上一篇我們說明了磁場(B場)在物理上的意義
其實包含了H場和M場
但高斯派和MKS卻用了不同的定義來描述
CGS有它的傳統價值(其實是歷史包袱)
加上高斯派的方式在處理點電荷(電學)或點磁荷(磁學)所產生的"場"相對方便許多
(點磁荷是錯誤假設，但有了這個假設在數學的處理上相對方便)
因此有一派死忠的擁護者
由於B場和H場的原始意義不同
但高斯派使用的單位數量級卻一樣
因此經常會混用
當我利用線圈產生100 厄斯特Oe(H場) 的磁場
但更多人會用100 高斯G(B場) 來表達
雖然描述出來的大小是相同的
但背後的物理意義卻不一樣(無法精準呈現磁場的"源")
這樣的描述在物理上是很糟糕的
高斯派的人不會用錯，但其他人就不一樣了
我們再來看看這些單位的換算結果
同樣都是B場或是M場的情況下
不管是CGS或是MKS都是基於長度、質量、時間三個基本單位所制定的
基本上就是普通的10進位而已
因此 G(CGS)和T(MKS) 或 erg/G‧cm³(CGS)和A/m(MKS) 的換算就是一個數量級而已
但在H場明顯出現了討厭的π，為甚麼？
還記得一開始說的"場"嗎？
π就是點磁荷對空間(球體)積分的結果
再從橫列來看
如果從B場跨到H場
高斯派：1G = 1Oe
MKS：1T = μ0( 4π× 10-7 )A/m
雖然B場和H場都是磁場
但"源"的本質是不同的，因此不管是高斯派或是MKS都用了不同單位來表示
但高斯派卻犯了兩個低級的錯誤
其中一個就是將兩者的轉換常數定為1
如同我們上面所說的
當我們形容不同的物理量，結果用了相同的數量級
很容易讓人混淆，以為兩個單位所描述的現象是一樣的
另外一個更是讓人莫名奇妙
就是連結ESU世界(靜電學)和EMU世界(磁學)最重要的媒介，電流
結果高斯派卻在處理靜電學(CGS-ESU)定義出來的電流
和處理磁學(CGS-EMU)定義的電流不一樣
相同的物理量(電流)在不同系統，用了不同的定義
這就是第二個錯誤
CGS-ESU的電流定義
高斯派基於庫侖定律來定義電荷單位
在真空中兩個相距 1 cm 的點電荷之間的作用力為 1 dyne 時
每個點電荷所帶的電量為1 靜電單位電荷 (statcoulomb)
而1 靜電單位電荷 (statcoulomb) 在 1 秒內均勻通過某個截面時的電流就稱為1 靜安培 (statampere，statA)
CGS-EMU的電流定義
基本上和MKS的方法一致，但用了CGS的單位
又將磁場常數(真空磁導率)，μ0偷渡為 1
CGS定義的電流稱為絕對安培(abampere，abA)
當真空中有兩條平行、無限長、截面積可忽略的載流導線相距 1 公分
它們之間每單位長度受到2 達因(dyne)的勞倫茲力時
所通過的絕對電流就定義為 1 abA = 2dyne/cm
MKS的電流定義(還不是MKSA的時代)
當真空中有兩條平行、無限長、截面積可忽略的載流導線相距 1 公尺
它們之間每單位長度受到2 × 10-7牛頓(N)的勞倫茲力時
所通過的絕對電流就定義為 1 A = 2 × 10-7 N/m
因此1 abA = 10A(同樣只有數量級的轉換)
但同樣在CGS(高斯派)裡面的電流卻完全不同，1 abA = c × 1 statA，c為光速
高斯派真的是自打嘴巴
自己一手打造的 ESU 和 EMU 體系
對於電流卻有完全不同的單位名稱和數值
這導致用電流在處理有電又有磁的現象時非常不方便且容易混淆
加上CGS單位對於實驗室外的世界來說通常太小了
因此MKS趁隙插入贏得了勝利，並因此制定了SI
但真的贏了嗎？
待續
