日报标题：看完麦克斯韦方程组，我感觉整本书都在发光 北冥有鱼，粒子物理 因为你没有 get 到点。 麦克斯韦方程组是第一次让我感受到做理论物理的「快感」的物理理论。快感懂不懂？就是那种太享受以至于大脑一片空白的状态！ 当时读的是《泡利物理学讲义》第一卷。书中先推导出了麦克斯韦方程组，然后泡利告诉我，这个方程组有一个解，这个解被称为电磁波，它可以以光速传播，而且光也是一种电磁波。 看完这一段，我感觉整本书都在放光！然后，整个宇宙都在放光！ 当时心里反复回响的一句话就是：上帝说要有光，于是便有了光。 这是我实实在在，第一次感受到了物理学的魅力，从此爱上了理论物理。 到底麦克斯韦做了什么，到底麦克斯韦神奇在哪里？希望下面通俗的描述能让你体会到我当时的感受。 在麦克斯韦之前，物理学家已经发现了许多电和磁的性质，比如电荷的排斥和吸引，磁力的排斥和吸引，以及力的大小和距离的平方反比的定律。 由于这个平方反比定律，电场和磁场衰减很快，对很远距离的带电物质影响很小。 麦克斯韦尝试把它们统一起来的时候发现，这些已知的规律和公式却是不相容的，他不得不给方程（安培定律）添加额外一项来使得方程组自洽。 注意，麦克斯韦纯粹是为了理论上的自洽添加的项，这一项也让方程数学形式上更加对称。 有了这个新的一项，理论给出了一个惊人的预言：在某种情况下，电场和磁场可以不像距离的平方反比那样地衰减，相反地，它们按照距离的反比来衰减！ 麦克斯韦意识到，这就形成了一种可以传播的波，一处的电流的作用可以影响很远地方的带电物体！ 这种波以光速传播！ 最后，麦克斯韦意识到，光就是这种波! 这就是电磁波！ 我们所有的无线通信，比如手机、遥控、微波，都是基于这个理论。这对我们来说很熟悉，但在当时绝对是一个伟大的发现。 到了今天，我们想办法联系外星人，使用的也是电磁波。 许多一直是科幻或者神话的内容，比如千里眼，顺风耳，从那一刻成了可能。 电磁现象预言了电磁波，而且把光也统一起来了！ 物理学家费曼在他的书中评论过： 物理中最奇妙的时刻大多是在物理规律出现统一的时候，也就是之前被认为是不同的物理现象，后来被发现是同一个物理的不同表现。整个物理的历史就是物理规律不断被统一的历史。 19 世纪最奇妙的物理时刻就是，麦克斯韦把电和磁的物理规律与光的物理规律给统一起来。麦克斯韦在完成他的伟大工作之后，完全可以说一句：「要有电和磁，于是便有了光！」 最后，还想再听一遍费曼的总结：「麦克斯韦说要有电和磁，于是便有了光。」 这就是我当时的感受。 注： 1. 以上内容参考《费曼物理学讲义第一卷》第二十八章。 2. 想了解麦克斯发现安培定律的瑕疵以及如何加上额外一项的，可以看看这个文献：http://www.physics2000.com/PDF/Text/Ch_32_MAXWELLs_EQUATIONS.pdf 阅读原文
