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【汇旺担保】 电磁世界图景

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[拼音]:dianci shijie tujing

[英文]:electromagnetic picture of world

物理学世界图景的一种。用电磁理论统一地解释一切自然现象的理论体系。它是在电磁现象与传统的力学世界图景发生冲突的情况下,作为后者的替代者而产生的。

按照英国科学家M.法拉第和J.C.麦克斯韦的电磁理论,连续的电磁场是比间断的微粒更为基本的物理实在;不存在虚空,相互作用是通过接触作用由场中的一点传到邻近的点,以有限速度连续地传播开的。这不但突破了力学世界图景,而且开始暴露出以牛顿力学为基础的机械以太观念的侷限性。德国科学家W.E.韦伯于19世纪70年代制定了第一个电的自然图景。在他看来,物理世界的唯一结构要素是正电粒子和负电粒子,实物的化学组成、热和携电以太都是电作用现象。1881年,英国科学家J.J.汤姆逊在研究带电体的运动时,发现带电球除了具有普通的机械质量(惯性质量)外,还具有一种由于它所带的电荷同电磁场相互作用所产生的、阻碍球体加速运动的电磁质量。不久以后又产生了把带电体的全部质量解释为电磁质量的假说。1894年,德国的E.维歇特提出了一个电磁自然图景的方案,认为电磁以太是唯一的实在。他把电粒子看作是以太的激发,认为实物完全由带电粒子组成。后来,英国的J.拉摩和荷兰的H.A.洛伦兹进一步发展了电磁世界图景。但是,作为电磁世界图景基础的以太概念,始终是这个图景中的一个薄弱环节,许多人包括拉摩和洛伦兹在内,仍然企图给以太以机械论的解释。20世纪以来,随著物理学革命和机械论的崩溃,经典的电磁世界图景也开始暴露出侷限性,发生了向相对论-量子论世界图景的转变。1905年,A.爱因斯坦狭义相对论的确立,否弃了机械以太,电磁场终于被确认为一种非机械的独立的物理实在,但是,在实物如何由电粒子组成、电粒子如何由电磁场产生以及引力和电磁力的关系等问题上,仍然有许多疑难没有解决。尤其是电磁世界图景在解释绝对黑体辐射问题上遇到了“紫外灾难”,在解释原子稳定性问题,即绕原子核旋转的电子何以不会因辐射电磁波而很快掉到原子核里去的问题时,发生了严重的理论困难。量子力学的建立一举克服了这些“灾难”和困难,电磁世界图景不得不让位于相对论-量子论的世界图景。

相对论和量子理论虽然能够统一地解释巨集观与微观、高速与低速的现象,但这两大理论仍然很难统一起来,它们也还无法彻底阐明电现象的本质,电磁场作为一种独立的物理实在仍然存在许多不解之谜。

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【汇旺担保 @gqdh8】 万丹

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