1.1.1　电的发现与历史

我们在学习初中物理的时候，就知道摩擦会生电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，这正是人们认识电的过程。“电”似乎是一个非常现代的字眼，其实人类对电的观察和研究，早在古代就开始了。古希腊唯物主义哲学家泰勒斯说，当时织工们已观察到摩擦起电现象，用毛织物摩擦琥珀，就能吸引很轻很小的物体。我国唯物主义哲学家王充在《论衡》中，也有关于“顿牟掇芥”的记载（顿牟就是琥珀，掇芥即能吸引很轻很小的物体）。然而千百年来，电只不过是学者们好奇的神奇玩意儿，对这一现象的本质仍知之甚少。

直到17世纪，英国女王伊丽莎白一世的一名御医威廉·吉尔伯特对电和磁特别感兴趣，工作之余，他开始对电与磁的现象进行系统性研究，并撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁》。这是一本具有现代科学精神的书籍，着重于从实验结果论述。吉尔伯特指出，琥珀不是唯一可以经过摩擦产生静电的物质，钻石、蓝宝石、玻璃等也都可以演示出同样的电学性质，在这里，他成功地击破了琥珀的吸引力是其自身特性这一持续了2000年的错误观点，将电学和磁学现象区分开来。

18世纪是电学领域的关键时期，有一位著名的政治家、科学家、外交官诞生了，他就是本杰明·富兰克林。我们曾经在小学语文课本上了解过他的风筝实验，他证明了雷电与电的本质有关，并引入了正负电荷的概念，为后来的电学理论奠定了基础。

到了19世纪，法国科学家安德烈·玛丽·安培提出了安培定律，我们使用的电流的国际单位就是以他的名字命名的。他将自己的研究总结在《电动力学现象的数学理论》一书中，该书成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一”，还把安培誉为“电学中的牛顿”。同时期，英国科学家迈克尔·法拉第发现了电磁感应现象，进而得到了产生交流电的方法。1821年，法拉第首次进行了一项实验：他将一根悬挂着的电线浸入放置了磁铁的水银池中，当电线通电时，电线开始绕着磁铁旋转。这项装置便是所有电动机的雏形。由于他在电磁学方面做出了伟大贡献，被称为“电学之父”和“交流电之父”。安培和法拉第所做的贡献为电气工程的后续发展奠定了基石。

19世纪中期，著名英国科学家詹姆·克拉克·麦克斯韦综合整理了电磁学的知识，提出了著名的麦克斯韦方程组，系统描述了电场和磁场的相互关系。物理学史上认为牛顿经典力学打开了机械时代的大门，而麦克斯韦电磁学理论则为电气时代奠定了基石。麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。

20世纪，随着发电机的发明和电力传输技术的改进，电力系统开始了建设。美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生和尼古拉·特斯拉等人的贡献推动了城市的电气化，改变了人们的生活方式。