对麦克斯韦方程组拓展的评论( 二 ) 撰文|栎风春节前后开始

提问6：杨先生赞誉麦克斯韦方程组是影响世界的十大方程之一。本文可能有许多非物理专业的读者关注，所以请见谅，一些提问是比较基本的。请说说麦克斯韦方程组在物理学理论体系里占有什么样的地位呢？有没有其他地位与之类似的方程？
回答：物理学中的基础理论有两类，一类是一般性的理论框架，另一类是基本相互作用的理论，两者之间不太具有可比性。对于前者，大学物理专业所学的理论物理四大力学中的三大力学：分析力学、统计力学、量子力学都属于这一类，到研究生还会有量子场论等。对于后者，因为目前自然界只发现有四种基本相互作用，每种基本相互作用都有一套对应的科学理论，在这个意义上，电磁作用的理论和引力的理论、强作用的理论、弱作用的理论地位都应该是一样的。只不过电磁作用与我们普通人的日常生活最为贴近，而我们的经典电动力学恰恰又是描述人类日常生存的宏观世界的电磁作用的理论，在这个意义上它在物理学的理论体系中占据独一无二的地位。有人会说关于时空的理论框架——狭义相对论非常重要。这点我完全同意。这里想强调的是，因为和麦克斯韦方程组不兼容，牛顿力学被迫拓展和进化为狭义相对论。狭义相对论现在也是我们物理系电动力学的必修内容。
提问7：这样基础的一个方程，从物理学的角度来看，是不是可以说，麦克斯韦方程组已经把已观测到和暂时未观测到的电磁现象都包括了呢？我想起开尔文勋爵关于两朵乌云的讲话，是不是现在有一些物理学家认为研究电磁场的问题就是在不同的体系和假设下去“计算”麦克斯韦方程组就够了？
回答：是的。您所说的电磁现象如果没有被包括，那就意味着麦克斯韦方程组“不对”了，在我的报告里专门有一页讲“不对” ，那时，就出现“新现象”“新物理”啦！可惜的是，迄今为止麦克斯韦方程组都是对的！
确实不少人是这样认为，觉得求解麦克斯韦方程组即可解决所有的电磁现象问题。我以前也多少有点持类似的看法，至少是不置可否。后来我教的两门相关的课，一门是电动力学，另一门是费曼物理学的第二册，其主要是电磁学，在课上实施苏格拉底的产婆术教学模式之后，在和中国最聪明的学生们一轮轮的相互切磋和辩论中，我越来越感觉到不是那么简单。除了在电动力学里可以有机地融入很多当前科技最前沿的研究进展之外，我们对电磁作用的认识，不只是写下来的麦克斯韦方程组的偏微分方程的数学形式，还有涉及对它的诠释和理解。它们直接决定着我们如何依据这个方程组来描述自然界。真正的、实际的问题在于“constitutiveequation” ，即，如何联系物质和电磁场。
提问8：作为吃瓜群众，我开始妄想麦克斯韦方程组“不对”的情景啦，请具体说说怎么才会“不对”？