从理论上引出位移电流的概念，是法拉第在电磁学上发现电磁感应后的 又一重大突破。\w?e\i?q~u\b,o^o-k!.?c,o·m_根据这一科学假设，麦克斯韦导出了两个非常复杂、抽象的 微分方程式，在后来经过完善后，被称为麦克斯韦方程组。这组方程，从两 方面发展了法拉第的成就，一是位移电流，它表明不仅变化的磁场产生电场， 而且变化的电场也产生磁场；二是方程不仅完满地解释了电磁感应现象，还 进行了理论推广，也就是凡是有磁场变化之处，其周围不论是导体或电介质， 都有感应电场存在。

在《论物理的力线》一文中，麦克斯韦对前人的工作进行了创造性总结， 电磁现象的规律，经过法拉第的实验研究、汤姆逊的类比研究，终于被麦克 斯韦用不可动摇的严密的数学形式揭示出来。电磁学至此才开始成为一种科 学的理论。

在自然科学的历史上，一般只有当某一科学发展到了高峰，才可能用数 学公式表示成定律的形式。这些定律不仅能解释已知的物理现象，还可以揭 示出某些尚未发现的东西。·咸?鱼.看~书￠枉￠ ′更`芯′嶵￠哙?正如牛顿的万有引力定律在后来被人们所引用发 现了海王星一样，麦克斯韦在《论物理的力线》一文中，预见了电磁波的存 在。他指出，既然交变的电场会产生交变的磁场，而交变的磁场又会产生交 变的电场，这种交变的电磁场就会以波的形式向空间散布开去。麦克斯韦的 这篇论文，终于突破了法拉第的力线思想，作出了属于他的辉煌理论。这一 年，他只有31岁。

然而麦克斯韦并未满足自己已有的成果而举足不前，他仍然向电磁学领 域的更深处前进。1863年，他在别人的帮助下完成了他的第三篇论文《论电 学量的基本关系》，这是麦克斯韦电学研究中迈出的重要一步，在以往却常 常被人忽视。在这篇论文里，他推广傅立叶在热的理论中开始的程序，宣布 了同质量、长度、时间度有关的电学量和磁学量的定义，以便于提供对那种 二元的电学单位制的第一个最完整透彻的说明。他引入了成为标准的记号， 把量纲关系表示为用括弧括起来的质量、长度、时间量度的幂 （音mì）的乘 积，带有各自的无量纲的乘数。!零+点/看_书~ `已+发*布!醉,歆¨漳/结-在这一年，麦克斯韦已经找到了在电磁量与 光速之间的一个纯唯象性质的环节。

1865年，他发表了第四篇论文《电磁场的动力学理论》，为解决与光速 之间的纯唯象问题提供了一个新的理论框架。它以实验和几个普遍的动力学 原理为根据，证明了不需要任何有关分子涡旋或电粒子之间的力的专门假 设，电磁波在空间的传播就会发生。在这篇论文中，麦克斯韦完善了他的方 程式。他采用拉格朗日和哈密顿创立的数学方法，由该方程组直接导出了电 场和磁场的波动方程，其波动的传播速度为一个介电系数和导磁系数的几何 平均的倒数，这一速度正当等于光速。这一结果又再一次与麦克斯韦四年以 前的推算结果完全一致。至此电磁波的存在是确定无疑的了。由此，麦克斯 韦大胆的断定，光也是一种电磁波。法拉第当年关于光的电磁论的朦胧猜想， 经过麦克斯韦精心地计算而变成为科学的推论，法拉第与麦克斯韦的名字， 从此像牛顿与伽利略的名字一样，联系在一起，在物理学上闪烁着永久的光 芒。麦克斯韦在一封信上曾谈及他的这篇论文，他说：

“我在完成一篇包含光的电磁理论，在我确信相反的理论产生以前，我 认为这个理论是强大的武器。”

从1865年开始，麦克斯韦辞去了皇家学院的教席，开始潜心进行科学研 究，系统地总结研究成果，撰写电磁学专著。

六、 《电磁学通论》

经过了八年的艰苦努力，1873年，麦克斯韦的一部电磁学专著终于问世 了，书名叫作《电磁学通论》。

在《电磁学通论》中，麦克斯韦比以前更为彻底地应用了拉格朗日的方 程，推广了动力学的形式体系。这一时期前后，英国和欧洲大陆的数学家中 间普遍倾向于更广泛地在物理学问题中使用分析动力学的方法，麦克斯韦的 做法与数学家的方法不谋而合。而且他的方法和见地新颖，使很多人为之吸 引。通过把这种流行的研究倾向动用于电磁学，他使时尚变成了他特有的结 果。麦克斯韦采用风格极为新式的关于项的对称性与矢量结构的论证，以最 普遍的形式表示出电磁系统的拉格朗日函数。麦克斯韦对拉格朗日方法的运 用，就其几