3 điểm bởi GN⁺ 2024-06-03 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Bài báo năm 1865 của James Clerk Maxwell xử lý sự biến thiên của trường điện từ bằng toán học, đồng thời chỉ ra mối liên hệ rằng tốc độ lan truyền của sóng điện từ bằng tốc độ ánh sáng
  • Lý thuyết ban đầu không được hiểu rộng rãi trong hơn 20 năm do gồm 20 phương trình và ngôn ngữ vật lý phức tạp; sau đó được sắp xếp lại thành dạng 4 phương trình như ngày nay qua các thế hệ Oliver Heaviside, Hertz, Lorentz và Einstein
  • Điện trường và từ trường có thể được hiểu không phải là các thiết bị cơ học mà là các trường vô hướng · trường vectơ trải trên không gian và thời gian; độ phân kỳ biểu thị nguồn · hố hút, còn rotor biểu thị sự quay
  • Bốn phương trình cô đọng cách điện tích, từ thông, các trường biến thiên theo thời gian và dòng điện tạo ra những độ phân kỳ và tuần hoàn như thế nào
  • Trong chân không, không gian không có điện tích, điện trường và từ trường thỏa mãn phương trình sóng và được hợp nhất thành một sóng điện từ lan truyền với tốc độ ánh sáng

Vì sao lý thuyết Maxwell chỉ về sau mới trở nên quan trọng

  • Năm 1865, James Clerk Maxwell công bố “A dynamical theory of the electromagnetic field” trên Philosophical Transactions của Royal Society
  • Bài báo này mô tả sự biến thiên của trường điện từ, và có ý nghĩa lớn trong vật lý vì phần lớn các lực ta trải nghiệm hằng ngày, ngoài hấp dẫn, đều có nguồn gốc điện từ
  • Các phương trình Maxwell dự đoán sự tồn tại của sóng điện từ, và vì tốc độ lan truyền của chúng bằng tốc độ ánh sáng nên đã nối sóng điện từ với ánh sáng nhìn thấy như cùng một hiện tượng
  • Tuy vậy, công trình của Maxwell không được chấp nhận ngay lập tức
    • Dạng ban đầu không phải 4 phương trình quen thuộc ngày nay mà là 20 phương trình
    • Với các nhà vật lý thời đó, độ phức tạp đại số là rất lớn; còn với các nhà toán học, ngôn ngữ mô tả vật lý của Maxwell lại khó tiếp cận
    • Thế giới quan lúc bấy giờ có xu hướng xem các cấu trúc cơ học kiểu “bánh xe và bánh răng” bên dưới là nền tảng hơn là trường (field)
  • Khi Oliver Heaviside đơn giản hóa các phương trình, rồi đến các thế hệ Hertz, Lorentz và Einstein tiếp nối, các phương trình trường và quy luật toán học dần được xác lập như mô tả cơ bản của vũ trụ

Trực giác cơ bản để đọc trường

  • Trường (field) có thể được xem là một hàm hoạt động trên toàn bộ không gian và thời gian
  • Trường khó có thể quy giản hoàn toàn về vật chất thường ngày hay các ẩn dụ cơ học
    • Những cách giải thích như hạt trao đổi, hạt ảo hay độ cong không-thời gian rốt cuộc cũng có thể được xử lý như các trừu tượng toán học
    • Giao diện trực giác cơ bản để hiểu trường là xem nó như một hàm toán học lan khắp không gian và thời gian
  • Trường vô hướng nhận một điểm trong không gian làm đầu vào và trả về một con số
    • Trong ví dụ leo núi, nhiệt độ thay đổi theo độ cao, T(x, y, z) ánh xạ vị trí thành giá trị nhiệt độ
    • Nếu xét phân bố nhiệt trên tấm kim loại kèm theo thời gian bằng T(x, y, t) hoặc thực tế hơn là T(x, y, z, t), thì phương trình nhiệt mô hình hóa sự thay đổi của trường nhiệt độ
  • Phương trình vi phân riêng phần biểu diễn quan hệ giữa nhiều biến và tốc độ thay đổi của chúng
    • Nhiệt độ của tấm kim loại không chỉ cần xét sự thay đổi theo vị trí dT/dx mà còn cả sự thay đổi theo thời gian dT/dt
    • Mỗi đạo hàm chỉ biểu diễn một phần của biến thiên tổng thể nên trở thành đạo hàm riêng, và được dùng để mô tả tiến hóa theo thời gian của trường
  • Trường vectơ nhận một điểm trong không gian làm đầu vào và trả về một vectơ có độ lớn và hướng
    • Trong trường vận tốc chất lưu, vectơ tại mỗi vị trí biểu thị hướng và độ lớn vận tốc của phần tử chất lưu
    • Trường hấp dẫn và từ trường cũng có thể được mô hình hóa như trường vectơ
    • Trong điện từ trường không có chất lưu thực sự chảy, nhưng các thuật ngữ dòng thông, nguồn, hố hút của dòng chảy chất lưu vẫn được dùng theo nghĩa ẩn dụ

Ngôn ngữ của phương trình qua độ phân kỳ và rotor

  • Độ phân kỳ (divergence) biểu thị việc trường quanh một điểm có tỏa ra ngoài như nguồn hay hút vào trong như hố hút hay không
    • Nếu vẽ một đường tròn nhỏ quanh một điểm mà có nhiều mũi tên đi ra hơn thì đó là độ phân kỳ dương
    • Nếu có nhiều mũi tên đi vào hơn thì đó là độ phân kỳ âm
    • Nếu không thuộc cả hai trường hợp thì độ phân kỳ bằng 0 hoặc gần 0
  • Trong điện trường, có thể xem điện tích dương là nguồn và điện tích âm là hố hút
    • Định luật Gauss cho điện trường nói rằng độ phân kỳ của điện trường tại một điểm tỉ lệ với mật độ điện tích tại điểm đó
  • Rotor (curl) biểu thị trường quay quanh một điểm mạnh đến mức nào
    • Quay ngược chiều kim đồng hồ có thể xem là rotor dương, quay cùng chiều kim đồng hồ là rotor âm
    • Nếu đặt một guồng nước tưởng tượng tại một điểm, trực giác về độ lớn của rotor là trường làm guồng quay nhanh đến đâu
    • Trong 3 chiều, rotor cho đầu ra là một vectơ biểu thị hướng quay theo một quy tắc bàn tay phải nhất định
  • Các phương trình Maxwell có thể được viết ở dạng vi phân và dạng tích phân
    • Dạng vi phân biểu diễn điện từ trường xoay quanh độ phân kỳ và rotor tại từng điểm
    • Dạng tích phân diễn đạt cùng nội dung đó bằng tổng dòng thông và tuần hoàn qua các mặt kín hoặc đường kín
  • Tích phân bắt đầu từ quá trình chia khoảng thành các hình chữ nhật có bề rộng nhỏ Δx rồi cộng lại để tính diện tích dưới đường cong
    • Khi Δx tiến gần 0, phép xấp xỉ diện tích trở nên chính xác hơn
    • Trong dạng tích phân của các phương trình Maxwell, người ta cộng các phần tử diện tích nhỏ trên mặt kín để tính tổng từ thông hoặc tuần hoàn

Bốn phương trình Maxwell nói điều gì

  • Định luật Gauss cho điện trường diễn đạt việc điện tích tạo ra điện trường bằng ngôn ngữ độ phân kỳ và dòng thông
    • Ở dạng vi phân, độ phân kỳ của điện trường tỉ lệ với mật độ điện tích
    • Ở dạng tích phân, điện thông qua một mặt kín bằng tổng điện tích chứa trong mặt đó
    • Các đường sức điện được vẽ theo hướng đi ra từ điện tích dương và đi vào điện tích âm
    • Cường độ điện trường suy yếu theo 1/r² theo định luật nghịch đảo bình phương khi ra xa điện tích điểm
    • Hằng số điện môi chân không ε0 là hằng số biểu thị chân không cho phép các đường sức điện đi qua đến mức nào
  • Định luật Gauss cho từ trường nói rằng độ phân kỳ của từ trường luôn bằng 0
    • Điều này được hiểu là trong từ trường không có đơn cực từ tương ứng với điện tích
    • Tổng từ thông đi qua một mặt kín luôn bằng 0
    • Các đường sức từ không bắt đầu hay kết thúc tại điện tích như đường sức điện, mà luôn tạo thành vòng kín quay về chính nó
    • Với bất kỳ mặt kín nào như hình cầu, hình lập phương hay xuyến, từ thông đi ra và đi vào luôn triệt tiêu nhau
  • Định luật Faraday nói rằng từ trường biến thiên theo thời gian sẽ cảm ứng ra điện trường tuần hoàn
    • Khi từ thông tăng, một điện trường tuần hoàn xuất hiện theo hướng chống lại sự thay đổi đó
    • Khi từ thông giảm, điện trường tuần hoàn được tạo ra theo hướng ngược lại
    • Tính định hướng chống lại sự biến đổi này được gọi là định luật Lenz
    • Khác với điện trường bắt đầu hoặc kết thúc ở điện tích, điện trường cảm ứng có các đường sức tạo thành vòng kín khép lại trên chính nó
    • Định luật này cho phép làm dịch chuyển điện tích trong mạch kín để tạo dòng điện, và nhờ đó cho phép máy phát điện cùng quá trình chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện
  • Định luật Ampere-Maxwell nói rằng dòng điện hoặc điện trường biến thiên theo thời gian sẽ cảm ứng ra từ trường tuần hoàn
    • Hạng bên trái biểu thị rotor của từ trường
    • Hạng bên phải bao gồm mật độ dòng điện và tốc độ biến thiên theo thời gian của điện trường
    • Dòng điện được định nghĩa là tốc độ dòng điện tích đi qua một tiết diện, nhưng không chỉ đơn giản là sự chuyển động của electron trong dây dẫn
    • Mật độ dòng điện J biểu thị lượng điện tích đi qua một đơn vị tiết diện vuông góc với hướng dòng điện
    • Ngay cả khi không có dòng điện chạy qua, điện trường biến thiên theo thời gian vẫn có thể tạo ra từ trường
  • Ở dạng tích phân, định luật Ampere-Maxwell biểu diễn tích phân đường trên một vòng từ kín bằng dòng điện thuần và tốc độ biến thiên của điện thông xuyên qua mặt kín
    • Dòng điện xuyên qua mặt theo một hướng sẽ đóng góp vào dòng điện thuần
    • Nếu cùng một dòng điện xuyên qua mặt theo cả hai hướng thì dòng điện thuần có thể bằng 0
    • Hằng số điện môi chân không ε0 và độ từ thẩm chân không μ0 có quan hệ ε0 μ0 = 1/c², còn trong hệ đơn vị Gaussian chúng được xử lý như các hằng số thứ nguyên biến mất

Sự hợp nhất của điện trường và từ trường

  • Điện trường và từ trường không phải hai trường độc lập mà có thể được xem là một trường điện từ duy nhất
  • Trong sóng điện từ, vectơ điện trường, vectơ từ trường và hướng lan truyền được sắp xếp với nhau trong không gian 3 chiều
    • Vectơ điện trường và vectơ từ trường vuông góc với nhau
    • Sự biến thiên của trường này có cấu trúc bù đắp cho trường kia
  • Từ trường có thể được giải thích như điện trường có tính đến hiệu ứng tương đối tính
    • Nếu quan sát trong hệ quy chiếu chuyển động cùng electron bên cạnh một dây dẫn có dòng điện, electron đứng yên nên không xuất hiện lực từ
    • Do hiện tượng co độ dài của thuyết tương đối hẹp, các ion dương đang chuyển động bị nén theo hướng chuyển động và có mật độ điện tích dương cao hơn
    • Trong hệ quy chiếu này, dây dẫn trông như mang điện tích dương thuần, và electron bị hút về phía dây do lực điện
    • Cùng một hiện tượng, với người quan sát đứng yên thì được giải thích bằng lực từ, còn với người quan sát chuyển động cùng electron thì được giải thích bằng lực điện
  • Trong chân không, không gian không có điện tích, các phương trình Maxwell có thể được đơn giản hóa và điện trường cùng từ trường thỏa mãn phương trình sóng
    • 1 / μ0 ε0 = c² nên sóng điện từ lan truyền với tốc độ ánh sáng
    • Maxwell xem ánh sáng và hiện tượng từ là các trạng thái của cùng một vật chất, và nối ánh sáng với một nhiễu loạn điện từ lan truyền qua trường theo các định luật điện từ
  • Feynman cho rằng chỉ cần đặt các phương trình Maxwell, định luật bảo toàn điện tích, định luật lực Lorentz, các định luật chuyển động và định luật hấp dẫn Newton lên một bảng là có thể tóm tắt các định luật nền tảng của vật lý cổ điển được biết đến cho tới năm 1905

Tài liệu nên xem thêm

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-06-03
Các ý kiến trên Hacker News
  • Giá mà hồi tôi học lấy bằng vật lý có tài liệu như thế này thì thật tuyệt. Các sơ đồ rất đẹp, và đánh trúng ngay những khái niệm cốt lõi của giải tích vectơ cần cho điện từ học
    Tôi vẫn nhớ đã chật vật đọc Jackson[1] như một nghi thức nhập môn, nhưng không có lý do gì để thế hệ sau cũng phải khổ y như vậy. Có lẽ web vốn sinh ra là để dành cho những thứ như thế này
    [1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Classical_Electrodynamics_(boo...

    • Lý do tôi viết bài này là vì tôi cảm thấy phần lớn các cách giải thích hiện đại đều thiếu trực giác đằng sau các phương trình, và cũng không giải thích rõ các phương trình thực sự có nghĩa là gì
      Nếu thấy hữu ích, mong mọi người chia sẻ và đăng ký theo dõi. Tôi cũng muốn hướng dẫn một cách trực quan các chủ đề phức tạp như phương trình Schrödinger, hố đen, cơ học lượng tử, và cuối cùng cũng muốn viết một cuốn sách giải thích toán học và vật lý rõ ràng, trực quan hơn rất nhiều. Toán học không nên là thứ khó hiểu. Ở tầng nền tảng nhất, nó rất đơn giản, nhưng tôi thừa nhận rằng việc trình bày nó một cách rõ ràng và trực quan là thật sự khó. Phần lớn tài liệu chịu ảnh hưởng từ Grant Sanderson (3Blue1Brown), và hầu hết sơ đồ được tạo bằng Vexlio: https://vexlio.com/
    • Tôi hơi bối rối. Bài hướng dẫn được đăng viết rất hay, nhưng không phải là một cách đặc biệt mới; tôi đã học điện từ học theo cách tương tự. Các giáo sư cũng vẽ những sơ đồ tương tự trên bảng
      Jackson là giáo trình điện từ học bậc sau đại học, nên đó là một cuốn sách được viết theo kiểu khó về mặt toán học. Đến lúc đọc cuốn đó thì lẽ ra bạn đã có 3–4 năm biết về điện từ học và nền tảng khái niệm, và mục tiêu của nó cũng là giải các phương trình trong những tình huống khó đối với sinh viên đại học. Tôi tò mò không biết bạn đã học gì ở bậc đại học
    • Kiểu cảm thán như thế này thường là do ta đã quên rằng nội dung đó thật ra cũng có trong cuốn sách đầu tiên từng đọc hoặc lớp đầu tiên từng học, hoặc sau một thời gian đã quen hơn rồi nhìn lại nên thấy nó trực quan
      Vì vậy mới có câu rằng cuốn sách hay nhất về một chủ đề nào đó là “cuốn sách đọc lần thứ hai”. Khi xem lần thứ hai, nó trông trực quan hơn rất nhiều
    • Introduction to Electrodynamics của David J Griffiths là một giáo trình điện từ học bậc đại học rất tốt: https://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_Electrodynamic...
    • Trong môn trường động, chúng tôi dùng Electromagnetics của John Kraus, và trước đó tôi đã học môn trường tĩnh
      Bài thi cuối kỳ của môn đó có đề bài ngắn nhất trong số các đề thi tôi từng thấy: “Hãy suy ra Maxwell’s Equations”. Sách của Kraus thì tôi thấy hài lòng
  • Một trong những phần hay nhất trong chương trình học là đi qua điện từ học để đến được vẻ đẹp của các phương trình Maxwell
    Về sau tôi còn biết rằng nếu nén gọn hơn bằng hình học vi phân thì có thể làm nổi bật vẻ đẹp ấy hơn nữa
    http://virtualmath1.stanford.edu/~conrad/diffgeomPage/handou...

  • “Lý thuyết Maxwell chỉ trở nên đơn giản và thanh nhã khi xem trường (field), tức các hàm toán học, là nền tảng, còn ứng suất điện từ và lực cơ học là hệ quả của trường đó. Chứ không phải ngược lại.”
    Có rất nhiều cuộc thảo luận thú vị về việc trường có thực sự tồn tại hay không, và cuộc đối thoại đó đã có từ nhiều thế kỷ trước: https://youtu.be/j2oSyAfPzWg?si=BHRv8lodGhqZBtbl

    • Tôi từng nghĩ Rupert Sheldrake sẽ hoàn toàn là điều cấm kỵ với phần lớn HN, nên rất vui khi thấy liên kết này được đánh giá tốt
      Khi bàn về các trường, ông ấy thường đi đến các công trình khoa học “giả” liên quan đến thần giao cách cảm; trong số đó bài nói chuyện tôi thích nhất là ở đây: https://www.youtube.com/watch?v=GS1Drlyr37Q
  • Phần giải thích thật sự xuất sắc. Mọi thứ đều đơn giản nhưng giàu chi tiết, nên để ghi nhớ và hiểu được thì không thể thiếu nỗ lực và sự tập trung
    Vì được giải thích hợp tình hợp lý như thế này nên toàn bộ chủ đề trở nên cuốn hút. Năm hai đại học kỹ thuật, tôi đã vật lộn với nội dung này, nhưng khi đó thậm chí còn chưa hiểu đúng được một nửa. Nếu có cách giải thích như thế này thì hẳn tôi đã học vui hơn nhiều. Có lẽ vì tôi không đủ thông minh để hiểu được giáo trình và kết quả của các công thức, nên đã bỏ lỡ cơ hội bị chính chủ đề này mê hoặc

    • Bài viết hay. Tôi cũng thích việc bài thừa nhận công lao mà Heaviside đáng được nhận đối với thứ mà giờ đây mọi người đều gọi là “các phương trình Maxwell”
  • Tôi thích những bài như thế này, nhưng ai cũng mắc cùng một sai lầm là bắt đầu từ đại số vector chứ không phải đại số hình học
    Trong không gian 3 chiều, đại số vector hoạt động tốt, nhưng trong các tình huống 2 chiều và 4 chiều thì nó sụp đổ hoàn toàn. Ban đầu trông có vẻ trực quan, rồi đến một lúc nào đó thì vỡ vụn hẳn. Tôi muốn thấy một bài cùng phong cách, nhưng dùng những thứ như bivector ở chỗ phù hợp, để toàn bộ có thể được tổng quát hóa gọn gàng không chỉ cho không gian 3 chiều mà còn cho không-thời gian 4 chiều

    • Có thể tôi sẽ bị phản đối, nhưng dù cách tiếp cận đại số hình học trong điện từ học tự thân nó thú vị, tôi không nghĩ nó có thể thay thế dạng thức dựa trên giải tích vector của Gibbs
      Giải tích vector khá trực quan, dễ học, và đã bám rễ hoàn toàn trong giới kỹ thuật và vật lý. Sau 100 năm, những người đang làm việc thực tế hiện nay sẽ không đổi ký hiệu chỉ để biến 4 phương trình Maxwell thành 1 phương trình đại số hình học. Giải tích vector của Gibbs cũng được dùng trong cơ học chất lưu và các lĩnh vực kỹ thuật khác, và tôi cũng hầu như không thấy trào lưu nào nêu bật lợi ích của đại số hình học với các nhà nghiên cứu cơ học chất lưu. Ai đó có thể lôi ra một nhà nghiên cứu đơn độc đã biểu diễn phương trình Navier-Stokes bằng tích hình học, nhưng tôi không rõ điều đó làm thay đổi được gì. Giải tích vector truyền thống là ngôn ngữ mà ai cũng nói được, còn đại số hình học chỉ là một cách khác để nói cùng một điều, vậy tại sao phải đổi?
    • Tôi đã thực sự cân nhắc thử làm như vậy, nhưng đầu óc của phần lớn con người không được căn chỉnh cho không-thời gian 4 chiều
      Nếu có ý tưởng nào để trình bày những nội dung này cho công chúng thì tôi rất muốn được nghe, và sẵn sàng chỉnh sửa cách tiếp cận
    • Cũng có một bài viết phê bình về đại số hình học: https://alexkritchevsky.com/2024/02/28/geometric-algebra.htm...
      Tóm lại, tích hình học của đại số hình học là một dạng vi phân bị trộn lẫn cấp bậc nên khá kỳ lạ. Chẳng phải cứ nghĩ theo dạng vi phân là được sao? Các phương trình Maxwell được tóm tắt rất ngọt ngào thành dF=0, d*F = J
  • Mọi giảng viên giải tích vector nên dạy cho sinh viên ý nghĩa trực quan, tức là ý nghĩa thị giác và vật lý, của gradient, divergence, curl
    Trực giác đằng sau những kết quả như định lý Stokes và định lý Gauss cũng vậy. Ngay cả sinh viên kỹ thuật không quan tâm đến chứng minh cũng nên có thể hiểu được trực giác đó

    • Bạn đã từng thấy cuốn sách nào không đề cập những nội dung đó chưa? Tất cả các sách tôi từng xem đều có
    • Có tài liệu hay nào khác cho việc này không? Hồi học lấy bằng tôi có vẻ hiểu tốt hơn, nhưng đó là chuyện 40 năm trước rồi
  • Các phương trình gốc của Maxwell đã liên kết ánh sáng với điện. Ban đầu 20 phương trình có 20 ẩn số, và dùng ký pháp dựa trên quaternion mà không ai hiểu
    Heaviside đã viết lại 20 phương trình của Maxwell bằng giải tích vector thành 4 phương trình; tôi nghĩ việc này giúp đơn giản hóa, nhưng không phải không có cái giá của nó. Trong thế giới hiện đại vẫn còn nhiều điều chưa được giải thích, đặc biệt là liên quan đến trải nghiệm con người mang tính cá nhân. Khi làm tài xế taxi, tôi đã có cơ hội thoáng thấy những điều như vậy, và gặp được những người giúp giải đáp những điều tôi vẫn thắc mắc. Hẳn phải có một mối liên hệ nào đó giữa điện từ học và lực hấp dẫn, nhưng chúng ta vẫn chưa tìm ra. Bing CoPilot đã trích dẫn bài Wikipedia này cho câu hỏi của tôi, nhưng nó vượt quá trình độ của tôi nên mong ai đó có thể giải thích dễ hiểu hơn: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism

    • Có một bộ slide bài giảng nói về việc dạng của các phương trình Maxwell đã thay đổi như thế nào. Nó bao gồm dạng theo thành phần, dạng có vẻ là phiên bản đầu tiên của Maxwell, phiên bản thứ hai là dạng quaternion, và cả phiên bản Heaviside[1]
      Thêm một mẩu trivia về Heaviside mà chẳng ai hỏi: ông cũng là người tạo ra phương pháp “che phủ” để phân tích phân thức riêng nhanh hơn[2]
      [1] https://www.thp.uni-koeln.de/gravitation/mitarbeiter/hehl/Ma...
      [2] https://math.mit.edu/~jorloff/suppnotes/suppnotes03/h.pdf
    • Tôi đã cố tìm 4 phương trình này trong các bài viết của Heaviside nhưng vẫn chưa thành công
      Ông chắc chắn đã loại bỏ quaternion, nhưng Maxwell cũng không dùng quaternion quá nhiều và luôn tách thành phần vô hướng và thành phần vector, nên khác biệt có vẻ nhỏ. Khác biệt lớn hơn là Maxwell biểu diễn bằng thế vô hướng và thế vector, đây là cách bắt buộc phải làm trong QED. Ngược lại, Heaviside loại bỏ chúng và chỉ để lại điện trường và từ trường. Tôi đã xác nhận rằng cần 7 phương trình của Maxwell mới có thể suy ra 4 phương trình kiểu Heaviside. Nếu nhìn nhận quaternion một cách nghiêm túc, dùng đơn vị tự nhiên có thể viết 4 phương trình nổi tiếng chỉ thành 2 phương trình:
      ∇E + dB/dt = -ρ
      ∇B - dE/dt = J
    • Điện từ học hấp dẫn thực ra không liên quan đến điện từ học
      Nó chỉ nói rằng một số đặc điểm hình thức của thuyết tương đối rộng đại khái tương ứng với cấu trúc toán học được nói tới trong điện từ học, kèm lưu ý rằng các đối xứng nền tảng của hai lý thuyết là khác nhau
    • Quaternion đã đóng vai trò quyết định và mang tính công cụ trong các khám phá của Maxwell và trong việc hình thành các phương trình điện từ học
      Terence Tao từng được hỏi vì sao chưa ai chứng minh được giả thuyết Riemann, và ông trả lời rằng hiện tại là vì chưa có công cụ phù hợp cho chứng minh đó. Tôi không phải nhà toán học, nhưng tôi có cảm giác mạnh rằng quaternion sẽ là một trong những công cụ mạnh để chứng minh giả thuyết Riemann. Khác với các loại sóng khác như sóng âm, sóng điện từ có tính chất phân cực độc đáo. Để mô hình hóa đầy đủ và đúng đắn các hiện tượng dựa trên điện từ, cần có hình thức luận và biểu diễn dựa trên quaternion. Một lý do khiến phần lớn các điều chế vô tuyến hiện nay không tận dụng phân cực là vì đa số kỹ sư vi ba và vô tuyến không quen với quaternion. Trớ trêu thay, thiên kiến này giống với thái độ phản đối mạnh mẽ của các nhà toán học và khoa học thời kỳ đầu đối với số phức, trong khi hiện nay hầu hết các điều chế vô tuyến hiện đại như OFDM đều dùng số phức. Có bài viết dùng đại số hình học và quaternion để suy ra phương trình Maxwell ở đây, và có thể tóm tắt thành một phương trình thanh nhã duy nhất[1][2]
      [1] Maxwell’s eight equations as one quaternion equation:
      https://pubs.aip.org/aapt/ajp/article/46/4/430/1050887/Maxwe...
      [2] A derivation of the quaternion Maxwell’s equations using geometric algebra:
      https://peeterjoot.com/2018/03/05/a-derivation-of-the-quater...
    • Tôi tò mò về đoạn nói rằng khi làm tài xế taxi, bạn đã gặp những người giúp giải đáp các điều mình thắc mắc
      Nếu được thì mong bạn kể thêm. Dù có hơi mang màu sắc thần bí cũng không sao, chúng tôi có thể giả vờ như không ai đọc
  • Về tính tương đương tương đối tính của điện trường và từ trường, chỗ này cũng đáng tham khảo:
    https://physics.stackexchange.com/questions/489291/how-did-e...

  • Sussman và Wisdom đã viết cuốn Structure and Interpretation of Classical Mechanics theo cuốn Scheme kinh điển SICP; tôi tò mò liệu có ai từng thử cách tiếp cận tương tự với điện từ học chưa

    • Phương trình Maxwell là một lý thuyết trường cổ điển không có lượng tử hóa
      Vì vậy phương trình Maxwell là một trong các lý thuyết thuộc khối lớn gọi là cơ học cổ điển. Nếu muốn, bạn có thể viết mật độ Lagrange hoặc Hamiltonian cho nhiều cấu hình thí nghiệm, chẳng hạn một hạt mang điện trong trường, rồi suy ra phương trình Maxwell. Cũng có vài bài báo kiểu này. Không có lý do gì không thể dùng hình thức luận của SICM. Tôi không rõ đó có phải một bài tập hữu ích không
    • Sussman và Wisdom có trực tiếp bàn ngắn gọn ở chương 10 của Functional Differential Geometry
    • https://fab.cba.mit.edu/classes/862.22/index.html
      Có lẽ là chương 6
  • Tôi đang ném tiền vào màn hình mà chẳng có gì xảy ra
    Tôi rất mong tác giả làm hẳn một cuốn sách về bài viết này và các chủ đề liên quan. Viết thật sự rất hay.