曹则贤｜电磁学/电动力学：现象、技术与思想（上）｜中国科学院2023跨年科学演讲(6)

那么电动力学有多难？我为什么对电动力学打怵呢？首先电动力学有混乱不堪的单位制、记号和表达形式，光它的单位制就有静电单位制、电磁单位制、高斯单位制、洛仑兹单位制和现在我们通用的国际单位制。大家学电动力学经常会注意到4π有时候有，有时候没了；光速c有时有，有时又没了。同样是这个比例常数，真空介磁常数和真空介电常数，一个在分子上另一个在分母上，大家注意没有，你就会觉得很乱。所以学这样的电磁学、电动力学确实让人从心底里打怵。学电磁学过程中早先也有人发出过同样的疑问 ，“我考你个问题，电为什么不用一种单位计算呢？比如都叫欧姆，或者叫伏特，那多省事”。都叫欧姆、都叫伏特那就太省事了，但是电磁学没有那么简单，电磁学非常难，难到什么程度呢？它困难到还有一个特点。如果大家翻看一些电动力学的书本，你会发现或者在前面或者在后面的附录里面，总有一堆列表，给你列一堆点乘、叉乘，或者用微分算子的点乘、叉乘，叉乘又叉乘的表。
大家想象一下为什么它在书里会给你列一页两页这样的表呢？为了让你辅助记忆吗？不对！如果一个学问我需要额外背诵的话，那一定不对劲。他列这样的表就是没有打算给你讲明白，所以不得不列这张表在这儿。但你想象一下，你作为一个教授去表达一门学问，你怎么可以说我表达不清楚，我单独列一张表给你，将来你去背？这肯定哪儿不对劲。

然后你再看叉乘算法，有些书里面竟然给你列了这样一个画图，说矢量A叉乘B的结果是ijk、这样三道的、取正号负号的让你背。大家想象一下，什么时候数学丑陋到这种份上了？数学怎么可以是这样子？你看数学家什么时候学过的数学是这样。所以这个地方一定哪儿不对劲。
我想这也是我们上大学读电动力学时候困惑的地方，也是广大的青年教授们在教电动力学的时候会感到困惑的地方。非常碰巧的是，我大三上完电动力学后，当助教的第一门课就是辅导电动力学，而且辅导的是中国科学技术大学少年班。这个经历给我心灵上造成的阴影到今天还没有过去，这就是我为什么对电动力学心里发怵的原因。