王旭東

(樂(lè)山師范學(xué)院，四川 樂(lè)山 614000)

1 引言

磁單極子也稱為磁荷，分為N 性與S 性兩種磁荷，它們遵守同性相斥，異性相吸規(guī)則；磁荷所產(chǎn)生的磁場(chǎng)線與電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線有相似之處。人們預(yù)言存在磁荷的的理由之一是對(duì)稱性，建立其概念的重要目的之一，是想要用磁荷所產(chǎn)生的純粹的某一性的磁場(chǎng)（線），取代傳統(tǒng)的磁場(chǎng)（線）。

存在磁單極的預(yù)言是狄拉克在1931 提出來(lái)的?！八鶕?jù)量子力學(xué)研究一個(gè)磁單極子場(chǎng)中的單個(gè)電子時(shí)，發(fā)現(xiàn)角動(dòng)量量子化要求基本電荷e和基本磁荷g之間有如下關(guān)系：eg=h/2(其中h=h/2π)。這樣,磁單極子的存在就能用來(lái)解釋電荷的量子化”[2]。狄拉克還預(yù)言：“從一個(gè)磁單極子發(fā)出的磁通量是g(4πr2)/r2=4πg(shù)=h/e=2φ0。這正好精確地等于超導(dǎo)的磁通量子φ0的兩倍”[2]。這又進(jìn)一步增大了磁單極子存在的可能性，于是人們就大力地去尋找它，……，但是，到如今，還是沒(méi)有確切地找到它。

2 現(xiàn)實(shí)磁場(chǎng)線的結(jié)構(gòu)

在此，先分析傳統(tǒng)的磁場(chǎng)（線）的結(jié)構(gòu)。通常我們會(huì)認(rèn)為磁場(chǎng)只有兩個(gè)極（N 極和S 極），當(dāng)然這是從宏觀上或外觀上觀察到的結(jié)果，當(dāng)我們進(jìn)入或分析磁場(chǎng)的內(nèi)部，將磁場(chǎng)線分割成無(wú)窮短后，它仍然具有N 極和S 極的磁極，我們可把這樣無(wú)窮短的磁極稱為“微磁極”，“微磁極”的結(jié)構(gòu)就是“-N-S-”，當(dāng)無(wú)數(shù)“微磁極”根據(jù)同性相斥，異性相吸規(guī)則，鏈接起來(lái)后，就形成由無(wú)數(shù)“微磁極”構(gòu)成的磁鏈（-N-S-.-N-S-.-N-S-），最終形成互不交叉的、閉合的磁場(chǎng)線。在磁場(chǎng)線上的磁場(chǎng)方向是單向的，處處都有方向一致的“微磁極”，因此，我們可以在磁場(chǎng)線上的任何一處，都能判斷其磁場(chǎng)方向；-N-S-.-N-S-.-N-S-構(gòu)成的磁鏈，就是傳統(tǒng)磁場(chǎng)線的結(jié)構(gòu)。

無(wú)論從N 極或S 極發(fā)出的磁場(chǎng)線，它們都含有相同的結(jié)構(gòu)成分（-S-N-.-S-N-.-S-N-；-N-S-.-N-S-.-N-S-），在磁場(chǎng)線上，處處都含N 性（極）成分和S 性（極）成分，并且N 與S 等量、同時(shí)產(chǎn)生與同時(shí)消失，具有完全的對(duì)稱性。磁場(chǎng)線就是N 性與S 性成分的有機(jī)結(jié)合。

3 磁單極子的磁場(chǎng)線結(jié)構(gòu)

按照磁單極子這一概念（觀點(diǎn)），N 性磁荷所產(chǎn)生的磁場(chǎng)線，就是純粹的N 性磁場(chǎng)線，線上不含有S 性成分，同樣，S 性磁荷所產(chǎn)生的磁場(chǎng)線，就是純粹的S 性磁場(chǎng)線，線上不含有N 性成分，那么，N 性磁荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)線的結(jié)構(gòu)就是-N-N-N-N-，S 性磁荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)線的結(jié)構(gòu)就是-S-S-S-S-。

4 磁場(chǎng)線的結(jié)構(gòu)問(wèn)題

假定以上分析正確，顯然，傳統(tǒng)磁場(chǎng)與磁單極子它們所產(chǎn)生的磁場(chǎng)線，其結(jié)構(gòu)是不相同的。在此的問(wèn)題是：

第一.-N-N-N-N-，-S-S-S-S-結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)線，能否代替-S-N-.-S-N-.-S-N-；-N-S-.-N-S-.-N-S-結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)線嗎。

第二.在-N-N-N-N-，-S-S-S-S-結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)線上，我們?nèi)绾闻袛嗥浯艌?chǎng)方向（如：在某一點(diǎn)的某一方向，被確認(rèn)為N 性，那么它的相反方向該是什么性，又如何來(lái)確認(rèn)）。

第三.磁單極子所產(chǎn)生的磁場(chǎng)（線），它還遵守同性相斥，異性相吸之規(guī)則嗎。

第四.-N-N-N-N-，-S-S-S-S-結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)線，在整個(gè)線上，處處都是相斥的狀態(tài)，它是如何根據(jù)同性相斥，異性相吸規(guī)則鏈接成線的?；蛘哒f(shuō)，在其磁場(chǎng)線上，是如何克服相鄰兩點(diǎn)的同性相斥問(wèn)題，而鏈接成互不交叉的、閉合的磁場(chǎng)線。

第五.如果-N-N-N-N-，-S-S-S-S-結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)線，不是根據(jù)同性相斥，異性相吸規(guī)則鏈接成線的，那么，它是根據(jù)什么規(guī)則（“新規(guī)則”）鏈接成線的。傳統(tǒng)的磁場(chǎng)（線）又是否遵守這個(gè)“新規(guī)則”。如果傳統(tǒng)的磁場(chǎng)（線）不遵守這個(gè)“新規(guī)則”，那么，磁單極子還能否有產(chǎn)生傳統(tǒng)磁場(chǎng)（線）的資格。如果說(shuō)沒(méi)有“新規(guī)則”，在同性相斥之下，還能產(chǎn)生-N-N-N-N-，-S-S-S-S-這樣結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)線嗎，磁單極子這一概念，還能存在得下去嗎。

查閱相關(guān)資料，未發(fā)現(xiàn)有關(guān)于以上問(wèn)題的討論。顯然以上均是需要明確、具體回答或充分討論清楚的重要內(nèi)容，因?yàn)橐陨先魏我豁?xiàng)，都是能決定磁單極子這一概念成立與否的、根本性、技術(shù)性的內(nèi)容與問(wèn)題。

5 結(jié)論

當(dāng)初提出磁單極子（磁荷）這一概念之時(shí)，所追求的就是純粹的、獨(dú)立的、單一性的“磁荷”；又把“磁荷”及磁場(chǎng)線，簡(jiǎn)單地想象成相似于電荷及電力線，簡(jiǎn)單地認(rèn)為磁場(chǎng)只有兩個(gè)極（有形的、可視的），而忽視了現(xiàn)實(shí)的磁場(chǎng)線具有閉合性，忽視了在無(wú)形（不可視的）的磁場(chǎng)線上，處處都含有N 極與S 極，現(xiàn)實(shí)的磁場(chǎng)線是兩性（N 性與S 性）的有機(jī)結(jié)合之結(jié)構(gòu)，不是單純的單性結(jié)構(gòu)。