“磁場方向”與“磁場的方向”討論

關富榮

（廣東第二師范學院，廣州 510000）

在物理學習過程中，電磁學部分不僅難度較大，且內(nèi)容覆蓋范圍較廣，除理論知識學習外，電磁學部分需要掌握對數(shù)據(jù)的定性分析和定量計算，關于應用型題目的數(shù)量和種類也較多。然而，在對傳統(tǒng)物理教材進行研究后發(fā)現(xiàn)，以往大量使用的 磁場方向 已經(jīng)不再繼續(xù)使用，并統(tǒng)一替換為 磁場的方向 ，由此可以看出，關于磁場是否具有方向的問題，科學家們依然存在爭議。

1 磁場是一種沒有方向的物質(zhì)

磁場是由磁體所產(chǎn)生的一種無形 物質(zhì) ，它在空間中真實存在，但時，磁場卻不能夠通過肉眼進行觀察。對此，從哲學的角度來看，只要獨立于人的意識而存在的，并能夠通過人的意識進行展現(xiàn)的，都是客觀存在的物質(zhì)，因此，哲學層面上的物質(zhì)包括由微小單元組成的物質(zhì)實體，大多為生活中較為常見的物質(zhì)，如樹木、河水、石頭等，可以通過人的器官進行感知，人類對于物質(zhì)的認識也就是從早期的器官感知開始的。

另一種 物質(zhì) 形式則是真實存在于空間的場，生活中常見的場包括電場、磁場、引力場等，之所以說場是一種特殊的 物質(zhì) 形式，是指場并不像其他物質(zhì)一樣由原子、分子等微小顆粒組成。與傳統(tǒng)實體物質(zhì)相比，場并不具有密度、重量等相關參數(shù)，因此，也就無法通過傳統(tǒng)的方式對其進行衡量。因此，場的特殊性使其具備了一般物質(zhì)所不具有的 特殊 屬性。

物質(zhì)不依賴于人的客觀意識而改變，對于任何一種類型的物質(zhì)，只要其描述特征中具有矢量特性，就說明該物質(zhì)具有方向性，但是，這里需要注意的是，物理量的矢量性僅僅存在于理論層面，物質(zhì)本身可能并不具有方向性。例如，我們從未說過鐵塊的方向、石頭的方向，至于在生活中經(jīng)常說的 風的方向 ，這是由于風是一種具有流動性的物質(zhì)，這里的方向也就是它的運動方向，因此，并不是真正意義上物質(zhì)的方向。

磁場與其他物質(zhì)不同，它的特殊性不僅體現(xiàn)在自身組成方面，更是由于它是一種無形的客觀存在，它與實體物質(zhì)之間并沒有本質(zhì)意義上的區(qū)別。所以，基于磁場與實體物質(zhì)之間的共同點，磁場也不應該具有方向。

2 “磁場方向”和“磁場的方向”

從語法層面來看， 磁場方向 屬于固有名字范疇，通過教材中對 磁場方向 的定義可以看出，磁場方向是指小磁針在磁場中靜止時的N極指向。 磁場方向 是一個整體，磁場 并不是用來對 方向 進行修飾或限制的，在分析過程中不得拆開，否則，對 磁場方向 的理解也就存在片面性。磁場的方向 這屬于一個詞組，磁場 在這里用來對 方向進行基本修飾，但是，這里的方向并不是指磁場對小磁針北極力的方向，而是空間中 磁場 的真正方向。

由此可以看出，當磁場在作為特殊物質(zhì)存在的情況下，其才具有所謂的 方向 ，然而，這一說法與傳統(tǒng)認識上的 物質(zhì)沒有方向 之間卻存在矛盾。

在物理定義中，為了研究問題的方便，人們給出了具有廣泛認同性的定義，因此，在實際使用過程中，并沒有所謂的對錯之分。正如將 磁場方向 改為 磁場的方向 一樣，在這種定義的更迭下，關于磁場是否具有方向的討論依然無法得到明確，在教材中對定義進行如此更新也毫無意義。然而，既然磁場是一種沒有方向的 物質(zhì) ，在磁場中靜止的小磁針N極所指示的方向也并非磁場方向的情況下，對于磁場存在方向的描述也并不符合要求，無論是 磁場方向 和 磁場的方向 ，都將其視作 有方向的物質(zhì) ，長此以往，廣大教師和學生也就認為磁場是具有 方向 的。

3 關于“磁場方向”的認識

磁場是沒有方向的，然而，磁場對放入其中的小磁針時存在力的相互作用的，并且，在進行 磁場方向 或 磁場的方向 定義時，也就用到了這一原理。因此，所謂的 磁場方向 ，也就是磁場對小磁針力的方向，當小磁針處于自由狀態(tài)時，小磁針的運動軌跡，也正是相應位置磁場力的作用的矢量疊加，磁力的大小可以通過小磁針動能的變化情況予以說明。

在小磁針的運動過程中可以發(fā)現(xiàn)，越靠近磁場源的情況下，小磁針的加速度越快，且運動軌跡為直線運動，由此可見，磁場對同一自由小磁針的力的作用與距離存在直接關系，在磁場穩(wěn)定的情況下，運動路徑將維持原有狀態(tài)不變。

4 結束語

在知識的學習過程中，定義僅僅是人們?yōu)榱死斫?、記憶和研究的方便而人為?chuàng)造的學習 工具 ，因此，在實際學習過程中，定義并不具有絕對性，部分定義是否正確依然需要經(jīng)過討論。對于 磁場方向 和 磁場的方向 ，處于大學階段的學生應意識到其定義在認識上的錯誤，以及磁場這種特殊 物質(zhì) 與其他物質(zhì)間的差異性，對此進行思考，從而加深在電磁學領域的知識掌握，實現(xiàn)個人理論層面的提高。

[1] 張明元.筒狀磁鐵的磁場方向的 悖論 [J].中學物理教學參考，2005.03.

[2] 商廣宇.由一道磁場習題得到的一個很有用的結論[J].高中數(shù)理化，2012.20.

[3] 李強，宣益民，王健.磁流體粘度的實驗研究[J].工程熱物理學報，2005（05）.