涂润生 （torunshine@163.com）　2008.09.28 20:28:46

1 电运动学效应的表述和形成机理及存在的理由

在惯性系等价的前提下，与观察者相联系的系统是静止的。如果一个静电球以超过光速的速度从无穷远处飞来靠近一个导体（即站在电中性导体上观测向着自己运动的静电球），那么，在静电球掠过这个导体前这个导体中就来不及发生静电感应。因为与静止导体相联系的体系中的空间各点上的电场强度随时间而变，静电球比电场的运动速度还快，当静电球到达导体处时，静电理论认可的电场还没有传递到导体之中。表明有效电磁相互作用力的大小与场源的速度有关。如果一个导体以超过光速的速度从无穷远处飞来靠近一个静电球（即站在静电球上观测），那么，在导体掠过这个静电球之前导体中就能够发生静电感应。因为与静电球相联系的系统中的空间各点上的电场强度不随时间而变，只要导体到达了某个点，其中的电荷就能立即感受到静电理论认定的电场的作用。将相对速度降低到光速以下，上述差别还是存在的（见图1及图D-1）。这两个“如果……就……”的状语从句引出的结果表明，当裸场源高速运动时，电磁相互作用存在一种推迟现象（不能立即感受到静电理论认定的电场强度的作用）。这种效应就是电运动学推迟效应。爱因斯坦利用洛伦兹变换只是将 “上述电磁感应的大小相同而在不同系统中的解释不一样” 的“解释不对称”消除了，而不能消除电磁感应“大小的不对称”。

下面用其他方式定量论证运动学推迟效应的存在。首先仅考虑x-轴正方向上的推迟势，然后推广。有效场定律（运动学推迟效应）的较专业的论述见补充材料A。

有两个静电球甲和乙，甲在电场屏蔽的箱子中，乙在箱子外。在某个时刻甲突然破箱而出（它相对于箱子的速度很小，可以勿略不计）。与此同时，一根电中性的导体丙以接近光速的速度靠近这两个静电球。若惯性系等价，不存在绝对运动，或者，丙是绝对静止的，那么，站在丙上观测，甲就不能100%地牵引着它周围的场一起运动（电荷对自己激发的场的牵引效率随着距离的增加而递减），所观测的场不需任何变换就是丙系之中的场，也就不能使用场的Lorentz变换或“尺缩效应”来描述场强变化的推迟。如图1所示，点与电荷数为Q的电荷之间相向运动（匀速度直线地），激发的势波到达场点的t时刻，电荷在处。静电理论认为场点（，t）处的场强为kQ/r²。但是，该场点的场强是由电荷在激发的而不是在处激发的，故实际场强为kQ/(Δr+r)²。在t时刻，电荷在处激发的势刚刚开始传播（即传播的距离为0，也就是传播到（–r， t）处。势波传播R的距离所花的时间为R/c。可见，运动场源的场的相互作用推迟了的(Δr+r)/c时间（等于落后了Dr=υR/c的距离）。电荷在处激发的电场从处到达处，所需的时间Δt= R/c（忽略场源对场的牵引）, 场强落后的距离Dr=υR/c。它决定了处的观测者感觉到恒定电荷的有效场强小于静电理论预言值。就是说，对于图1所示的场点 (，t) 处的场强，当丙系中的观察者据静电理论预言值（即在某个时刻根据电荷和离电荷的远近利用库仑定律计算出的值）为kQ/r²时，而他所感觉到的有效电场强度为kQ/(r+Δr)²。丙观测静电球乙，也存在电运动学推迟效应。对于静电球甲，电运动学推迟效应与电动力学推迟效应以相同的机理而同时存在且融为一体，否认电运动学推迟效应，就否认了电动力学推迟效应，也相当于承认超距作用存在。如上所述，不同运动状态的观测者描述同一个现象的不一致，就是在这个层次上的不对称。物理学定律协变仅表示描述同类现象可使用数学形式相同的公式，而不表示在不同系统中描述同一个事件也使用相同数学形式的公式（上面所说电场强度就分别用kQ/(r+Δr)²和kQ/r²描述）。综上所述，电荷运动引起的电磁相互作用推迟现象，就是当电荷高速运动时距电荷有限距离处的静电学认可的场强与发挥实际作用的“有效场强” 不一致，“有效场强”要达到静电学预言的数值必须推迟一定时间的现象。形成的原因是场的传递速度有限。电运动学效应类似于原点处的电荷数以一个恒定的速率增减所造成的电动力学推迟势。

朗道在《场论》中以《运动电荷的撤为一节的题名，并在该节中导出了推迟势的表达式。但在推导过程中以电荷的创生为前提而不是以电荷运动为前提。在导出的结果中既不含速度因子也不含矢径-速度夹角因子，该表达式与通常提到的电动力学推迟势的表达式完全相同。因此，朗道导出的推迟势仍然是电动力学推迟势，而不是电运动学推迟势。

有人说，量子电动力学认为相互作用力与源的运动速度无关。但是，量子论与相对论的完备结合还没有实现，量子电动力学没有充分考虑电磁相互作用与源速度的关系，它也是在低速条件下成立的近似理论（即，量子电动力学的不足之处正是没有充分考虑相互作用与源速度的关系）。如果说，电磁相互作用与源的运动速度无关，那么，电动力学推迟势就不能影响到相互作用（相互作用与势有关，持续的相互作用是由时间的持续来实现的，所以，既然势的传递推迟了，相互作用必然会受到影响），朗道导出的场与速度的关系也没有任何意义。在经典基本相互作用理论中，势和场的变化必然导致相应的相互作用的变化。量子电动力学的问世不可能否认势、场与相互作用之间的因果关系。

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