1820年以前，电就是电，磁就是磁，那些聪明的“大脑”坚定着这样的一个事实。

【正文】

01 “鸡脖”同志的摩擦结论

而对电和磁最早进行比较系统的研究的，是从更早的文艺复兴时期开始的，1600年，英国物理学家吉伯（1544~1603）系统总结他长期研究的成果，出版了他的巨著《磁石》。而这位吉伯同志是把用实验方法探索自然和从理论上解释自然这两者相结合起来的典范，但这位老兄的职业其实是一位御用医生。

他一生做了许多演示电和磁性质的实验。例如，吉伯的磁球实验；吉伯制作了第一个实验用验电器。通过大量细致的实验，吉伯发现不仅摩擦后的琥珀有吸引轻小物体的性质，还有一系列其他物体如金刚石、蓝宝石、水晶、硫磺、明矾、树脂等等也有这种性质，他把这种性质称为电性，并且提出了磁体异极相吸、同极相斥的原理。

吉伯同志在做了无数个摩擦与摩擦的试验后，将观察到的电现象和磁现象进行了比较，最终，他认为电和磁是两种截然无关的现象。

后来，这个结论对后来的电磁学的发展产生了重大影响。

02 嗯，鸡脖说的对！

那个结论到底对后世有多大影响呢？影响就是以至于在他之后的两百年里，他的后辈们都给他的结论点了赞，并深信不疑。

其中包括将吉伯同志摩擦精神发扬光大的德国科学家里凯，他发明了能够产生大量电荷的摩擦起电机。1729 年，英国科学家格雷仔细研究了电沿某些物体传播的事实，并引入了导体的概念。1733 年，法国科学家杜菲发现绝缘的金属也可以通过摩擦的办法起电，哈哈，他认为所有的物体都可以摩擦起电。。。

十多年之后，德国物理学家克莱斯特和荷兰物理学家穆欣布罗克于 1745 年、1746 年几乎同时发明了莱顿瓶。1746 年，在美国费城的富兰克林通过一位英国朋友海淘了莱顿瓶等电学实验仪器，开始了他近10年的电学作死研究，比如大家熟知的他的“遭雷劈”的大胆试验。

时间来到了1785年，法国物理学家库仑提出了库仑定律。

库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律。因此，电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中的一块重要的里程碑。同时也是电磁学中的一个基本定律，它的建立使电磁学真正成为一门科学。

但大家还是相信：电与磁没啥关系。

比如法国著名物理学家安培也在 1802年宣称，他愿意去“证明电和磁是相互独立的两种不同的实体”。但只要是学过物理的人，都不得不承认安培同志的伟大，在1827年，安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这是电磁学史上一部重要的经典论著，对以后电磁学的发展起了深远的影响。

还有托马斯·杨也在1807年的《自然哲学讲义》中写到：“没有任何理由去设想电与磁之间存在任何直接的联系”。直到1819年，实验物理学家毕奥还坚持说磁作用与电作用之间的独立性“不允许我们设想磁与电具有相同的本质”。

03 一对好友的“爱与恨”

1786年有一天，医生伽伐尼（1737-1798）在实验室跟往日一样地解剖着青蛙，把剥了皮的蛙腿用刀尖碰蛙腿上外露的神经时，蛙腿剧烈地痉挛，同时出现电火花。看到此情此景，伽伐尼同志惊呆了，立即兴致勃勃的反复进行“火花”实验，他最终把这种电叫做"动物电"。同时伽伐尼认为，电来自有机体内部。动物神经相当于一个莱顿瓶，金属构成回路，由此导电。

也许加尔瓦尼同志在发现了伽伐尼电流，并发了一篇《论在肌肉运动中的电力》的paper后，也就忘了这件事，但送给好朋友伏打论电流论文却深深引起了他的兴趣。

1792年，曾情投意合的伏打兄（1745年2月18日-1827年3月5日）开始啪啪打脸。他指出伽伐尼所言的动物电是不存在的。加尔瓦尼恰恰是弄反了一件事，不是金属无用，恰恰是两种不同金属产生的电流，蛙腿则起了一个检验电荷是否存在的作用。

伏打和伽伐尼二人观点不同，二人以及其拥护者开始一场大争论。在论争中，伏打做了一系列的实验，结果证明他的观点更接近正确的实验现象。

1800年，伏打制成能产生很大电流的装置。转年，伏打被拿破仑宣召到法国奉命表演他的实验，风头一时风光无两。而昔日的好友伽伐尼在1798年含恨去世。

当然为了纪念伽伐尼，伏打还把伏打电池叫做伽伐尼电池，引出的电流称为加尔瓦尼电流。

04 奥斯特新时代

直到1820年4月，有一次晚上讲座时，奥斯特（1777年8月14日-1851年3月9日）演示了电流磁效应的实验。当伽伐尼电池与铂丝相连时，靠奥斯特近铂丝的小磁针摆动了。这一不显眼的现象没有引起听众的注意，而奥斯特非常兴奋，他接连三个月深入地研究，在1820年7月21日，他宣布了实验情况，发现了电流的磁效应。

而奥斯特关于电流磁效应的发现，使得电磁学的研究进入一个迅速发展的时期。电流磁效应的发现，也打破了电与磁的无关性的传统信条，猛然打开了电磁联系这个科学中长期被闭锁着的黑暗领域的大门，为物理学的一个新的重大综合的实现，开辟了一条广阔的道路。

05 法拉第的封神

电磁磁效应实验的成功，大大鼓舞了当时30岁的法拉第（1791年9月22日－1867年8月25），在这一领域里继续进行深入探索的信心，并引导他同样想到奥斯特发现的逆效应是否存在的问题。

虽然奥斯特的发现让法拉第而激动不已，但他毕竟缺乏足够的数学训练，全靠自学的他根本无法理解人家的工作。比如在1822年9月3日写给安培的一封信中，法拉第叹息道：“很不幸，我不具备足够的数学知识，也不具备自如地进行抽象推理的能力。我只能从那些相互密切关联着的事实中摸索出自己的道路。”

这里法拉第所说的“事实”指的是他那些已发表和未发表的实验。从1831年到 1854年的 23 年间，他把这些实验结果汇编成三卷本，取名《电学的实验研究》。不同寻常的是，这三卷本不朽巨著里竟然没有一个公式。

但大神毕竟是大神，法拉第经过近十年的努力，据说他的每篇文章好几十页，甚至上百页 。终于概括出了可以产生感应电流的五种类型：变化着的电流、变化着的磁场、运动的稳恒电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第首先创立了场论思想，以其直观的形式孕育出物理学观念和理论的一场重大革命。

06 麦克斯韦大一统

恰好在1854年，麦克斯韦(1831—1879)从剑桥大学三一学院毕业。此时他23岁，朝气蓬勃，热情洋溢。他在2月20日给汤姆孙写了一封信：

这位汤姆孙(1824—1907）不是一个普通的老师，他也曾是一位神童。1851年汤姆孙引进了今天我们称之为矢量势的 A，从而将磁场表示为 ：

虽然我们不知道汤姆孙当时是如何答复麦克斯韦的来信的，我们只知道，仅仅一年多后，麦克斯韦在他的文章里就利用上面的方程阐明了法拉第的电紧张态的含义。这篇文章是他那永远改变物理学和人类历史的三篇伟大论文中的第一篇。

在完成第一篇文章5年之后，麦克斯韦开始发表他的第二篇文章，它分成 4个部分在 1861年到1862年间陆续发表。和他之前的文章不同，这篇文章非常难懂。从《麦克斯韦科学论文集》第 489页我们可以看到，这篇文章的主要想法是以如下方式来理解电磁现象：“按照这一假说，磁场里充满了无数旋转着的物质的涡旋，它们的转轴在每一点的方向都和磁场方向一致”。

麦克斯韦的第三篇文章发表于1865年，其中提出了今天我们所熟知的麦克斯韦方程组。如果用矢量形式写下来，它们是四个方程。麦克斯韦最初的方程有20个：他是用分量形式来写的; 另外，麦克斯韦还加入了电介质和电流的方程。

作为法拉第迷弟的麦克斯韦，将“偶像”提出的"力线"和"场"的伟大思想遗产，用数学术语概括为精确的定量理论。更彻底地应用拉格朗日方程的动力学理论，对电磁场理论作了全面、系统和严密的论述，以场作为基本概念使接触作用思想在物理学中深深扎下了根，引起了物理学理论基础的根本性变革。同时，他的巨著《电磁理论》成为继牛顿的《原理》之后物理学发展史上的又一座伟大的丰碑。

而现在，我们都知道了，电就是磁，磁就是电。

参考文献：

1.麦克斯韦方程和规范理论的观念起源 ，杨振宁

2.电与磁的分、合到再分、再合 ，邓卫鹏

3.《电磁学》