电学和磁学的历史

历史上，电和磁是分别被发现和研究的。很久以前，古希腊科学家泰勒斯对静电进行了一系列观察。根据这些观察，他认为摩擦使琥珀被磁化。这与磁铁矿等矿物的性质非常不同；磁铁矿具有天然磁性。磁铁最早是在中国发现的，所以中国古代科学家发明了司南和指南针。

后来发现了电与磁的联系，如丹麦的H.C .奥斯特发现了电流的磁效应，法国的安培发现了电流与电流的相互作用定律。后来法拉第提出了电磁感应定律，使电和磁融为一体。

19世纪中叶，麦克斯韦提出统一电磁场理论，实现了第二次综合物理学。电磁定律和力学定律有完全不同的地方。按照牛顿的想法，力学考虑的相互作用，尤其是万有引力的相互作用，是一种超距的相互作用，不存在力的传递问题(当然从现代的角度来看，引力应该也有传递的问题)，而电磁相互作用是场的相互作用。从粒子的距离作用到电磁场的“场相互作用”，概念上有很大的变化。场的效果被突出显示。

电场和磁场的不断相互作用造成了电磁波的传播，赫兹在实验室里证实了这一点。电磁波不仅包括无线电波，还包括很宽的频谱，其中很重要的一部分是光波。过去，光学的发展完全独立于电磁学。麦克斯韦电磁理论建立后，光学成为电磁学的一个分支，电、磁、光统一起来。

这种统一具有重大的技术意义。几乎所有的发电机和电动机都是基于电磁感应。电磁波的应用导致了现代无线电技术。直到现在，电磁学仍然在技术中起着主导作用，所以电磁学一直保持着在基础物理中的重要地位。

电磁学涉及到在什么参考系里看问题和运动导体的电动力学。直观地说，“电流是电荷流动产生磁效应”，但判断电荷是否流动，就涉及到观察者的问题——参照系问题。光学是电磁学的一部分，所以这个问题也可以表述为“光的传播和参考系有什么关系”。迈克尔逊-莫雷实验表明，真空中光速在惯性系中是不变的。这样就肯定了电磁学在惯性系中遵循同样的规律。这实际上导致了爱因斯坦的狭义相对论。狭义相对论基本上是电磁学的进一步发展和推广。迈克尔逊-莫雷实验在19世纪还没有解释清楚，这是19世纪遗留下来的一个重要问题。