為什麼我們關心電與磁？

04-27

為什麼我們關心電與磁？

親愛的小羽，前信已收到。

在信中，你談到最近開始學習電與磁的課程。而剛剛學完基礎力學的你，覺得已經能解釋世界上的很多現象，不明白為什麼還要學習電與磁的課程了。在這裡，我想做一些簡單的解釋。

電與磁課程首先能打破你思維上的一些慣性。在力學課程里，你大多數時間見到的都是接觸力，也就是兩個物體要相互接觸，才能對對方產生作用。而電力和磁力不同，它們都是非接觸力。當你在手上拿起一個電荷（嗯，這件事並不像說起來那麼容易，什麼叫拿起一個電荷）或者一個磁鐵時，它對於周圍的作用力，立刻以光速向這個宇宙的各個角落飛去，直到宇宙的盡頭。這件事，光是想起來就讓人興奮。

我們曾經學過，世界是由原子組成的。而原子核帶有正電，電子帶有負電。事實上，原子相互黏在一起構成的分子，分子黏在一起構成的宏觀物質，這把一切黏在一起的力量，恰恰就是電磁力。這麼說起來，你還會覺得電與磁是無關緊要的嗎？

力總是會作用在物質上，並對物質產生影響。既然原子中帶有電，那麼，電力與磁力自然會對物質產生影響。

先說電力吧。

在電線中有很多可以自由的跑來跑去的電子。所以，當你合上電燈開關的時候，電場立刻驅動電線中的電子跑進電燈里，這就是電燈能量的來源。

在天空中，空氣在其他力量的作用下不斷的流動。在流動的過程中，因為摩擦，高高的地方有了帶上正電的空氣，較低的地方有了帶上負電的空氣，這強大的電場同樣能夠徹底的撕裂空氣分子，讓空氣中的電子變得自由。轟的一聲，兩邊的電中和起來，加熱了空氣，讓空氣發出巨大的光芒，這就是閃電了。

再來說說磁力。

太陽有一個巨大的磁場，源源不斷的把太陽上帶有電的粒子（嗯，比原子還小的粒子）扔出來，形成一種叫做太陽風的東西。被扔向四面八方的粒子，有些跑到了地球旁邊，如果不是地球也有磁場，這些可厲害的粒子會把所有生物都殺死呢。幸虧有了地球磁場，幫我們把這些粒子擋在外面。就算這樣，還有些漏網的傢伙跑到南北極的空氣里，形成了極光。看起來，磁力真是一件生死攸關的大事呢。

在前面，我一直再談電力與磁力，只是在迫不得已的時候才用到電場或者磁場這兩個詞。因為，我總是擔心你會困惑，問我，什麼是場啊？

把電荷1放在一個位置，就有一種力向周圍傳遞。如果我們在附近放上另一個電荷2，電荷2會受到力的作用。可是，就算我們不放上電荷2，在周圍的每個位置，都有一種力的潛能。這種潛能，就叫做場。當然，你可能覺得「潛能」這種說法太胡扯了。那麼，你不妨這麼想，在空間里，我們放滿了小狗，你要是往小狗身上放點東西，它肯定就開始滿地打滾了。這就是電力或者磁力。電場或磁場呢，就是一大堆小狗。

書上可能會告訴你，變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場。所以，好吧，我們的小狗還會不斷的變，有時變成笨笨的薩摩，有時變成小小的蝴蝶犬。這變化還會不斷的傳遞出去，這種眼花繚亂的變化，叫做電磁波，人們甚至還發現，這種波本質上就是光。最初做出這個發現的時候，人們還真是不敢相信。原本很多人覺得光是一種物質呢，結果現在發現，光只是一種運動，甚至還不是物質的運動（畢竟電磁波並不真是變化的小狗），而是某種潛能的運動。真是不可思議。

不過，這種「潛能」的運動而非物質的運動，總還是有一個好處，那就是它太容易了。你想想，你手上拿著的那麼一個小小的手機，就可以把想說的話告訴遠方的我。可是，如果你真的要把一張紙運到我手上，該有多麼困難啊。對大部分人而言，信息才是重要的，具體用什麼傳送信息他們並不關心，所以，這麼容易廉價的電磁運動，對我們就很寶貴了。

寫到這裡，我想說的也大致結束了。在前面我舉了很多例子，但是終究只是滄海一栗。像看魔術師表演一樣，我們看完了之後，雖然覺得好看，但一離開劇場，就立刻回到我們瑣碎的生活中去，把魔術表演拋在腦後。學習電與磁也是一樣，當你不用自己的眼睛去觀察，不用自己的頭腦去思考，當你看不見閃電、極光的時候，你就會過著和學習之前一樣的日子。因為不關心，所以不存在。因為害怕你也這樣，我總是忍不住再多說一句。不管我們看或者不看，電場或磁場每時每刻都穿越過整個宇宙，在我們的身邊震蕩。我們眼中的世界平靜無波，而真實的世界喧囂沸騰。當感覺吵的時候，讓我們蒙上眼睛和耳朵，體認這一切沸騰背後的規律，只是靜靜的躺在你眼前的課本上。

你素來喜愛安靜與整齊，希望你也喜歡這安靜齊整的宇宙。