超距作用百科名片

超距作用百科名片超距作用是指物理學歷史上出現(xiàn)的一種觀點。它認為（至少在早期）：相隔一定距離的兩個物體之間存在直接的、瞬時的相互作用，不需要任何媒質(zhì)傳遞，也不需要任何傳遞時間。前人的觀點在本詞條內(nèi)有以太論、牛頓的觀點、法拉第的觀點。目錄以太論牛頓的觀點超距與以太之爭法拉第的觀點超距被淘汰現(xiàn)在的超距參考書目Q編輯本段以太論早在I.牛頓以前，對于物體之間的作用就存在兩種對立的猜想：一種認為物體之間除了通常的接觸作用（拉壓、沖擊）之外，還存在超距作用；一種認為物體之間的所有作用力都是近距作用，兩個遠離物體之間的作用力必須通過某種中間媒介物質(zhì)傳遞，不存在任何超距作用，這種中間媒質(zhì)被稱為以太（見以太論）。當時的大多數(shù)自然哲學家認為超距作用帶有神秘的色彩，而傾向于近距作用觀點。編輯本段牛頓的觀點1686年，牛頓發(fā)表了他根據(jù)J.開普勒行星運動定律得到的萬有引力定律，并用以說明了月球和行星的運動以及潮汐現(xiàn)象，這是一項偉大的發(fā)現(xiàn)。看起來，牛頓的引力定律似乎支持超距作用觀點，但是牛頓本人并不贊成超距作用解釋。他在給R.本特利的一封著名的信中寫道：“很難想象沒有別種無形的媒介，無生命無感覺的物質(zhì)可以毋須相互接觸而對其他物質(zhì)起作用和產(chǎn)生影響。引力對于物質(zhì)是天賦的、固有的

和根本的，因此，沒有其他東西的媒介，一個物體可超越距離通過真空對另一物體作用，并憑借和通過它，作用力可從一個物體傳遞到另一個物體，在我看來，這種思想荒唐之極，我相信從來沒有一個在哲學問題上具有充分思考能力的人會沉迷其中。”牛頓本人倒是傾向于以太觀點的，他在給R.玻意耳的信中私下表示相信，最終一定能夠找到某種物質(zhì)作用來說明引力。但是他對于以太的具體設想與當時頗有影響的R.笛卡兒觀點只是在細節(jié)上有所不同。編輯本段超距與以太之爭超距和近距兩種對立觀點在18世紀初爭論十分激烈。法國的笛卡兒主義者在反對超距作用的同時，不恰當?shù)胤裾J了引力的平方反比定律，這就引起一些年輕的牛頓追隨者起來捍衛(wèi)牛頓的學說，并強烈地反對包括以太在內(nèi)的全部笛卡兒觀念。1713年牛頓的著作《自然哲學的數(shù)學原理》第二版問世，牛頓的追隨者R.科茨寫了一篇序言，從哲學方法上推崇牛頓學說的意義，并花了很大的篇幅攻擊以太論。這篇序言把牛頓的引力定律看作是超距作用的典范(雖然他沒有使用“超距作用”一詞)，并把它說成是實驗事實的唯一概括。由于引力定律說明太陽系內(nèi)星體的運動獲得極大的成功，而探索以太并未獲得實際結(jié)果，超距作用觀點得以流行開來。J.L.拉格朗日、P.S.M.拉普拉斯和S.-D.泊松等人從引力定律發(fā)展出數(shù)學上簡單而優(yōu)美的勢論，更為有利地支持了超距作用的觀點。于是，超距作用觀點盛行起來，并被移植到物理學的其他領域，早期的電磁理論也是超距作用理論。整個18世紀和19世紀的大半，超距作用觀點在物理學中居統(tǒng)治地位。一些持超距作用觀點的物理學家曾對物理學的發(fā)展作出不少貢獻。編輯本段法拉第的觀點19世紀30?40年代，M.法拉第對于電磁現(xiàn)象的實驗研究作出了卓越的貢獻。他的實驗研究的豐碩成果對以后的科學發(fā)展起了巨大的推動作用。法拉第反對超距作用觀點，并對之進行批判。他用“力線”描述磁極之間和帶電體之間的相互作用，指出這些力線在空間是一些曲線而不是直線，因此，電的或磁的相互作用就不會是超距作用所想象的那種直接作用；他研究了插入的電介質(zhì)對帶電體之間的電力強度的影響(1837)，認為這種影響表明電力的作用不可能是超越距離的直接作用，同樣的效應在磁現(xiàn)象中也發(fā)生；他還根據(jù)他所發(fā)現(xiàn)的電磁感應現(xiàn)象(1831)指出，僅有導線的運動事實不足以產(chǎn)生電流，磁鐵的周圍必定存在某種“狀態(tài)”，導線就是在其區(qū)域內(nèi)移動才產(chǎn)生感應電流；此外，他對于磁光效應的研究(偏振光振動面的磁致旋轉(zhuǎn)，1845)使他相信光和電磁現(xiàn)象有某種聯(lián)系，他甚至猜測磁效應的傳播速度可能與光的速度有相同

的量級。編輯本段超距被淘汰法拉第的“力線”思想及［1］開爾文將電磁“力線”同流體流動所作的數(shù)學類比深深地打動了年輕的J.C.麥點斯韋。1856?1865年，他致力于將全部已知的電磁現(xiàn)象概括為統(tǒng)一的理論，得到了今天成為電磁學基礎的數(shù)學方程組，并由此推論得出存在以有限速度傳播的電磁波，其波速就是光速。1887年，H.R.赫茲完成了觀察電磁波的著名實驗，確認了麥克斯韋電磁理論的正確性；1898年A.M.李納和E.維謝爾分別提出了推遲勢，為電磁作用以有限速度傳播找到了確切的表示。至此，超距作用觀點在電磁學領域內(nèi)已為多數(shù)物理學家所拋棄。1905年A.愛因斯坦的狹義相對論確立了嶄新的時空觀，并指出真空中的光速是一切物理作用傳播速度的極限，這就在整個物理學中排除了瞬時超距作用的可能性。1916年愛因斯坦建立廣義相對論，廣義相對論把牛頓引力定律作為一種近似保留下來。根據(jù)廣義相對論，物體振蕩時輻射引力波，引力輻射也是以光速傳播的;雙致密星由于引力輻射其能量衰減（稱為引力輻射阻尼），導致其轉(zhuǎn)動周期變短。1979年J.H.泰勒等人報道了他們對射電脈沖雙星PSR1913+16四年多的監(jiān)視性觀測，確認了它由于引力輻射阻尼引起的轉(zhuǎn)動周期穩(wěn)定地變短確實存在，對于引力波的存在是一個很好的支持。編輯本段現(xiàn)在的超距目前已認識到自然界的基本相互作用有四種：引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用。后兩種基本相互作用，也和前兩種一樣，是通過場而相互作用的。早期的超距作用認為作用是瞬時的，這一點在后來曾有所修改。有些物理學家提出“延遲超距作用”，認為源對某一粒子的作用是延遲了一