位移电流的势动原理
作者：徐建设
一、电磁学理论的短板
现代电磁学理论对各种电磁作用过程中的量化关系的认识，已经达到了相当精准成熟的水平，既可信可依又广泛普及，甚至一个中学生都可以完整的给出各种电路中的各种数据量的精准计算，电磁学似乎是已经达到了一个值得人类自豪的知识水平。但是，在整个网络通讯如此发达，满大街都堆积着电子产品的外表下，却隐藏着辉煌的电磁学理论的尴尬。在对于电磁现象的一些最基本的原理和机理的认识方面，目前的电磁理论还存在着许多短板和空白，许多看似非常基础的问题并没有在理论上得到真正的解决。比如，通过电磁场的感应作用可以产生电动势，可以在一个闭合线路中形成位移电流，这似乎是一个很简单的常识；但是，电磁感应究竟是一种什么物理作用过程？驱动电流产生并发生位移的动力又是什么？电流的位势和动势是如何在这一过程中获得的？电压又是个什么概念？电压产生的物理原因和机理过程是什么？等等。这些最基本的似乎是学龄前的问题，迄今为止的现代电磁学的最高殿堂中也没有给出完整的答案。
电势是电磁学中的一个基本物理概念，也是一个通过观测得到的经验知识，其基本的物理特性（按已有的概念）是：在电磁作用中，距离不为零的两点间存在着具有特定关联的、局域性的能量位差；这种位差决定了电能的作用方向、强度（含放电距离）、功能量。电磁作用的这种能量势位差，也被称为电压，在计量中用伏特v作为基本单位，通常主要用于位移电流的电势描述。在电磁作用未发生动势（位移或放电）的荷电或静电状态下，一般仍使用电位、电势、电场强度等概念来描述。
在经验上，人类早在多年前就已经知道了静电和位移电流现象的存在，也知道静电和位移电流存在着强度、势位和电压等概念，由此而总结出了各种不同的物理量，用来描述电磁作用各种现象之间的关系，至今在定量方面可以说是已经做的非常精准。但是，精确的定量描述，究竟在多大程度上反映了人类对自然认识的理性程度呢？这个问题看似普通，但实际上不是一个小问题，它很莫名其妙的成为当前对一门学科是否进入理性化的一个判定标志和界限，而更为令人费解的是，在目前比较占主流的观点普遍认为：人类对自然的认识是一个从定性到定量的过程，定量是自然科学走向理性化的基本标志。在这种神逻辑下，现代电磁学确实已经是一个非常成熟的理性学科体系了，已经不存在问题了。
实际上，这种把定量作为理性标准的观点，在牛顿时代就已经出现，但并没有从总体上影响十九世纪前经典物理学探求事物内在因果的追求。法拉第、麦克斯韦、洛伦茨等无数的科学家始终没有停止过对物理现象的原理和机理进行探讨的努力，并作出了不朽的贡献。
对寻求真知的科学精神的破坏，来自于二十世纪初量子论和相对论的出现所带来的躁动。两论的出现，引起了人们的思维震荡，经典物理学占主导地位的科学追求精神，随着所谓“经典力学被颠覆”的狂热躁动而被颠覆。尤其是量子论所带来的所谓新哲学思维，使所谓“自然从根本上服从非确定性”和“非因果性”的荒诞理论逐步成为现代物理学的主流。使得后来的整个物理学逐步演变为一个只求创新概念和数学新模式竞技场，基本上没有人有兴趣去考虑已经可以定量的理论还需要解释点什么。回顾一下电磁学和整个物理学的发展历史，可以明显的看到一个问题，现代物理学和电磁学虽然在一百年来有了长足的发展，但其所有原理性和机理的解释几乎完全是来自于十九世纪之前，是不是感到很遗憾。
但没有人去认真的做这种对比，新思维的影响之大，已经逐步成为现代物理学的主流意识，如果你对某一个理论提出一个原理性或因果性的质疑，极少有人会去考虑你提的还能算是什么问题，甚至还会引来一堆喷子，他们根本不会去看你的文章或回应你的问题，只会嘲讽你是一个大脑还没有转过来弯的过期的人。
本文不赞同这种用是否可以定量来判断某种理论是否属于理性的观点，这种观点根本就没有搞清什么是理性的判定标准。理性是人类对某种事物现象的认知可以在一定深刻的层面作出质属性和因果性的判定。而“数”和“量”虽然无疑都是思维和判断的概念要素和语言基础，不可或缺；但“数”和“量”本身的概念属性决定了它只能作为状态表达的参量，不具有对事物质性作出判断的功能。即或是在数学发展成为一个较为完整的系统化的学科体系之后，使人类可以通过数理模式提高了自身思维水平和判断能力，但数学本身并没有发生性质的变化，没有改变或超出其作为仅限于逻辑和量的基本表达功能的限制，不具有对事物作出定性、定质的判断功能。
所谓物质性和属性，是人对自然界中某一事物与其它事物的辨识可以进行区分的差异部分，这种辨识是人通过多种感官得到的概念积累，是根本不能仅用数和量来进行表达的。这个问题其实很简单，你不可能用只用数学来表达什么是软的硬的，热的冷的，以及最简单的酸甜苦辣、饱暖饥寒这些概念，更不要说对于什么是宇宙、时间、空间、规律，或是生命、死亡、情感、欲望等等作出表达。所以，定量不是自然科学达到理性认识的象征，真正的理性是对事物内在本质和因果关系的判断和认识。
第二，从历史的经验来看，在多数的情况下，人类对自然的认识，实际上首先得到的是事物表征的印象，这种认识包含了原始的数和量的概念。而对事物的内在因果联系的知识，则是一个漫长的积累过程。阿基米德两千年前就发现了杠杆定律、浮力定律的定量规律，但直到牛顿的出现，才知道其中的量化关系并不取决于杠杆的尺度和水的容积、比重，而是取决于特定的地球空间的综合物理状态，是引力、重力、压强、密度等各种更为深层的原因，使杠杆和浮力定律能够在地球上成立。伟大的牛顿年前就发现并给出定量知识的万有引力定律，量的计算已经相当精准，且已在天体研究及航空、航天等技术领域中广泛应用了几个世纪，其定量关系可信可依。但是直到目前为止，人类对万有引力的本真自然质性和内在作用机理，仍然没有给出一个可信的理论解释。所以，仅仅做到了定量是不足的，定量仍然是一种状态描述，真正的理性认识是对事物内在质性和因果关系的掌握。
在常识中我们知道，水在地球空间中是遵循由高位向低位流动的规律，其流量大小取决于水源储量、落差、通道大小。对于水的流动过程中的各种作用和动力学原理，现代科学能够做出非常清晰的物理机理解释，比如水的流动速度取决于水的压力，水压的大小取决于水的落差势位，而水压势位之所以能够产生，是由于水的分子在地球引力场中受到了万有引力的作用，二者之间的引力作用使水分子产生落体加速度，落差越大水分子的加速度就越大。水的压力来自于地球与水分子之间由引力导致的水分子的落体重力，其中的因果关系和物理机理在更深的层次上是比较明晰的。
与此相较，在电磁学理论中对电势电压的认识，完全没有触及到内在的物理原理关系。对于静电及静电场现象，目前电磁学的一般解释是，自然界中存在着一种特殊的物质“电荷”，电荷具有本来的电的属性，电荷可以产生静电场，点电荷之间的距离和电荷的代数和决定了质点的电位和静电场的强弱。静电场和场强的概念就是这么来的，没有原因，电荷作为一种特殊物质天生就具有产生电场的能力。但是，在电磁感应产生电动势的过程中，电场电势的产生又与电荷脱离了关系，电磁感应电动势可以不由电荷产生。那么，位移电流的电势又是如何产生的呢？一个由具有物质原质性的某种物怎么会与某种仅仅是作用产生同一种质性的自然现象呢？
所有相关过程的有关数学描述都很到位，但没有一个能够说清这之间究竟是一种什么样的物理的因果关系，也没有一个能真正说清电动势产生的作用力是如何获得的以及电的压差是由什么作用导致的。只是在经验中知道，在电磁感应产生位移电流的过程中，通过改变电磁感应发电机的线圈匝数、磁极数和转速，可以改变发电机的输出电压，或是通过改变交变电流变压器初次极线圈的匝数，得到不同的次级电压。这些经验很快就在实际的生产中得到了应用并迅速普及，一个普通的电器技师都能给你拿出发电机的设计方案。但对于发电机的转速和线圈的匝数究竟是通过什么作用决定电势电压的？变压器中的线圈匝数变化又是通过什么力学过程改变电压的？这些更应该