有史以來最重要的方程式
這本《電磁學天堂祕笈》有一個目的：幫助你去瞭解，在所有科學中，四個最有影響力的方程式。假如你需要馬克士威方程式（Maxwell's equations）的威力的證言，請看看你的周圍，收音機、電視、雷達、無線網際網路的使用、以及藍牙（Bluetooth）技術等等，都是以電磁場為基礎的當代技術的一些例子。物理世界的讀者選擇了馬克士威方程式是「有史以來最重要的方程式」，一點都不令人驚訝。
這本《電磁學天堂祕笈》和其他至少有幾十本電磁學方面的書，有什麼不同呢？最重要的是，《電磁學天堂祕笈》只專注在馬克士威方程式，所以你不需要讀過幾百頁相關的話題，就能得到最主要的觀念。這使得《電磁學天堂祕笈》有更多的空間，去對最重要的相關特徵，做深入的解釋，例如以電荷為根基的電場與感應電場的差別，散度和旋度的物理意義，以及每一個方程式的積分和微分形式的用處。
你也會發現，《電磁學天堂祕笈》表現的方式和別的書有很大的不同。每一章的開始，都會有一個馬克士威方程式的「大字版」，方程式當中每一項的意義都很清楚的寫出來。
假如你已經學過馬克士威方程式，而你只是想快速的複習，則這個大字版的公式可能就可以滿足你的需要。
但是，假如你對馬克士威方程式的任何方面有不清楚的地方，你會發現，在大字版的公式後面的章節中，每一個符號都有仔細的解釋（包括數學的算符）。所以，假如你不是很確定在高斯定律中 的意義，或者不明白為何只有被包圍的電流對磁場的環流有貢獻，你將會很想要去讀這些章節。
做為一本學生的指南，《電磁學天堂祕笈》還提供有另外兩個資源，用來幫助你瞭解及應用馬克士威方程式：一個互動式的網站（網址：www4.wittenberg.edu/maxwell/#），以及一系列可下載播放的網路「播客」（podcast）語音講解。在網站上（以及中文版的附錄），你可以找到本書習題中的每一道題目的完整解答，並以互動式提供，這是說，你能夠馬上看到全部的解答，或者你可以要求一系列有用的提示，然後引導你去找出最後的答案。假如你是一個喜歡用聽的（而不想只是用讀的）來學習的人，語音的講解就很適合你。這些MP3檔案會伴著你讀過本書的每一章，指出重要的細節，並提供關鍵觀念的進一步解釋。
《電磁學天堂祕笈》這本書適合你嗎？假如你是學科學或工程的學生，而所讀的教科書中有用到馬克士威方程式，你卻對這些方程式的意義不是很清楚，或者不知道如何去運用，那麼《電磁學天堂祕笈》就很適合你。在這種情形時，你需要閱讀本書，聽一聽網站所提供的英語聲音講解，做做本書的例題以及習題的題目，然後才去考如GRE等學力測驗。或者，假如你是研究生，要為資格考做複習，這本書以及所提供的附加材料，可以幫助你來做準備。
假如你不是學習科學的大學生或研究生，而是一個好奇的年輕人，或者是好學的年長者，想要多學一點電場和磁場的知識，《電磁學天堂祕笈》將介紹給你四個方程式，它們是你每天都在用的大部分科技的基礎。
《電磁學天堂祕笈》的解說是一種非正式的型態，其中的數學嚴謹度只保持到「並不妨礙你瞭解馬克士威方程式所含的物理意義」。你可以找到許多物理的類比，例如，電場與磁場的通量和實際流體的流動的比較。馬克士威（James Clerk Maxwell）特別熱心這種思考方法，他小心的指出，類比的有用並不是因為量的相像，而是因為相對應的量之間的關係。所以在一個靜電場中，雖然實際上並沒有東西在流動，你可能發現：水龍頭（流體流動的源頭）以及正電荷（電場線的源頭）之間的類比，在瞭解靜電場的性質時非常有用。
最後，對本書所討論的四個馬克士威方程式，我要做個說明：
你可能會很驚訝的發現，馬克士威完成他的電磁學理論時，他得到的不是四個方程式，而是二十個方程式，這些方程式都在描述電場與磁場。後來是英國的黑維塞（Oliver Heaviside）以及德國的赫茲（Heinrich Hertz）在馬克士威死後二十年，集合並簡化了這些方程式，而成為目前的這四個。今天我們叫這四個方程式：電場的高斯定律、磁場的高斯定律、法拉第定律、安培—馬克士威定律為馬克士威方程組。因為這四個定律目前已廣泛的定義為馬克士威方程式，所以在本書中，你只會找到這四個方程式的解說。
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2015/03/05
