从不同的时间尺度观察文明，人类对自然的认识是被反复“启蒙”的。而对电的认识，是其中格外特殊的一种。
在认识电之前，科学定量演绎的只有机械运动。这是科学史幸福的“童年”，在这无忧无虑的时代，问题是封闭的——几乎全部局限在平直空间的牛顿定律问题；在这美好温柔的时代，问题的解答是完整的，人们可以准确清晰地回答解是否存在，形式如何，为何如此，以及相应物理图像的阐释。
自然界中的电（图片来自网络）
而当人们开始认识与电相关的概念，这一切被颠覆了，科学和科学史观开始迅速蜕化。对任何问题的回答乃至追问，都可能直接通往当下最前沿的未解之谜，而当下几乎所有未完全掌握的领域，都可以从电得到线索。推开这扇门，人类仿佛再次回到第一次仰望天空的远古，科学和文明成为被无穷尽的无知包裹的孤岛。
电的特殊性深埋在教科书，也印记于文艺作品。
科幻作品印证了螺旋上升的科学启蒙对社会的一次次冲击，而电是科幻“基本款”。毫不涉足电的科幻凤毛麟角：没有激光枪，怎么也得有个等离子剑；没有等离子飞船，怎么也得有个电磁轨道；没有电磁管线密绕的时光机器，怎么也得有个机器人，或者是超级芯片，再不济也要会说话的小黑车上拉一排跑马灯。电要么直接提供科幻灵感，要么为各种科学幻想提供技术支撑。
对，就连《上海堡垒》都要架起一门电磁超级大炮，这是基本排面。
光剑——《星球大战》系列电影的标志——由电池供能，剑刃由等离子体构成
《攻壳机动队》电影画面，城市未来感的营造离不开电与光
让我们回到教科书，来审视电的特殊性。中学教科书谈到电荷会激发电场，电场作用于电荷，而运动的电荷则激发磁场（磁场又可以激发电场）。这些通识性的知识，在数百年前的学术界看来是令人震惊的，而且震惊之处不止一个。
运动是相对的，相对于参考系；而电学则告诉人类，仅仅变换参考系就可以完全改变物理图像，让一种力变成另一种力。这是个令人着迷的谜。
更让人类震动的，是场。在（任意）空间每一点都定义一个“东西”，就得到了这个“东西”的场。电和磁的超距作用，迫使人们广泛接受使用场刻画电磁的理论。
迈出这一步之后，人们进一步发现第一个谜题的线索：用仅有一个方向的“矢量”单独刻画电场或者磁场，不足以揭示事情的全貌。把电和磁“拼”起来成为一个整体，用拥有两个方向的张量场来描述这个整体，成为现代电学的起点。
观众在中国科技馆体验静电，在中国科技馆有许多与电有关的展品
电是现代物理各领域的交叉路口，向左通往经典（电磁）场论，而向右，则通向人们对时空的新认识。
在电加入现代物理之前，时间、空间独立的观点是完全适用的，因而牛顿力学是近乎封闭的问题，很难向其他领域延伸。而在描述电磁场的时候，时空独立的观点与实验不符，只能将时间和空间看作新的整体，在坐标系变换时，时空分量共同变换互相“混合”。这个变换就是著名的洛伦兹变换，这样的时空观就是狭义相对论。
启迪了崭新的时空观之后，电这个伟大的交叉路口向前延伸，将经典张量场和狭义相对论结合成电动力学，而这条道路还继续向前，通向更深远的量子理论和更基本的对称性。鉴于篇幅和文章性质，本文不作大段的论述，或许这个话题可以留待后续。我们只需要知道，当电加入物理理论，所有通向最前沿问题的道路就被全部照亮：现代时空观、现代场论、量子理论（包括量子规范场）和统领这一切的对称性。
电一层一层地揭示对自然更深刻的观点，而人们对相应概念的逐步接受，也让科幻思想随时代转变：从对电的未来应用，到电广泛地支撑新设想，最终开始对电的本质做出探讨。讨论电的科学本质的科幻作品，最著名之一也许是《球状闪电》。
这个作品背后有一个非常久远而基本的未解之谜：为什么承载基本电荷的粒子会那么小。在中学接触电能之后，简单的计算会发现把无穷远处弥散的元电荷（一个电子所带的电荷量）压缩凝聚到电子尺度，所花费的能量（相比电子质量）是巨大的。至今人们仍没有完全掌握，是什么原因让电子在如此小的尺度带有这么大的互相排斥的电量。或许正是对这个问题的思考，激发作家想象出宏观尺度“电子”，以及宏观客体的量子现象。科幻是文艺，我们没必要将所有科幻概念套入科学范式，但既然电现象启发了人们电与磁的对称、时与空的交织、粒子与场的调和，那么将微观与宏观做对称的思考，将微观粒子元电荷问题置换为宏观带电体的量子化问题，这样的想象固然惊世骇俗，却也有章法可依。
稍稍探讨科幻，我们就会发现即便最基本的电子，对科学家而言依然充满谜团。电现象在照亮几乎所有前沿领域的同时，也让一直包裹着科学和文明的谜团逐一浮现。许多科学工作者是不读科幻的，一个重要原因或许是，埋在教科书中的谜团已经足以让人类文明震撼，足够值得奉献一生的幻想。或者说，对许多科学工作者而言，没有比科学本身更大的科幻。
（本文作者：于赫夫，理论物理学博士，长春工程学院讲师。原创内容，转载请注明出处和作者。）
