法拉第磁力線是怎樣產生的？其物理意義是什麼？
司 今（[email protected]）
法拉第在做科學演講
英國物理學家法拉第於1831期間在研究電磁感應現象時形成了“力線”思想，他用磁力線、電力線來描述磁鐵與帶電金屬球體周圍的力分佈“狀態”；至於這些力線是如何形成的？它包含什麼物理含義？等實質性問題，法拉第並沒有給出明確解釋。
磁力線
但法拉第“發明”磁力線無疑是場物理學發展史中一大創舉，它不僅使抽象的場概念直觀化，也給高斯、麥克斯韋電磁波理的出現論指明瞭方向；高斯通過磁通量將場空間分佈屬性幾何化，麥克斯韋二“論法拉第力線”，從流體力學概念出發為它建立了一套數學描述格式；我這裡“重論法拉第力線”，從“磁極矩原理”出發，想為它建立一種力學描述形式。
地球磁力線
我們知道，法拉第力線是由磁體對撒落在其周圍鐵粉磁化併產生重新排布現象而抽象出來的、一種關於“磁場”理論的物理模型；磁場是真實存在的，但磁力線並不是真實、客觀存在的，它是為了形象描述“磁場”而人為假想的線。
將磁場理論建立在這種不存在的力線概念之上，其建立基礎的可靠性、牢固性應當受到質疑：
1、如果法拉第力線不存在，那麼他否定磁場力超距性的依據是什麼？
2、如果法拉第力線不存在，那麼高斯磁定律的物理意義何在？
3、如果法拉第力線不存在，那麼洛倫茲運動中電子切割磁力線現象該如何詮解？
4、如果法拉第力線不存在，那麼法拉第電磁感應中磁通量變化又有什麼物理含義？
5、如果法拉第力線不存在，那麼麥克斯韋的電磁波理論該如何解讀？
……，……，……
法拉第力線模型在解決電磁學的一些運動現象時是不夠徹底、深刻的，當電子進入“量子力學”空間時，發現它有自旋磁矩，就更顯示出了法拉第磁力線模型的弊端來。
那麼，我們應該建立一個怎樣的“場”物理模型才能夠使量子力學所描述的一些帶場的粒子運動圖景清晰起來？這是擺在目前場物理學發展里程中不可逾越的巨大障礙！
解鈴還須繫鈴人，追根溯源，探尋法拉第力線形成的物理機制和物理本質很有必要。
自旋粒子磁力線
1 磁極與磁庫倫定律
人類發現磁現象要比發現電現象早；最早發現磁現象是從磁鐵開始的，磁鐵有 N、S 兩極，它們同號相斥、異號相吸，於是人們假定，在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷”的東西，N極上的叫正磁荷，S極上的叫負磁荷，同號磁荷相斥，異號磁荷相吸；後來發現電現象也有類似情況，電荷也有正、負兩種，它們也是同號相斥、異號相吸。
1.1 磁極
如圖-1，如果將一塊條形磁鐵投入到碎鐵屑中，再取出時可以發現，靠近磁鐵二極的地方吸引的鐵屑特別多，即磁性特別強，這塊磁性特別強的區域就稱為磁極，中部沒有磁性的區域叫做磁中性區；磁極之間遵循“同極相斥、異極向吸”原則。
從廣度和深度而論，磁鐵的這些特性對與宏觀的偶磁極恆星、行星、磁陀螺、小磁針等，微觀的偶磁極原子核、質子、中子、電子等應都適用。
1.2 磁庫倫定律
庫倫在用“扭秤”（如圖-2）測得點電荷之間的相互作用力服從平方反比分佈關係之後，直覺地感到磁極之間的相互作用力也服從類似的關係；與電偶極子類比，一個小磁針也可以看成是一個“磁偶極子”，在它的兩端各帶有正負磁荷（設N極帶正磁荷+qm，S極帶負磁荷-qm）。如圖-3所示，庫倫用類似電“扭秤”原理精心設計磁“扭秤”實驗，最終證明，磁極（又稱點磁荷）1、2之間也服從類似點電荷之間的磁庫倫定律，即F=kmqm1qm2/r2.
1.3 磁性起源
在磁物理學發展史中，關於磁性起源問題存在二種觀點：最先出現的是“磁荷”觀點，後來安培提出了“分子電流”觀點；這二種觀點至今還深深地影響著現代物理學。
今天，磁起源的電流觀點因其能夠完滿地解釋各種實驗現象而得到了公認；磁荷觀點卻因一直找不到磁單極而漸為人們所淡忘。
其實，用磁荷觀點建立起的一套理論，與電學理論具有明顯的對稱性，磁荷理論闡述的一系列定理、定律和公式，以及用它們所做的問題計算，不僅同樣有效，而且有時更為簡潔和便於記憶，究其根本原因就是，雖然至今沒有發現磁單極，但磁偶極子確實存在。
現代物理學認為：磁偶極子實際就是一個小圓電流的等效模型，“電流說”與“磁荷說”兩種理論觀點正是通過“小電流環— —磁偶極子”這個兩重性模型被聯繫了在一起。
我覺得現代物理學的這種“聯繫”有一些“牽強”，存在不合理性，因為“電流說”只能解釋“公轉”磁效應，並不能解釋“自旋”磁效應。
其實，磁性起源應包括二個方面：（1）公轉生磁，（2）自旋生磁；但現代物理學只一味地強調用分子電流觀點（即公轉生磁）去認識磁性起源，這就深深掩蓋了“自旋生磁”現象的存在，它留給量子力學關於“自旋磁矩”起源的論述只能用“內稟”一詞去“擋駕”了（內稟：存在但並不彰顯，或不為人知）；量子力學用“內稟”性來詮解“自旋磁矩”，這顯然是一種逃避磁起源本質深層探索的懶惰做法。
自旋生磁效應可以用公式qm=mω來描述，即對一個自旋物體而言，其自旋“磁荷”量大小是由其質量m、自旋角速度ω共同決定的；如中子星體積小，但m、ω大，故會表現出強磁性；再如，金星質量m比火星大，但其自旋角速度ω比火星小，即有qm金=mω=4.83×1024×2π/243×24＜qm火=mω=6.4×1023×2π/24.6，故金星表現的磁場就比火星要弱。
當然，公轉生磁效應也與其公轉角速度Ω分不開，它的“磁荷”量大小可以用qm=mΩ來描述——具體論述可參閱司今《物質自旋與力的形成》、《磁子論》等文章。
2 小磁針偏轉實驗與磁極矩原理
小磁針與條形磁鐵一樣，也有二磁極性，且遵循“同極相斥、異極相吸”原則。
小磁針在磁場中的受力表現是通過小磁針磁極與磁體磁極相互作用而實現的，對此，我們可以通過實驗加以驗證：
2.1 先放置小磁針，後放置磁體
實驗視頻-1：我們先將小磁針排放好，然後將一塊條形磁鐵移向小磁針放置區；在磁鐵移動過程中，我們會發現，小磁針會隨磁鐵磁極靠近的先後順序而產生旋轉變化，這說明，小磁針的磁極受到磁鐵磁極影響而產生了偏轉。
2.2 先放置磁體，後放置小磁針
實驗視頻-2：我們先放置一塊磁鐵，然後在磁體周圍逐個次第放置小磁針，就會發現，小磁針磁極轉動與排列過程與實驗視頻-1是一致的，這說明小磁針轉動及磁極排列方向是受磁鐵磁極影響的結果。
那麼、小磁針為什麼要產生轉動？其磁極方向為什麼要產生如此排列呢？
小磁針是一個偶極磁體，它磁性表現最強部分也是在其二端，且在其幾何體中心處有一個可以轉動的軸存在。
當我們把磁鐵向小磁針放置區移動時，小磁針二端磁極就會受磁鐵磁極力矩作用而產生變化；如果小磁針二端所受磁鐵磁極力矩作用相等時，它就不會產生轉動，如圖-4中的0小磁針；如果小磁針二端所受磁體磁極力矩作用不相等時，它就會產生轉動，如圖-4中的1、2、3、4小磁針。
由此可見，小磁針旋轉變化是受磁鐵磁極力矩作用的結果，即稱之為“磁極矩原理 ”；但圖-4中小磁針的分佈狀態並不按法拉第磁力線所描繪的曲線形式排列。
如果我們將小磁針之間首尾靠近一些，它們又會產生什麼樣的排列分佈形式呢？
如圖-5.1所示，將沒有旋轉軸的小磁針片首尾靠近排列成二行，並保持各小磁針片之間因玻璃平面摩擦力作用而不移動，然後輕敲玻璃板以克服磁針片與玻璃平面間摩擦力的影響，則小磁針片就會產生圖-5.2所示的分佈狀態，它接近符合法拉第磁力線的排列形式，這是為什麼?
我們從磁體磁極角度分析可以發現，這些小磁針片在磁鐵周圍空間要受到五個力作用，即：
F1：為小磁針磁極與磁鐵磁極之間的引力，它使小磁針磁極產生較大偏轉；
F2：為不同經度和維度的小磁針磁極之間的引力，它使小磁針磁極產生較小偏轉；
F3：為同經度、不同維度小磁針磁極之間的磁極引力，它使小磁針磁極之間產生相互吸引並連接呈線狀；
F4：為同維度、不同經度小磁針磁極之間水平方向的磁極斥力，它使小磁針磁極之間產生相互排斥，從而使得不同維度的小磁針產生分離而形成各自獨立的經線行分佈狀態；
f:為小磁針片與玻璃板之間的靜摩擦力，它阻止小磁針向磁體磁極移動（如圖-16示）。
如果這個實驗放在太空中做，那麼，小磁針將不會再呈現如此穩定的“磁力線”排列形式，它們會向中心磁體磁極移動，且在中心磁體二端的小磁針移動速度要比中間的快一些。
通過上述力分析可見，對小磁針而言，要形成法拉第磁力線排列狀態應具備在四個條件：
（1）、中心磁體的空間長度要比小磁針片大；
（2）、各小磁針片之間首尾要靠得很近；
（3）、小磁針片要與玻璃平面有一定的摩擦力；
（4）、輕敲玻璃板時能夠使小磁針片產生上下振動。
下面用一組動態演示圖[3]來觀察不同磁體磁極對小磁針排列形式的影響：
我們知道，對一根由長顆粒組成的曲線而言，顆粒越小，其組成的曲線越明顯和光滑，那麼，為了在實驗中得到更明顯、光滑的磁針排列曲線，我們能不能找到比小磁針更小的偶極磁顆粒呢？有，那就是鐵粉，法拉第磁力線思想的形成正是由這些鐵粉給予的啟迪。
3 法拉第磁力線模型的形成過程
早年，法拉第曾在玻璃板上撒佈鐵粉，並輕敲玻璃板使其振動，則鐵粉就會呈現出許多細小的曲線段，從而顯示出永久磁鐵或電流導線周圍的磁場分佈，據此他“發明”了磁力線來形象描述磁體磁場分佈的物理特性。
法拉第力線形成的實驗演示過程如下：
圖-10為實驗視頻-3的qq截圖，實驗步驟為：均勻撒鐵粉—→輕敲玻璃板—→確定磁力線方向—→順鐵屑分佈輪廓畫線—→得磁力線模型圖。
法拉第磁力線有如下特徵：
（1）磁力線是人為假象的曲線，客觀上並不存在。
（2）磁力線有無數條且各自獨立存在。
（3）磁力線是立體分佈的。
（4）所有的磁力線都不會交叉。
（5）磁力線疏的地方表示磁性較弱，磁力線密的地方表示磁性較強。
4 法拉第磁力線形成的物理本質
鐵粉本是無磁性的，當我們將它撒在條形磁鐵周圍時，鐵粉就會被磁鐵磁場極化成微型“小磁針”，這些 “小磁針”由於受磁鐵磁極力和它們之間磁極力的作用而產生新的有序排列，即形成“磁力線”排布形狀；如圖-11所示，如果我們將這些有序排列在磁鐵周圍的鐵粉放大，就會發現，它們的排列原理同圖-5“宏觀”磁針片排列原理是一致的，即在“五個力”作用下，遵守“磁極矩原理”排布。
仔細觀察實驗視頻-3還可以發現，當我們向玻璃上撒鐵粉時，鐵粉分佈曲線形狀並不明顯，這主要是玻璃面對鐵粉顆粒有摩擦力作用，使鐵粉顆粒不能自由移動所造成的；但當我們輕敲玻璃時，鐵粉就會因振動而產生移動，並且被極化的鐵粉“小磁針”在磁鐵磁極及它們之間磁極力的相互作用下，使鐵粉“小磁針”磁極產生經向首尾“相連”、 緯向相互“排斥”、斜向相互“吸引”的作用形式，結果它們就分化成了一根根獨立的曲線狀；這就是法拉第磁力線現象形成的物理本質，可將這一本質稱作法拉第磁力線形成的“磁極矩原理”。
法拉第磁力線反映的是磁體磁極與大量“小磁針”磁極之間相互作用而使“小磁針”產生重新排列分佈的結果；對單個小磁針而言，它與磁場磁極作用並不符合法拉第力線形式，而是遵循“磁極矩原理”相互作用；這不僅說明法拉第磁力線是不存在的，而且也說明法拉第磁力線只是對“鐵粉”實驗現象直觀“截取”的描述，並沒有觸及磁力線形成的物理本質。
由法拉第磁力線模型建立起來的一整套關於磁場的物理理論，如磁通量理論、切割磁力線理論等，甚至電力線、質量力線等概念，都不得不讓人產生疑慮：法拉第力線模型真的能夠揭示場的物理本質嗎？
至此，可以看出，用法拉第力線建立起的場物理理論的基礎是不真實、也是不牢靠的，對之必須做一些“修訂”；同時，依據法拉第力線建立起來的場理論也應作一些補充和修繕。
5 磁極矩原理在物理學中的應用
既然法拉第磁力線是由磁體磁極相互作用產生的，那麼，我們在研究小磁針在磁體磁場中受力時，就應充分運用“磁極矩原理”來洞悉它們在磁場空間裡所產生的各種運動變的物理本質才是；同時，對於與小磁針有類似性的物體，如自旋小磁陀螺、自旋偶磁極星體、自旋偶磁極粒子等，對它們在磁場中的運動變化也應充分考慮“磁極矩原理”在此所發揮的作用——由此，不但可以拓展“磁極矩原理”的應用範圍，也為自旋偶磁極物體在磁場中運動所應遵循的規律找到了一個可以實驗驗證的物理模型和理論依據。
但要注意，自旋偶磁極物體在磁場中的運動不同於鐵粉、小磁針，鐵粉、小磁針沒有自旋性，且且自旋偶磁極物體在磁場中運動多表現出“個體性”，即各自旋偶磁極物體之間在磁場中都有自己的“量子化軌道”，它們之間相互影響的作用可以忽略不計。
5.1 磁極矩原理與磁流體變化的形成
用磁流體作實驗也能體現 “小磁針”顆粒在磁鐵磁極作用下按“磁極矩原理”重新排布現象。
磁流體是用Fe 3O4或其它含鐵化合物的納米顆粒（直徑一般為10nm或更小）分散到有機溶劑或水的載體中製作成的膠體；這些納米顆粒表面因包附有表面活性劑（如圖-12），故該流體在靜態時無磁性吸引力，當外加磁場作用時，才會表現出磁性。
我們把磁流體倒在玻璃平面上，它呈凸堆形，然後在玻璃平面下方放入一塊磁鐵，則它就會產生如圖-13所示的美麗圖案；當取走磁鐵時，它又恢復凸堆形，這是為什麼？
它的形成原理與圖-5小磁針在磁鐵周圍有序排列的原理基本一致；如圖14-1所示，分佈在膠體中的Fe 3O4納米級顆粒幾乎沒有磁性，故它們在膠體中呈“無序”狀分佈；當我們在玻璃板下面放入磁鐵後，它們立刻就會被極化成“小磁針”，在磁鐵磁極磁場和它們磁極磁場的相互作用下，按照“磁極矩原理”自然就會排列成如圖14-2所示的有序形式了，其中，F1、F2、F3、 F4的物理意義與圖-5標註的相同。
當然，納米級硬磁體顆粒同樣也可以製成磁流體，它們在外界磁鐵磁極力影響下也會產生圖-13所示的有序排列現象。
5.2 磁極矩原理與磁陀螺進動的形成
磁力線是在微觀概念下產生的一種“假想”的場物理模型，它對磁陀螺在磁場中運動變化的描述卻是無能為力的，研究磁陀螺在磁場中的運動時，必須用“磁極矩原理”來描述才會更真實、有效。
同時，對磁陀螺而言，如果把它縮小到“微觀”，那它就與微觀自旋偶磁極粒子相雷同；如果把它放大到“宏觀”，那它就同宏觀自旋偶磁極星體相類似；由此可以拓展：微觀自旋偶磁極粒子與宏觀自旋偶磁極星體在磁場中運動所應遵守的原理應該同磁陀螺運動一樣——這就是我為什麼一直苦苦致力於“磁陀螺在磁場中運動”探究的根本動機所在。
本文只論述靜態自旋磁陀螺受外磁體磁極影響下的進動變化問題，而對平動自旋磁陀螺受磁體磁極的運動變化問題將放到《磁陀螺運動與現代物理學》一文中作詳細討論。
5.2.1 單磁極對磁陀螺進動的影響
我們知道，一個小磁針受磁體磁極力矩作用時會產生指針方向偏轉變化，對於一個自旋磁陀螺而言也應如此；如圖-15所示，讓一個磁陀螺軸保持與平面垂直狀態下自旋，當我們取一塊磁鐵放到磁陀螺自旋軸上方一定距離處，磁陀螺自旋軸就會發生傾斜，這意味著自旋磁陀螺軸受到了外力矩作用，它應產生進動效應，其進動變化的結果則是繞磁體磁極作圓周運動，此實驗過程可見實驗視頻-4。
5.2.2 偶磁極對磁陀螺進動的影響
如圖-16所示，我們在一水平面上分二行分別擺放著自旋的小磁陀螺和小磁針，當我們將一塊磁鐵沿行中線推進時，小磁針與小磁陀螺的磁極都會發生偏轉變化；對小磁針而言，這種偏轉會使小磁針向磁鐵磁極位移，甚至小磁針會被吸引到磁鐵磁極上；但對自旋小磁陀螺而言，它卻並不會被吸引到磁鐵磁極上。
如圖-17所示，我們豎直安裝三層中間有孔的玻璃平面，然後將小磁陀螺自旋軸垂直放在玻璃平面上自旋著；當我們將一塊磁鐵插入玻璃孔時，小磁陀螺將會產生什麼運動變化呢？它還會遵循“同極相斥、異極相吸”規律嗎？
為此引述楊燕老師的《自旋磁陀螺的反向傾斜和公轉》[7]實驗論文來說明這個問題：
我在圖磁盤中央鑽了一個洞，穿上非鐵磁性的鋁軸，並將鋁軸兩端銼尖。這樣就製成了一個磁陀螺，其一端為N極，另一端為S極，再在支撐板中央鑽孔，使之可放入條形磁鐵，並可使條形磁鐵上下移動(見圖18，圖(a)中N極剛露出支撐板面上方，圖(b)中S極剛露出支撐板面下方)。
使磁陀螺在支撐板面上穩定自旋，沒有發現磁陀螺移動。再在支撐板面中央的孔內放入條形磁鐵，奇怪的現象發生了:磁陀螺馬上就繞著條形磁鐵公轉.更奇怪的是：磁陀螺公轉時，發生傾斜，傾斜方向竟然與條形磁鐵磁力作用方向相反--同性相吸，異性相斥！此外，磁陀螺自轉方向改變時其公轉方向也隨著改變，但反向傾斜特性不變。
對之，許多電磁學和力學的老師(包括大學教授)，他們都表示難以解釋。
為此，齊齊哈爾大學梁法庫教授重新做此實驗（見實驗視頻-5：），並在《對自旋磁陀螺反向傾斜和公轉運動的討論》[9]一文中陳述道：
如圖-19所示，磁陀螺從高速自轉位置A到因受磁場影響而轉到傾斜穩定位置B的軌跡。圖-19中(a)、(b)圖是陀螺質心從自轉位置A 到穩定位置B相對支點(軸與面的接觸點) 的軌跡，軌跡尾端的方向即為陀螺質心初始速度的方向，又因由自轉到穩定公轉的過程進行的較快，以致我們的肉眼不易觀察。
在圖19(a)磁陀螺的初始切向速度〔與圖18(a) 公轉方向相反〕因磁場排斥作用而遠離且由平面摩擦而減小，很快就被陀螺的旋滾公轉方向的速度淹沒了。因此，在圖19(a) 位置情況下，觀察到的穩定公轉是與陀螺旋滾方向一致的公轉：圖19(b) 磁陀螺初始切向速度〔與圖18(b) 公轉方向相同〕因磁鐵的吸引而使陀螺的公轉半徑縮小，即增大了切向速度，此時可觀察到圖19(b) 現象。
但我覺得上述分析不夠合理，因為梁教授沒有注意到磁陀螺自旋軸上、下端會受中心磁體磁極力影響和“雙旋軸進動” [10]等因素的存在。
對此，我的看法是：這個實驗是由於磁陀螺受外加磁場磁極力矩影響，先產生“雙旋軸進動”，當其自旋軸上、下二端所受的外加磁體磁極力矩處於平衡時，才會轉化成繞中心磁體的公轉形式，公轉形成過程的具體分析如圖-20(組)所示：
圖-20.1表示：沒有中心磁體插入中間孔時，磁陀螺在平面上做定點自旋，且自旋軸與平面垂直。
圖-20.2表示：有中心磁體插入中間孔時，磁陀螺因受中心磁體磁極力作用，上部分受
斥力要大於下部分吸力，因中心磁體磁場強度分佈從上到下逐漸減小；這樣磁陀螺軸因受上下不同的力矩作用而向左傾斜，從而使它的自旋軸下端點產生“雙旋軸進動”，如圖-20.3、圖-20.4所示。
圖-20.5表示：自旋磁陀螺軸下端運動半周後，磁陀螺上部N極與中心磁體N極的斥力矩及它們S極的引力矩就會變化成平衡狀態，這時磁陀螺質心所受的合力矩為0，因此，它的自旋軸下端就不會再跨過下半圓做“雙旋軸進動”了；但因磁陀螺所受中心磁體磁極的力矩作用還存在，這時，它就不得不受中心磁體磁極力約束而產生繞中心磁體公轉了——這才是“楊燕實驗”中自旋磁陀螺所體現的“同極相吸、異極相斥”公轉形式形成的物理機制所在。
5.3 磁極矩原理與地球自旋軸、磁軸傾斜的形成
如圖-21所示，地球繞太陽作橢圓公轉時，地球自旋軸與其公轉軌道平面有23.5°的夾角，同時，地球有南北磁極，其磁軸與自旋軸間夾角為11°，太陽赤道平面也與地球公轉軌道平面有7.2°的夾角，以此計算就可得：地球自旋軸與太陽自旋軸之間的夾角為23.5°-7.2°=16.3°，地球磁軸與太陽自旋軸夾角為23.5°-7.2°-11°=5.3°。
由此可以看出，地球繞太陽公轉就像一個自旋磁陀螺繞中心磁體進動一樣，這種進動形成的物理機制與“楊燕實驗”基本相同，都遵循“磁極矩原理”，但不同的是地球磁陀螺是在無“重力場”參與下形成的公轉。
至於為什麼太陽磁軸會表現出上S、下N的形式？如圖-22所示，這是因為太陽組成有分層性，其內部自旋也應有對流分層性，從而會產生分層旋轉磁場；這正是行星在太陽外產生量子化軌道分佈的成因所在，也是太陽磁極磁場表現紊亂的根本原因。
以此為據可以推斷，在太陽自旋軸上方不同的空間高度，我們可以測出太陽應表現出不同的磁極性；同時，銀河系中心體的自旋 軸與太陽自旋軸也應存在一定的傾角（如圖-23）；詳述請參閱司今《太陽系行星量子化軌道形成原因之分析》一文。
同時，我們應注意：要使自旋磁陀螺繞中心磁體產生公轉，則中心磁體的軸向高度要比磁陀螺自旋軸的高度大很多才可以形成；由此可知，地球只能繞太陽運動，不可能繞比地球半徑小的其他天體運動；同理，中子星由於其自旋軸半徑小，它就無法撲捉到自己的衛星。
5.4 磁極矩原理與法拉第電磁感應的形成
現代物理學認為，電子是一個自旋粒子體，有自旋磁矩存在，因此，電子也可以被看做是一個自旋的“微磁陀螺”，那麼，它遇到外界磁鐵磁場時會產生什麼樣的運動變化呢？
對此，我們不妨用法拉第電磁感應現象予以探討。
如圖-24，法拉第電磁感應現象描述的是：當通過一個閉合導電迴路所圍面積的磁通量發生變化時，不管這種變化是由什麼原因引起的，閉合迴路中都會有電子流產生。
如圖-25-1所示，假設電子們“垂直”分佈在金屬線圈內，並被金屬元素的原子核所“禁錮”著；當在線圈上方施加外磁場時，它們就會受磁體磁極力矩影響而產生自旋軸傾斜，這種傾斜變化就會使電子產生像實驗視頻-5、6那樣繞磁體磁極的進動(如圖-25-2所示)，結果電子就在線圈內產生定向流動；假如電子從a極流出，通過燈絲後則流入b極，這就是法拉第電磁感應現象產生的物理本質。
當然，運用“磁極矩原理”，我們還可以解釋經典電磁學中的洛倫茲運動、LC振盪、“電磁波”發射等現象，而且還能解釋量子力學中盧瑟福原子模型、莫拉爾進動、AB效應、電子衍射、斯特恩-革拉赫實驗、波粒二象性等現象，但因篇幅所限，這裡就不一一贅述了；對這些內容有興趣的朋友可參閱司今《磁陀螺運動與現代物理學》、《洛倫茲運動的幾種形態及其推廣》、《原子系電子量子化軌道形成原因之分析》、《“波粒二象性”的本質》等文章。
6 小結
6.1、法拉第力線是人為假想的線、實際並不存在，它只是為描述場物理學而提出的一種假設物理模型，這一模型對場物理學的建立及初期發展起到了一定的推動作用，但隨著物理學實驗與研究的深入，它的弊端也逐漸顯現出來了，如它對研究自旋偶磁極物體在磁場中的運動就存在嚴重束縛性。
6.2、法拉第力線產生的物理本質是磁體磁極之間相互作用的結果，從“磁極矩原理”出發，重新建立現代場物理學模型勢在必行。
6.3、支配電磁學、量子力學、行星運動學等自旋偶磁極體運動的最基本物理模型應是自旋磁陀螺在磁場中運動的模型。
6.4、“磁極矩原理”是支配自旋偶磁極體，如磁陀螺、粒子、星體等在磁場中產生曲線運動（進動）的最基本原理，用此原理可以揭開現代物理學中的諸多謎團。
7 結束語
法拉第磁力線概念無形中掩蓋了磁體間相互作用遵守“磁極矩原理”這一物理本質，它對後來場物理學發展所帶來的影響後果是嚴重的；從此，人們對磁場的研究與認識就深陷於法拉第力線所描繪的虛幻泥潭中而不能自拔……
直到現代，人們對場物理學的認識還被力線思想模型所禁錮；不打開這個鎖，人們將永遠無法真正靠近“場”的物理本質；也很難看清、理解磁力線出現的物理機制及其物理意義，藉此想真正揭開現代“場”物理學及量子力學所蘊藏的奧秘將是不可能的！
“自旋+偶磁極”性是宏觀宇宙與微觀世界普遍存在的現象，這應該引起廣大物理學理論研究者們的深思與關注！
物體自旋及其物理效應是被一直物理學疏漏的重大問題；物體自旋可以產生自旋磁場，這才是磁性的真正起源；大到銀河系、太陽、地球，小到原子、電子、光子等都可以看作是一個自旋體，它們都有自旋磁場存在，也就是說，從系統論而言，它們都可以看做是一個自旋磁陀螺——這就為我們研究和建立新的“場”物理學開啟了一扇光明之門。
將法拉第磁力線的磁極矩性與自旋磁陀螺結合，可以盤活整個現代物理學！
—這就是我重新解讀法拉第力線的用意所在，也是我始終堅持物理學探索的信念所在！
1、趙凱華，陳熙謀/著《電磁學》，高等教育出版社2003年4月第1版。
2、趙凱華，羅蔚茵/著《量子力學》，高等教育出版社2003年12月第1版。
3、劉學富/主編《基礎天文學》，高等教育出版社2004年第1版。
[7]. 楊燕/《自旋磁陀螺的反向傾斜和公轉》《自然雜誌》1 9 9 2 年第4 期第304 頁.
[9]. 梁法庫/《對自旋磁陀螺公轉與反向傾斜運動討論》《物理實驗》1997年第6期.
[10] 司今/《關於陀螺運動及其研究方法的探討》：國家科技圖書文獻中心：
司 今：男，1966年10月出生，皖蚌埠市人，工程師，業餘時間從事自旋場理論的研究與探索，有《關於地球橢圓軌道和自旋變化成因的探討》、《物質自旋與力的形成》、《高斯定理的物理意義及其在場物理學中應用的得失》、《量子力學磁矩的含義》、《關於陀螺運動及其研究方法的探討》等多篇論文發表。
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【參考文獻】略
【注】：
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