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思考這個話題:電磁波如何在真空中傳播?(電磁波怎么在真空中傳播)

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思考這個話題:電磁波如何在真空中傳播?(電磁波怎么在真空中傳播)

對于這個問題有很多很好的解釋。例如,這個:

“由于振蕩電場磁場,電磁波在真空中傳播。這些場彼此垂直,并以光速波源傳播。

這就是為什么電磁輻射可以穿過真空——它除了自身之外沒有任何相互作用!

它就像一根無形的繩子,向四面八方無盡延伸,將一切連接在一起。”

清晰易懂。我只是想補充一些思考。

當有人問“某事是如何發生的?”時,通常意味著問題的其余部分指的是被認可或接受為現實的事物,但提問者對與該現象相關的事物的現有理解不足以給他某種感覺:他能正確解釋。提問者不知所措……對于到底是什么讓他感到困惑,有些困惑。

在這種情況下,有一些暗示表明“波”可以在真空中傳播,電磁波的傳播不需要“介質”,麥克斯韋方程組很好地說明了這一點。事實上,維基百科有一篇關于從麥克斯韋方程組推導電磁波的文章,如果您理解所有符號,您可以隨時查看該文章。如果提問者對數學總體感到滿意,我仍然懷疑他可能有這樣的感覺:“數學是有效的,但我仍然不明白電磁波如何以及為什么會這樣?!?/span>

物理學家普遍有這樣一種哲學:數學是對“如何”的一個很好的解釋,許多人甚至不容忍對此進行爭論。他們對現實有數學預測的“解釋”,討論被認為是浪費時間。我可以理解這一點,但我擔心,如果不深入挖掘我們對現象的直覺,我們就會失去探索新想法或新假設的基礎。費曼曾經說過,如果你不能向別人解釋某件事,那么你自己可能也沒有很好地理解它。

經典電磁波涉及相互“饋送”的電場和磁場。電場的增加或減少導致磁場的減少或增加。麥克斯韋方程足以表明您可以獲得傳播波結果的描述。我們還知道,電荷會產生電場,即使產生電場的電荷完全消失,電場也會繼續存在!

但是等等……除了數學序列之外,當我們開始談論自行變化和傳播的場時,我們實際上意味著什么?我的意思是,電場是一個數學抽象,它使我們能夠討論電荷對空間中其他點的其他電荷的影響。

當我們認真對待麥克斯韋方程組時,我們會深入研究這些領域本身,并進一步思考,討論改變這些抽象強度的物理后果。當然,數學是有效的,它很漂亮而且顯然是正確的,但是我們剛剛做了什么?我們是不是說,無論產生什么場,場都具有現實性?

在這一點上,量子場論學家應該感到憤怒——量子場論是有效的,并且以其準確性和數學復雜性而聞名。但我懷疑,任何用它來回答原始問題的好方法都會被視為過度且難以理解。

提出像今天這樣的問題的人有時會暴露我們對現象理解的深刻缺陷。我認為事實是數學確實有效,而且它為我們提供了基于所描述的現象開發技術的良好工具。然而,我們需要誠實地認識到,我們很少能對簡單的問題得到滿意的答案,而且常常頑固地避免承認它們所蘊含的奧秘。

如果我們擁有的只是數學,那也不錯,但我經常想知道,我們是否因為沒有認識到在最基本的層面上有一些東西我們尚未理解的可能性而錯過了發現新想法的機會?

#2022生機大會#

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