為什麼我在學習完麥克斯韋方程組後並沒有感覺很驚訝？

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看了不少科普，都說麥克斯韋方程組有多麼多麼偉大，可為什麼我自己學到這裡的時候並不很驚訝，他的四個方程里，只是比前人多了個漩渦電場，還有就是將安培定理推廣了一下，但只是這樣就能讓後人對他如此推崇嗎？應該不可能吧！那麼麥克斯韋方程組的偉大之處到底在哪兒呢？求各路大神解答⊙▽⊙

題主不覺得驚訝很正常。
現在的學生學習電磁學的時候，首先接觸到的就是麥克斯韋方程組在各種特殊情況下，比如靜電場、靜磁場的表達式，最後來個總結推廣，得到了麥克斯韋方程組，給人感覺這一切都是順理成章的。
但是歷史上，電磁學的規律曾經是亂七八糟的。麥克斯韋就是把這些亂七八糟的規律總結成了這樣一個統一的形式。換言之，麥克斯韋方程組簡化了電磁學的理論，降低了人學習的難度。你不覺得麥克斯韋方程組偉大，這恰恰是它最偉大的地方。

因為你沒有get到點。

麥克斯韋方程組是第一次讓我感受到做理論物理的「快感」的物理理論。快感懂不懂？就是那種太享受以至於大腦一片空白的狀態！

當時讀的是《泡利物理學講義》第一卷。書中先推導出了麥克斯韋方程組，然後泡利告訴我，這個方程組有一個解，這個解被稱為電磁波，它可以以光速傳播，而且光也是一種電磁波。

看完這一段，我感覺整本書都在放光！然後，整個宇宙都在放光！

當時心裡反覆迴響的一句話就是：上帝說要有光，於是便有了光。

這是我實實在在，第一次感受到了物理學的魅力，從此愛上了理論物理。。

到底麥克斯韋做了什麼，到底麥克斯韋神奇在哪裡？希望下面通俗的描述能讓你體會到我當時的感受。
=======》

在麥克斯韋之前，物理學家已經發現了許多電和磁的性質，比如電荷的排斥和吸引，磁力的排斥和吸引，以及力的大小和距離的平方反比的定律。

由於這個平方反比定律，電場和磁場衰減很快，對很遠距離的帶電物質影響很小。

麥克斯韋嘗試把它們統一起來的時候發現，這些已知的規律和公式卻是不相容的，他不得不給方程（安培定律）添加額外一項來使得方程組自洽。

注意，麥克斯韋純粹是為了理論上的自洽添加的項，這一項也讓方程數學形式上更加對稱。

有了這個新的一項，理論給出了一個驚人的預言：在某種情況下，電場和磁場可以不像距離的平方反比那樣地衰減，相反地，它們按照距離的反比來衰減！

麥克斯韋意識到，這就形成了一種可以傳播的波，一處的電流的作用可以影響很遠地方的帶電物體！

這種波以光速傳播！

最後，麥克斯韋意識到，光就是這種波!

這就是電磁波！

我們所有的無線通信，比如手機、遙控、微波，都是基於這個理論。這對我們來說很熟悉，但在當時絕對是一個偉大的發現。

到了今天，我們想辦法聯繫外星人，使用的也是電磁波。

許多一直是科幻或者神話的內容，比如千里眼，順風耳，從那一刻成了可能。

電磁現象預言了電磁波，而且把光也統一起來了！

物理學家費曼在他的書中評論過：

物理中最奇妙的時刻大多是在物理規律出現統一的時候，也就是之前被認為是不同的物理現象，後來被發現是同一個物理的不同表現。整個物理的歷史就是物理規律不斷被統一的歷史。

19世紀最奇妙的物理時刻就是，麥克斯韋把電和磁的物理規律與光的物理規律給統一起來。麥克斯韋在完成他的偉大工作之後，完全可以說一句：「要有電和磁，於是便有了光！」

最後，還想再聽一遍費曼的總結：「麥克斯韋說要有電和磁，於是便有了光。」

這就是我當時的感受。

註：
1. 以上內容參考《費曼物理學講義第一卷》第二十八章。
2. 想了解麥克斯發現安培定律的瑕疵以及如何加上額外一項的，可以看看這個文獻：
http://www.physics2000.com/PDF/Text/Ch_32_MAXWELLs_EQUATIONS.pdf

我坐著飛機去印度，也沒覺得多難。

當初玄奘法師怎麼走了那麼多年呢？

因為你還沒上電動力學……

記得給亥姆霍茲上一炷香。你現在看到的方程組是他整理出來的。

max（最）well（好的）這就是墜吼的！

想像一下，現在有個大神，推導出了4個方程，把量子力學，相對論，弦論等等一堆理論全部從根本上闡明了，以往錯綜複雜的理論均能從這幾個基本公式推導出來，這當然是震撼的。

類似的，在19世紀，各位物理學家發現了諸多電磁現象，闡述了諸多理論，結果麥克斯韋用四個方程把這些全搞定了。

麥克斯韋方程在物理學史上具有劃時代的意義。首先，它是一個場方程，描述的是電磁場的分布，電動力學是對以粒子為中心的牛頓力學的一次突破和革命，由粒子論到場論，也是對人類認識世界的邊界的一個極大擴展。可以說沒有麥克斯韋方程的啟發，就不會有後面的薛定諤方程，狄拉克方程以及量子場論。
其次，它具有極強的實用性。由麥克斯韋方程組加上邊界條件，我們可以解出一定空間內的電磁場分布，使得人類終於可以系統的研究光和利用光。現代光通信的模式理論就是建立在麥克斯韋方程組上。
再次，它具有極強的生命力。因為它是一個場方程，所以即便進入量子時代，依舊不過時。麥克斯韋方程加上量子力學，使得我們可以分析和研究光場和一切物質的相互作用。
最後，麥克斯韋方程體現了物理學之美，它通過一組簡單的方程描述了極為複雜的物理現象，揭示了紛繁世界背後的設計，彰顯了人類智力的偉大。所以可以說，麥克斯韋方程是一種信仰。

Maxwell方程的作用量形式：
$S=int d^{4}x-frac{1}{4} F_{mu u}F^{mu u}+A_{mu}J^{mu}$
聽說不夠震驚，那震驚一下

等你學了張量和群論後你會明白的……

下面推薦一下今天下午剛看到的一個答案，覺得說的不錯http://www.zhihu.com/question/25121612/answer/57311375?f3fb8ead20=df3768d584f2ef2f5a623a621b934db9

題主可以參考一下。

麥克斯韋只用四個方程，就解釋了經典電磁學的一切現象，把電磁光統一了，還不夠偉大嗎？

麥克斯韋方程組雖然是經典物理，但已經蘊含了相對論的時空觀，直接啟發了狹義相對論的誕生。

我是學到用麥克斯韋方程組推導菲涅爾公式後徹底拜倒在麥克斯韋面前。菲涅爾是什麼人？物理光學之父。但他的所有工作都可以用麥克斯韋方程組解釋。這就是為什麼麥克斯韋和牛頓，愛因斯坦並列最偉大的物理學家。

照這麼說我也不覺得歐幾里得有多偉大

你沒有覺得他很偉大，這正是其偉大之處。

因為他簡單優美地把複雜的事情說明白了。

如果你學過Maxwell方程之前的電磁學，你就明白了。

跟學過教材上的牛頓力學定律感覺差不多，畢竟那也是很經典的東西了，在知道已經有相對論和量子力學的情況下去學完一組電磁學方程，你會覺得老麥too young too simple。
當然，要說最根本的原因的話，第一可能是微積分和電磁學學的不夠深刻，沒有辦法直觀的看到物理意義。第二是我個人認為，這種震撼的美基本是文科生給描述出來的，除了老愛當年想到加速度引力作用等效這一類的想法時可能會有這種異常的震撼，其他基本是朋友圈的文章所捏造的，有些誇大成分。真實的學習過程里在經歷了疑惑，推導，習題訓練和自我說服之後的物理，哪怕相對論這種東西，不說trivial，熟悉了之後也不那麼神秘了吧，快感當然有，問題是也不會感受到身後有寒風那麼誇張吧……物理最神奇的地方是，你覺得波粒二象性太不按照基本法了，然而走出物理大門去看其他的事我擦咋都這麼無聊，還是量子力學excited

很多人學F=ma的時候也不覺得有什麼偉大
其實大部分人都是這樣
所以，題主放心吧，你只不過是大部分人中的一員而已。

已經大神@白如冰等很多回答了。我在前面的基礎上再補充一個：可能是教材和課堂的宣傳還不夠
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不學這個麥克斯韋方程組遺憾了，這麼優美的方程組要大力宣傳，電動力學課上也要大力宣傳，我上知乎的時候，也為你們宣傳宣傳，以後學這方程的課上就人山人海了。（逃

上善若水，厚德載物。
還不就是朔料瓶里我天天喝的那種玩意？
題主的疑惑大致如此，角度不同，看法當然不一樣。

題主認識到了這個方程組的簡單性，這說明老師教得好，你也學的紮實，它們對你來說不再是陌生而雜亂的知識，而是在一個清晰框架下的順理成章的概念。可喜可賀可喜可賀。

至於它的偉大意義，應該是在於像牛頓三個定律概括了經典力學所有行為一樣，用四個方程概括了經典電磁學的所有行為，並且還為光是電磁波提供了理論支持。多看些物理學雜亂的發展史可能會有所體會。

其實即使是初中的那些物理知識，前人把它們推出來也費了老大的勁兒了，我們學的時侯怎麼沒熱血沸騰，兩眼放光呢？未身臨其境罷了。
如果您想體驗一下這個感覺，可以在晚上聽些激昂又宏大的音樂，看看星辰大海，想像著第一個人類仰望星空的樣子，覺得自己穿越了時間和空間——大概您就會有「激動」的感覺了。
當然，如果不行，請充值中二點，再試幾次。

麥克斯韋方程組的偉大得從它在當時完成的統一，它建立起的好比牛頓力學一樣嚴謹的電磁理論體系，它展現的對稱性對後世包括相對論的創立還有後來的規範場理論的影響，這三方面來說，目測又是長文，心累，有時間再寫，貼一篇楊振寧教授全面地解讀麥克斯韋方程組的文章，內容極其翔實，而且通俗易懂，視野雄闊。

如果想要知道麥克斯韋和他的方程組的偉大之處，楊振寧教授的解讀無疑可以看作是當今最好的解讀了。

另外提一句，題主之所以未感覺到其偉大，多半是因為學得不深不廣……

戳這裡：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3OTgzMzUzOA==mid=202105409idx=1sn=81ca049e63aea26f2ebf522e40200c85scene=7#wechat_redirect