麦克斯韦方程组以一种近乎完美的方式统一了电和磁，并预言光就是一种电磁波，这是物理学家在统一之路上的巨大进步。很多人都知道麦克斯韦方程组，知道它极尽优美，但是能看懂这组方程的人却不多，因为它需要用到微积分，并不像许多方程那样简单直观。
因此，这本书会依然延续“长尾科普系列”的风格，继续用通俗的语言和缜密的逻辑将麦克斯韦方程组的前前后后都讲清楚，让不懂微积分的中小学生也能轻松读懂这组伟大的方程。

长尾君，原名张文。2018年5月开始以“长尾科技”之名在公众号上发表相对论的科普文章。此后，秉着“想学什么就尝试去科普什么，只有给人讲清楚了，才算学明白了”的费曼式学习态度，在“以科普促学习”的道路上越走越远。
长尾君重点关注物理、数学、哲学以及中小学生的科学教育。坚持以极为通俗的语言和缜密的逻辑把复杂的科学问题说清楚，希望更多人能感受到科学的美丽。

第一篇 积分篇
01 电磁统一之路
02 库仑的发现
03 电场的叠加
04 通量的引入
05 电场的通量
06 矢量的点乘
07 闭合曲面的电通量
08 方程一： 高斯电场定律（积分形式）
09 方程二： 高斯磁场定律（积分形式）
10 电磁感应
11 电场的环流
12 方程三： 法拉第定律（积分形式）
13 安培环路定理
14 方程四： 安培麦克斯韦定律（积分形式）
15 麦克斯韦方程组（积分形式）
16 结语
第二篇 微分篇
17 微分形式的静电
18 初入江湖的
19 从导数说起
20 多个变量的偏导数
21 全微分
22 再谈矢量点乘
23 坐标系下的点乘
24 梯度的诞生
25 梯度的性质
26 ▽算子
27 梯度、散度和旋度
28 电场强度的散度
29 为何这两种散度是等价的？
30 散度的几何意义
31 方程一： 高斯电场定律（微分形式）
32 方程二： 高斯磁场定律（微分形式）
33 旋度
34 矢量的叉乘
35 方程三： 法拉第定律（微分形式）
36 旋度的几何意义
37 方程四： 安培麦克斯韦定律（微分形式）
38 麦克斯韦方程组（微分形式）
39 结语
第三篇 电磁波篇
40 什么是波？
41 波的本质
42 张力
43 波的受力分析
44 波的质量分析
45 波的加速度分析
46 方程的改造
47 经典波动方程
48 复盘
49 真空中的麦克斯韦方程组
50 叉乘的叉乘
51 旋度的旋度
52 拉普拉斯算子2
53 见证奇迹的时刻
54 电磁波的速度
55 结语
扩展阅读一 从麦克斯韦方程组到狭义相对论
01 电磁波
02 参考系
03 历史
04 以太
05 相对性原理
06 狭义相对论
扩展阅读二 一个有趣的小问题
参考文献
后记

2018年5月，当我在公众
号写下第一篇关于相对论的
科普文章时，不会想到有一
天我的文字会以纸质书的形
式出现，更加想不到不只出
版一本，而是会有一个系列
。
其实，早在2019年2月，
清华大学出版社的胡编辑就
找到我，说相对论系列的文
章写得不错，问我是否考虑
出书。那时候我的文章还都
是一些短文，质量也一般（
相对后来的主线长文来说）
，因此就拒绝了。
我的第一篇长文是从谈“
宇称不守恒”开始的。一开
始我也没打算把文章写得特
别长，只是发现为了把宇称
不守恒讲清楚，就需要费不
少笔墨。然后这篇文章就火
了，它在知乎被推上热榜，
在微信公众号被很多“大号”
转载，阅读量也随之暴涨，
我突然发现原来这种深度长
文还是很受欢迎的。于是趁
热打铁，继续科普杨振宁先
生更加重要的杨米尔斯理
论，然后这篇文章就更火了
。因为杨振宁先生和清华大
学的关系非同一般，所以这
两篇文章在清华大学传播得
还挺广，随后胡编辑就“二
顾茅庐”了。
经此一役，我彻底确定
了自己的文风。我发现与其
为了追求更新频率写一些短
文，还不如花精力把一个问
题彻底讲透，打磨一篇长文
。虽然文章的更新频率降低
了，但文章质量却有了极大
的提高，影响力也更大了，
我称这种高质量长文为“主
线文章”。
与此同时，我发现了一
件更加重要的事： 当我试
图把一个问题彻底讲清楚，
特别是想给中小学生也讲清
楚的时候，文章的语言就必
须非常通俗，逻辑就必须非
常缜密，这个过程会倒逼我
把问题想得非常清楚。因为
你只要有一点想不明白，科
普的时候就会发现难以说清
楚，问题也就暴露出来了，
于是我们就可以针对这一点
继续学习。如果没有这个过
程，我们无法知道自己到底
哪里不懂，学的时候感觉都
懂了，一考试又不会，跟别
人讲也讲不清楚。这种以输
出倒逼输入，以教促学，能
极大提高自己学习效率的方
法在《礼记·学记》里叫“教
学相长”，在现代有一个很
时髦的名字叫“费曼学习法”
。
从此以后，我就迷上了
写这种主线长文。2019年5
月，我写了第一篇关于相对
论的主线文章。因为爱因斯
坦主要是从协调牛顿力学和
麦克斯韦电磁理论的角度创
立狭义相对论的，为了把这
个过程理得更清楚，我从
2019年7月开始连续写了3
篇关于麦克斯韦方程组的文
章。又因为麦克斯韦方程组
是用微积分的形式写的，我
在2019年12月又写了关于
微积分的主线文章。也就是
说，整个2019年，我一共
写了6篇主线长文，文章的
数量虽然大幅度减少了，但
影响力却大大提高了。
进入2020年，我继续写
关于相对论的主线文章。为
了把爱因斯坦创立狭义相对
论的过程搞清楚，我基本上
把市面上所有相关的书籍都
买了回来，在网上查询各种
论文和资料，花了大半年时
间写了两篇共约5万字的主
线文章。这虽然是两篇科普
文章，但我却感觉是用通俗
的语言完成了一篇科学史论
文。与此同时，胡编辑“三
顾茅庐”希望出版，但我仍
然拒绝了。一来我觉得狭义
相对论的内容还没写完，二
来我不知道这样出书的价值
在哪里，大家在手机里不一
样可以看文章么？于是我继
续埋头写文章，不管出书的
事。
写完关于狭义相对论的
三篇主线文章以后，不知道
出于什么原因（好像是因为
听到很多朋友说自己的孩子
到了高中就觉得物理很难，
不怎么喜欢物理了），我决
定先写一篇关于高中物理的
主线文章，帮助中学生从更
高的视角看清高中物理的脉
络，顺便也应付一下考试。
这篇字数高达4.5万的文章
于2021年1月完成，它是我
第一篇阅读量“10万+”的文
章，也第一次让我知道原来
公众号最多只能写5万字。
因为这篇文章的读者主要是
中学生，而中学生又不能随
时看手机，所以，当胡编辑
再次跟我建议以这篇文章为
底出一本面向中学生的科普
书时，我同意了。
于是，2021年3月我将书
稿交给清华大学出版社，长
尾科普系列的第一本书《什
么是高中物理》就在2021
年8月正式出版了。在此之
前，很多家长都是把我的文
章打印下来给孩子看的，整
个过程麻烦不说，阅读体验
也不好，现在就可以直接买
书了。有了纸质书，大家还
可以很方便地送亲戚、送朋
友、送学生，反而拓宽了读
者范围。这件事情也让我意
识到： 如果想让中小学生
尽可能多地看到我写的东西
，那出书就是一项非常重要
而且必要的工作。于是，我
的出书进程加快了。
当我在2021年5月完成了
质能方程的主线文章后，狭
义相对论的部分就完结了，
于是就有了长尾科普系列的
第二本书《什么是相对论（
狭义篇）》。接着，我又花
了近一年时间，于2022年4
月完成了关于量子力学的科
普文章，这就是长尾科普系
列的第三本书《什么是量子
力学》。再加上2019年就
写好了的三篇关于麦克斯韦
方程组的长文，第四本书《
什么是麦克斯韦方程组》也
出来了。
如此一来，到了2023年
，我一共出版了四本书，“
长尾科普系列”初具雏形（
想查看该系列的全部书籍，
可以看看本书封