)后由于磁力線的排斥相互作用，外層磁力線會(huì)對(duì)內(nèi)層產(chǎn)生排斥，使其不能外逸并乖乖地返回S極，從而形成獨(dú)立的自有磁場(chǎng)。
 2.4.2電磁場(chǎng)的形成原理
當(dāng)一個(gè)螺旋線圈通入電流后，就會(huì)在螺旋線圈中產(chǎn)生大量的磁力線，起初的磁力線并不是閉合的磁力線，由于磁力線之間存在排斥相互作用，而螺旋線圈內(nèi)的空間有限，因此排斥相互作用的密集點(diǎn)在螺旋線圈中心，所以中心部位磁力線之間的排斥力最大，磁力線之間的相互排斥作用也最為激烈，但是螺旋線圈的外部空間寬闊，磁力線出來(lái)后在相互作用下相互間逐漸也寬松了，這時(shí)在相互作用下磁力線的遠(yuǎn)端就會(huì)向外彎曲，同時(shí)也排斥相鄰?fù)鈱拥拇帕€同樣向外彎曲，這樣以來(lái)排斥力由內(nèi)向外層層的傳遞，迫使外層的磁力線不斷地改變著方向，直至完成了180度的轉(zhuǎn)向進(jìn)入S極，從而形成了閉合的磁力線，產(chǎn)生了電磁場(chǎng)。如圖2-4所示。
由此可以推斷，地球磁場(chǎng)的形成與電磁場(chǎng)的形成是同一個(gè)原理。
2.5中性磁力態(tài)原理
2.5.1兩磁場(chǎng)磁力線之間的相互狀態(tài)與磁力狀態(tài)的關(guān)系
有了關(guān)于磁力線的基本性質(zhì)，再來(lái)討論為什么Ａ、Ｂ兩磁體之間會(huì)“同性不相斥、異性不相吸”就容易理解了。在實(shí)驗(yàn) （3）（4）中Ａ、Ｂ兩磁體之間處在９０°角十字型的相互狀態(tài)，但這僅僅是我們對(duì)磁體外部形象的直接感知，并沒(méi)有聯(lián)系到兩磁體磁場(chǎng)之間的相互狀態(tài)，這是因?yàn)闅v史上所傳承的關(guān)于磁現(xiàn)象“同性相斥、異性相吸”的觀念，一直以來(lái)束縛著人們對(duì)磁現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，形成了主觀認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，誤認(rèn)為磁引力與磁斥力僅僅決定于相對(duì)磁極的性質(zhì)，完 全沒(méi)有意識(shí)到另一個(gè)重要的條件，既磁力線之間的相互狀態(tài)。這無(wú)疑是一種以現(xiàn)象代替本質(zhì)的主觀想象，因?yàn)槿藗儾⒉恢馈巴韵喑?、異性相吸”的本質(zhì)是什么。所以對(duì)事物的認(rèn)識(shí)，不能只停留在對(duì)表面現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)上，更重要的是透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。在實(shí)驗(yàn) （3）、（4）中能夠看到的只是Ａ、Ｂ兩磁體之間處在９０°角的十字型相互狀態(tài)，但是客觀上磁體之間的相互作用，反應(yīng)的是兩磁體磁場(chǎng)之間的相互作用，而磁場(chǎng)是由磁力線構(gòu)成的，因此，相對(duì)兩磁場(chǎng)的性質(zhì)以及磁力線之間的相互狀態(tài)，將決定兩磁體之間是磁引力或磁斥力的磁力狀態(tài)，亦或無(wú)磁力的中性磁力狀態(tài)。
那么Ａ、Ｂ兩磁體的磁力線是怎樣分布的哪？對(duì)此，前人曾經(jīng)多次利用磁體磁場(chǎng)對(duì)玻璃板上的細(xì)鐵屑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。（眾所周知的常識(shí)性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程略）通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)方法可知Ａ、Ｂ兩磁體的磁力線的分布狀態(tài)。其磁力線的分布狀態(tài)立體模擬如圖2-5所示。此圖為Ａ、Ｂ兩磁體之間９０°角十字型相互狀態(tài)時(shí)磁力線的立體模擬示意圖，圖中磁力線以細(xì)黑曲線表示，從圖中可以看出兩磁體磁場(chǎng)大概的輪廓。如果從兩磁體極面對(duì)稱軸Ｙ向下看，其磁力線的投影如圖2-6所示。在圖2-6中，為了能更有利于觀察磁體相對(duì)極面上磁力線之間的相互關(guān)系，特別隱去了兩磁體的實(shí)體部分，而分別以兩個(gè)長(zhǎng)方形框來(lái)表示。方框中的細(xì)直線是用來(lái)表示磁力線的，它可以看做是磁力線的投影，也可以看作是磁力線的切線。圖正中那個(gè)正方形的虛線方框內(nèi)的區(qū)域，是Ａ、Ｂ兩磁體相對(duì)極面上磁場(chǎng)相互作用時(shí)的主要區(qū)域。這一區(qū)域是兩個(gè)磁場(chǎng)之間直接接觸的部分也是反應(yīng)最強(qiáng)的區(qū)域。在這一區(qū)域中，相對(duì)磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁力線之間是怎樣的相互狀態(tài)，決定著磁力作用的性質(zhì)，而其余的部分則是次要的。從圖中不難看出，參與相互作用的磁力線之間基本上都是磁力線切線方向上互為９０°角的相交狀態(tài)。
根據(jù)磁力線的性質(zhì)四，當(dāng)磁力線之間以９０°角相交時(shí)，相互之間的相互作用力為零。那么在實(shí)驗(yàn)（3）（4）中，當(dāng)Ａ、Ｂ磁體極面成相互垂直的９０°角的十字型狀態(tài)時(shí)，這時(shí)相對(duì)極面上的磁力線之間都滿足９０°角的相互狀態(tài)，如圖2－5、2－6所示。因此在這一條件下，相對(duì)兩磁場(chǎng)之間的相互作用力為零，所以Ａ、Ｂ兩磁體之間將不能發(fā)生任何性質(zhì)的磁力作用，無(wú)論Ａ、Ｂ兩磁體之間以任何性質(zhì)的極面相對(duì)，都不可能發(fā)生所謂的“同性相斥、異性相吸”的磁力作用。而只能是“同性不相斥、異性不相吸”的中性無(wú)磁力狀態(tài)。這就是中性磁力狀態(tài)的本質(zhì)。而在實(shí)驗(yàn)（1）（2）中，由于A1磁體、A2磁體、A3磁體、B1磁體、B2磁體、B3磁體中的任意兩磁體在相互作用時(shí)，相對(duì)極面磁場(chǎng)的磁力線之間不能保證90角的相互狀態(tài)，因此，實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出“同性相斥、異性相吸”的磁現(xiàn)象則是必然的結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)（3）、（4）全面的驗(yàn)證了磁力線性質(zhì)四的客觀性；而磁力線性質(zhì)四則解釋了“同性不相斥、異性不相吸”磁現(xiàn)象的本質(zhì)。
2.6同向磁力線之間自交直角平衡最低能量態(tài)原理
當(dāng)磁力線的切線之間在交點(diǎn)上處于９０°角相交時(shí)，由于雙方的相互作用力為零，因此這一相互狀態(tài)是零能量的消耗狀態(tài)。前面看到的是人為條件下兩磁體之間的中性磁力態(tài)。既然中性磁力態(tài)是零能量的消耗狀態(tài)，那么自然條件下非90度角相交的同向磁力線之間是否會(huì)自動(dòng)完成中性磁力態(tài)那？
2.6.1 同向磁力線之間自動(dòng)斥力平衡中性磁力態(tài)的實(shí)驗(yàn)
如果磁力線性質(zhì)五的判斷是正確的，那么是否可以推斷出，當(dāng)磁力線的切線之間在交點(diǎn)上小于９０°角相交時(shí)，同向磁力線之間由于存在斥力。于是相互作用的磁力線雙方將必然會(huì)以接觸點(diǎn)為軸心，在斥力的作用下自動(dòng)相互反向扭轉(zhuǎn)，最終形成相互間９０°角的相互關(guān)系，從而消除相互之間的斥力，以獲得零斥力的互力平衡的穩(wěn)定態(tài)即最低能量態(tài)。基于以上推論我們有理由相信其可能性。而如果上述推斷成立，我們也應(yīng)該能作出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。但是如何著手來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)模坑捎谀軌虿蹲降姆€(wěn)定的磁力線，被集中囚禁在磁體磁場(chǎng)中，我們無(wú)法取出穩(wěn)定的個(gè)體來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以實(shí)驗(yàn)只能借助磁體磁場(chǎng)中單向一致的磁力線群來(lái)
進(jìn)行。而Ａ、Ｂ兩磁體磁場(chǎng)的單向磁力線群之間相互作用的性質(zhì)，與兩個(gè)獨(dú)立于磁體外的磁力線之間相互作用的性質(zhì)具有等價(jià)性。但如果以兩磁體來(lái)作實(shí)驗(yàn)，自動(dòng)平衡軸心將會(huì)相應(yīng)的以磁體某部位為軸心，而非磁力線之間的各個(gè)交點(diǎn)上，兩磁體之間斥力的平衡過(guò)程，也將是相對(duì)的磁力線群之間尋求共同零斥力平衡穩(wěn)定的過(guò)程，在尋求平衡穩(wěn)定的過(guò)程中，相對(duì)的磁力線并不是固定的，相互間的位置在旋擺運(yùn)動(dòng)中將不斷變換，直到所有相對(duì)磁力線都找到并達(dá)成相互間９０°角的相互關(guān)系時(shí)為止。
為了保證實(shí)驗(yàn)的客觀性可靠性，特別設(shè)計(jì)了兩磁體單向磁力線群之間斥力的自動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)根據(jù)A、B磁體表面磁力線的分布特點(diǎn)，為了消除不必要的干擾因素，必須對(duì)A、B磁體表面的部分磁場(chǎng)加以屏蔽，其目的是排除實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生的假象。由于充分考慮到了各種可能的干擾成分，采取了必要的措施因而增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可信性。
實(shí)驗(yàn) (5) 同向磁力線之間自交直角平衡最低能量態(tài)
實(shí)驗(yàn)仍用A磁體和B磁體來(lái)做。一、實(shí)驗(yàn)中A磁體與B磁體要以同性極面相對(duì)。二、為了滿足磁力線群的單向性，消除不必要的干擾因素，排除實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生的假象，需對(duì)兩磁體相對(duì)極面上的部分磁
場(chǎng)加以屏蔽。三、考慮到實(shí)驗(yàn)中A磁體與B磁體雖然進(jìn)行了極面屏蔽，但是還是會(huì)存在少量的漏磁，因此實(shí)驗(yàn)中還會(huì)在A磁體與B磁體的相對(duì)面中間加上磁場(chǎng)隔離板，目的是更好地清除干擾磁場(chǎng)。隔離板是一正方形中間留有一定隙縫的鍍鋅鐵皮。隔離板如圖2-10所示。四、為了體現(xiàn)出兩磁體磁場(chǎng)中的磁力線是自動(dòng)形成直角的相互狀態(tài)，還需在A磁體的非相對(duì)極面的中心，以穿有連接吊線的膠布將吊線與非相對(duì)極面中心粘牢。有關(guān)實(shí)驗(yàn)的情況如圖2-7、2-8、2-9、2-10所示。在圖2-7中，A磁體和B磁體的同性相對(duì)極面已被鍍鋅鐵皮做成的磁場(chǎng)屏蔽罩所包蓋，即圖中的淺灰色部分。圖中A磁體、B磁體的相對(duì)極面各有一未屏蔽的裸露磁體，即深灰色的小正方形部分，裸露的磁場(chǎng)中是單向的磁力線群。AX和BX分別為A磁體、B磁體的對(duì)稱軸。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將A磁體繞AX軸旋轉(zhuǎn)180度，并置于B磁體的上方。實(shí)驗(yàn)中的情形如圖2-8、2-9所示。圖2-9是實(shí)驗(yàn)時(shí)的實(shí)際照片，圖中的隔離板是后合成上去的。圖2-8是
未加隔離板時(shí)的俯視照片，因?yàn)槿绻恿烁綦x板就看不到下面的B磁體了。事實(shí)上加不加隔離板實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是一樣的，加上隔離板的目的是消除可能存在的假象。圖2-10是隔離板的缺口與磁體未屏蔽磁場(chǎng)的位置關(guān)系圖。實(shí)驗(yàn)中A磁體B磁體之間加了兩個(gè)完全一樣的隔離板，兩個(gè)隔離板之間加了紙質(zhì)隔墊。目的是加強(qiáng)磁場(chǎng)屏蔽。
實(shí)驗(yàn)中，首先是要將A磁體用吊線吊起來(lái)懸浮在B磁體的上方，并保持上、下兩磁體的中心軸在一個(gè)垂直線上，同時(shí)還要保證A磁體B磁體是以同性極面相對(duì)的，如圖2-8、2-9所示。在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)兩磁體之間的距離在磁場(chǎng)相互作用距離之外時(shí)，A磁體不受相互作用力的影響而隨機(jī)擺動(dòng)。這時(shí)如果將A磁體沿中心軸向下移動(dòng)到適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)相互作用距離范圍內(nèi)，并將Ａ磁體繞中心軸旋轉(zhuǎn)至兩磁體外沿在垂直方向上完全重合的狀態(tài)，然后在慢慢放開(kāi)Ａ磁體。那么我們將看到A磁體這時(shí)由于扭斥力作用，而立刻旋轉(zhuǎn)至相互90度角左右的狀態(tài)，并在相互90度角左右的小角度范圍內(nèi)不斷地左右搖擺，直到持續(xù)了一小段時(shí)間后，擺幅才越來(lái)越小，最后終于逐步穩(wěn)定于零扭斥力狀態(tài)，即相互９０度角的十字型相互狀態(tài)。如圖2-8、2-9所示。
從圖中可以看到，在相對(duì)靜止的狀態(tài)中，Ａ磁體與Ｂ磁體的極面是十字型的相互狀態(tài)，即前面實(shí)驗(yàn)中介紹過(guò)的中性磁力態(tài)，而且己知在這一狀態(tài)中磁力線之間完全是９０°角的相互關(guān)系。重要的是在實(shí)驗(yàn)中兩磁體形成的十字型相互狀態(tài)是兩磁體尊循自然規(guī)律的自覺(jué)行為，是自然條件下自覺(jué)形成的而非外力所至，沒(méi)有任何人為的因素。這一實(shí)驗(yàn)證明，同向磁力線之間自交直角平衡最低能量態(tài)的性質(zhì)是正確的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是磁力線之間的自主中磁態(tài)反應(yīng)。
在圖2-8和圖2-9中，當(dāng)上下兩磁體處在十字型相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，此時(shí)如果將Ｂ磁體繞中心軸慢慢向左或者向右旋轉(zhuǎn)，那么可以看到上面的Ａ磁體也會(huì)隨之產(chǎn)生相應(yīng)的同向同步的旋轉(zhuǎn)。這說(shuō)明兩磁體的磁力線之間存在著自保持零扭斥力狀態(tài)的性質(zhì)。
以上實(shí)驗(yàn)表明，在無(wú)外力約束的條件下，同向磁力線之間的相互作用，追求的是一種相互扭斥力平衡的狀態(tài)。這是一種同向磁力線之間自身的自然規(guī)律的自覺(jué)行為，由此可見(jiàn)，在交點(diǎn)上同向磁力線之間的相互作用，始終存在著一種自覺(jué)的斥力平衡趨勢(shì)。同時(shí)這一原理也印證了電磁波的本質(zhì)。
值得注意的是，本文雖沒(méi)有對(duì)磁力線的客觀存在單獨(dú)的設(shè)題證明，但是，通過(guò)對(duì)磁力線性質(zhì)的假設(shè)，以及上述的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，則足以證明磁力線的存在。
3.結(jié)束語(yǔ)
磁現(xiàn)象的本質(zhì)是一個(gè)超微觀的體系非常復(fù)雜，盡管本人傾力研究也無(wú)法完全參透，還是有許多疑惑和不解。文中的某些理論觀點(diǎn)雖不一定很成熟，但畢竟是原創(chuàng)性的理論，豈能盡善盡美，當(dāng)然還需不斷完善。所以只能智者見(jiàn)智、仁者見(jiàn)仁了。
我相信所有站在客觀立場(chǎng)上，堅(jiān)持真理的學(xué)者，都會(huì)對(duì)此做出客觀公正的平價(jià)。
2010年4月25日
(我的電子郵箱：liyaping966@ yeah.net)
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