经典电磁学的历史

在19世纪早期，奥斯特发现电流可以偏转一个小磁针。然后安培发现力的方向和电流的方向，以及磁针到通过电流的导线的垂直方向都是互相垂直的。不久之后，法拉第发现，当磁棒插入线圈时，线圈中会产生电流。这些实验表明电和磁之间有密切的关系。在法拉第的线圈中发现电与磁的联系后，人们意识到电磁力的本质在某些方面与引力相似，但在另一些方面又有所不同。为此法拉第引入了电力线的概念，认为电流在导线周围产生磁力线，电荷在各个方向产生电力线，并在此基础上产生了电磁场的概念。

现在人们认识到电磁场是物质的一种特殊形式。电荷在其周围产生一个电场，这个电场带着力作用于其他电荷。磁铁和电流在其周围产生一个磁场，这个磁场作用于其他磁铁和内部有电流的物体。电磁场也有能量和动量，是传递电磁力的介质，电磁力渗透整个空间。

19世纪下半叶，麦克斯韦总结了宏观电磁现象的规律，引入了位移电流的概念。这个概念的核心思想是:改变电场可以产生磁场；改变磁场也能产生电场。在此基础上，他提出了一组表达电磁现象基本规律的偏微分方程。这组方程称为麦克斯韦方程组，是经典电磁学的基本方程。麦克斯韦的电磁理论预言了电磁波的存在，其传播速度等于光速，这一点后来被赫兹的实验所证实。于是人们意识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏观电磁现象的规律，肯定了光也是电磁波。

经典电磁学或经典电动力学是理论物理的一个分支，通常被认为包含在广义电磁学中。它以麦克斯韦方程组和洛仑兹力为基础，主要研究电荷和电流的电磁场及其电磁相互作用。当关联尺度和场强大到可以忽略量子效应时，这一理论可以为电磁现象提供非常漂亮的描述(参见量子电动力学)。经典电磁理论的总结和物理概念的详细解释，请参考费曼、莱顿和Sans[1]；帕诺夫斯基和菲利普[2]；以及杰克逊[3]等人的专著。

经典电磁理论主要发展于19世纪，以詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的成就达到顶峰。这部分的历史可以参考泡利[4]、惠特克[5]和派斯[6]的相关描述。

里巴里？然后呢。u？ter？我？他在《守恒定律与经典电动力学未解决的问题》[7]一书中，基于目前对经典电磁理论的理解，考察了十二个未解决的电动力学问题。到目前为止，他们已经研究并引用了从1903到1989的约240篇参考文献。正如Jackson所说[3]，经典电动力学中最明显的问题是，我们只能在以下两种有限情况下得到并讨论基本方程的解:第一种情况是给出电荷和电流的分布，求解激发的电磁场；第二种情况，给定外部电磁场，求解内部带电粒子和电流的运动。但是，有时候这两种情况会合二为一。此时的处理方法只能按顺序进行:先在忽略辐射的情况下确定带电粒子在外场中的运动，然后以运动粒子的轨迹作为辐射源的分布来计算电磁辐射。显然，这种处理在电动力学中只能是近似正确的。再者，虽然麦克斯韦方程组是线性的，但是在一些机电系统中，电荷和电流的相互作用以及它们所激发的电磁场是不可忽略的，我们无法从电动力学中完全理解这些系统。虽然经过一个世纪的努力，人们仍未能得到一套能被广泛接受的描述带电粒子运动的经典方程，也没有得到任何有用的实验数据的支持。