电和磁的变化本质是由奥斯特和法拉第在1820年和1831年分别发现的。奥斯特展示了电流会产生磁场，而法拉第则证明了变化的磁场可以产生电场。麦克斯韦在1873年提出的方程组将电场和磁场统一起来，形成了完整的电磁场理论。然而，对于电和磁的本质，我们可能需要了解量子场论。在量子场论中，电场和磁场被视为由虚光子组成的一群粒子。带有电荷的物质，例如质子，可以发射和吸收虚光子，正是这种发射与吸收的过程，才使得电荷之间产生了排斥和吸引的作用。
电场作为一种物质，具有没有质量等特性。在真空中，电场依然存在。同样地，光也是一种电磁波，它可以在真空中传播。关于光子，我们不能将其想象成静止的小球，而应理解为必须以30万千米每秒的速度运动，并表现出波动性质。这表明，光子在真空中同样存在。
量子世界的奇妙之处在于，上述内容大多通过数学表述，而在宏观世界中却难以找到对应的实例。实际上，整个世界都充满了奇异之处，而物理也未能完全回答我们的一些基本问题。例如，电子究竟是什么，物理学家只能说其质量是多少，所带的电荷是多少，与其他粒子相互作用时满足怎样的方程。因此，弦理论提出所有粒子都是震动着的能量环，电子也不例外。然而，弦理论也是基于数学方程提出的假设。因此，我们认识这个世界，仍然任重道远。
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