究竟什么是电子？

人类对电磁现像的认识延续了4000多年，从公元前2000年中国古人关于磁现像的记载，到今天的量子电动力学（QED）。基于对电子的理解，人类发明了无线电、电视电话、电脑、核磁共振仪、断层扫描仪、X射线激光器等等，但对于电磁作用的本质还未完全揭开。我想知道，怎么通过电磁作用去定量地增进人的思考能力；这样的话，这个世界就不会再有愚昧（如五毛）。

我们先来缕一下先人们对电磁的认识。古人很早就意识到了鲶鱼（Catfish）及鳗鱼（eel）所发出的电击，这种电击可以穿过身体，使人麻木；还能治疗头痛和中风。在公元前700年，希腊人发现了，琥珀（Elecktron）经过摩擦后，可以吸引稻草或羽毛。在他们的北部中央区Magnesia，还发现了磁铁（Magnetite，Fe3O4）, 它可以吸引铁。

1752年, Benjamin Franklin 做了著名的风筝试验：在雷暴中放风筝；在连接风筝的金属线的末端系上一个带柄的铁圈，用手握住缠上丝带的柄，铁圈接入一个储电器（Leyden jar）。由此可以证明，云层是带电的。这一试验帮助人们建造了避雷针，用以保护建筑物。Franklin提出了物质的一个模型：自然物体都含有 “电流体” （Electric fluid），它们可以从一个物体流向另一个物体。当我们用一块布擦试琥珀时，琥珀就从布中获得了电流体，因而被充电了。

科学家们继续电击各种物体，包括动物甚至是人。他们发现，形成液体和固体的原子/分子力都是源自电的作用；液体的表面张力、固体的弹性力在原子层面的表现也是电力。直至1785年，Charles Coulomb 才用实验证实了电力的基本定律：两个静止的带电体之间的相互作用力的大小，与它们之间的距离的平方成反比。但是，对于运动电荷，此定律不成立，因为会有磁场的产生。我通过计算，找到了电磁力的一般表达式（不止是Lorentz力）。

直到19世纪初期，科学家们才意识到，电动与磁吸是互相关联的。1820年，Hans Oersted发现，在通电电路的附近，罗盘指针会发生偏转。1831年，Michael Faraday 和 Joseph Henry独立发现了，当磁铁和导线有相对运动时，导线中会有电流产生。Faraday的电磁感应定律是电磁理论的基石，但是可以从Biot-Savart关于磁场强度的公式、通过微积分的运算推出。1873年，James Clerk Maxwell根据已有的观察、计算结果，合并电场与磁场的理论，得出了电磁学的经典理论。15年后，Heinrich Hertz在实验室中生成了电磁波，从而证实了Maxwell的理论。

另一方面，关于物质的构成，尽管古希腊哲学家Democritus早在公元前400年就提出了原子理论，但直到1808年，John Dalton发表了《A New System of Chemical Philosophy》，定量地揭示了物质的原子构成，物质由不可再分的原子构成的理论才被广泛接受。Dalton的最大贡献是他的《多重比例定律》：物质是由基本元素按照固定的重量比例构成，这些比例式可以约简为整数之比。

物质结构与电磁现像的关联是电子。电子是Joseph John Thomson于1897年发现的。他把一截玻璃管抽掉空气，两端用金属板密封之后插入两个电极，通电后管子中充满了某种粒子，它们在正极与负极之间运动，当时谁都不知道那是什么。J. J. Thomson发现，在磁场中，可以使粒子的运动轨迹发生偏移；而且这些粒子都是一样的，与两端的金属片无关。他断言，这些粒子就是所有电动现象的始作俑者。

从1909年到1913年之间，Robert Andrews Millikan 进行了一系列的滴油试验。根据Coulomb的电力公式，导出电压与电场的关系式，再根据电场力与重力的平衡，油滴的质电比可以准确算出。事后再测出油滴的质量，算出每滴油的带电量。Millikan发现，这些电量有一个最大公约数，此数便是最基本的电量。

1911年，Ernest Rutherford进行了Alpha粒子的散射试验，发现了原子核；他提出了原子的行星轨道模型。1913年，Niels Bohr结合了Rutherford的模型、Planck的量子理论、Einstein对光电效应的解释，提出了电子轨道的能量级概念；同一能级的电子的轨道角动量只能是约化Planck常数的整数倍。

随着粒子自旋角动量的发现，加上角动量的方向表示，就构成了一个电子的量子数。1925年，Wolfgang Pauli 提出了《不相容准则》：没有两个电子具有相同的量子数。由此，我们可以确定一个静态原子周围的电子分布情况。原子之间的分分合合，可以由外层电子的分布来确定。

但是，电子可不是静止的，它们永远在动，而且是无规则地动；运动的带电粒子还会产生磁场。宏观的物理定律根本不可能描叙它们的运动状态。现在，Maxwell的电磁定律已经被Schrodinger的波函数包容，而波函数来自于Lagrangian：一个系统的作用量

S = Integral{L(t, pi, qi, si, mi)dt, i = 1, 2, …, N, t = t0 to tf}. 拉格朗日函数L包含了系统各成员i的位置、运动趋势、自旋角动量以及磁化率。

关于L应当满足的方程，一种依据是《最小作用原理》：从一个状态到下一个状态，S的改变量应当达到最小。在量变连续的假设之下，L代表的就是系统在时刻t的总能量，包括动能、势能（相互作用产生的内耗）以及排出/吸收的系外能量。L可以看作是一种能量算子，它有特征值和特征向量。

电磁波即是电磁能在空间中的传播，其波谱指的是振动频率的分布，而频率就是能量算子的特征值，它由电子的振动频率确定（能量与振动频率成正比）。波的传播速度与介质有关；电磁波在真空中的传播速度等于光速。波速=频率*波长，我们可以调节波长以改变频率。人类能够感知到的电磁波只有一小段，波长在400nm和700nm之间。响尾蛇具有红外线探测仪，可以 “热成像” ；印度的一种蛾（Luna moth）接收紫外线，它们彼此之间看是色彩斑斓，其它生物却是看不见它们。

总而言之，要想改善一个人的智力，需要调节其神经细胞的活跃度；为此，可以给他输入特定波长的电磁波。可以先用一缕电磁波探测其现有的频率，再叠加一个同频同相的外部磁场，在特定的时机和位置进行干涉。也可以像马斯克说的，置入一个微型机器人去干涉。这可能比任何“聪明药”都管用。

[最西边的岛上]

“怎么通过电磁作用去定量地增进人的思考能力；这样的话，这个世界就不会再有愚昧”

哈哈，人脑应该是世界上最复杂的有机结构，到目前为止，我们知道一些局部，但并不理解人脑的完整工作情况。所以您的希望是美好的，可以理解，但不可行。

至于人类的愚昧，爱因斯坦说过一句话:“Two things are infinite: the universe and human stupidity; and I'm not sure about the universe.”

还觉得，除了个别人外，聪明和愚昧在每个人的脑子里都是同时存在，只不过所在的位置不同，多少也不同，所以会有个体差别。 政治观点不是疾病，面对事实不承认可能是。

[新林院]

【我想知道，怎么通过电磁作用去定量地增进人的思考能力；这样的话，这个世界就不会再有愚昧（如五毛）。】
如果找不到通过电磁作用去定量地增进人的思考能力并使得这个世界不再有愚昧（如五毛）的话，你还可以研究怎么通过电磁作用去监测每个人的思想，看有没有“五毛”的倾向，如果有，就剥夺他的人权。