科學(xué)故事與哲理，麥克斯書方程組的由來

麥克斯韋從法拉第的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析技巧，導(dǎo)出了著名的電磁方程組（現(xiàn)稱為麥克斯書方程組）。他提出了兩個(gè)基本假設(shè)作為自己的理論基礎(chǔ)。

第一個(gè)假設(shè)：如果在導(dǎo)體中出現(xiàn)了電場(chǎng)，則這個(gè)電場(chǎng)就使導(dǎo)體內(nèi)的電荷沿導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，這樣導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生了電流（傳導(dǎo)電流），而電流又在自己周圍建立起渦流狀的磁場(chǎng)。

第二個(gè)假設(shè)：如果有一個(gè)形成閉合回路的導(dǎo)體，而穿過這一回路的磁通量是變化著的，那么在此導(dǎo)體中將產(chǎn)生電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

麥克斯韋從這兩個(gè)假設(shè)出發(fā)，得到了一個(gè)普遍性的結(jié)論：電場(chǎng)的任何變化都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)；反之，磁場(chǎng)的變化會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。

1864年，麥克斯韋根據(jù)法拉第有關(guān)電與磁關(guān)系的一系列實(shí)驗(yàn)和自己取得的理論，又進(jìn)一步推導(dǎo)出一個(gè)結(jié)論：存在著電磁波，而光的本性就是電磁波。

麥克斯韋的理論是深?yuàn)W的，人們望而生畏，而且不免要問：電磁波的存在是真實(shí)可靠的嗎？麥克斯韋這個(gè)理論，是純屬假設(shè)性的理論，它還有待于實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

1887年的一天，在一間漆黑的實(shí)驗(yàn)室里，德國(guó)青年數(shù)學(xué)家赫茲正在用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，他在兩個(gè)金屬小球上接上高壓交流電，“吱——吱——”小球中間跳出了電火花。如果麥克斯韋的理論是正確的，這時(shí)應(yīng)該有電磁波輻射。赫茲屏氣凝神，眼睛盯住實(shí)驗(yàn)室另一頭那個(gè)電磁波接收器——那也是兩個(gè)金屬小球，中間用一根彎曲成環(huán)形的粗銅絲連接。他調(diào)整距離、方向，忽然，“吱——吱——”，接收器的兩個(gè)小球之間也跳過了一個(gè)很小的藍(lán)色火花。能量躍過了空間，這是波！電磁波就這樣真實(shí)地出現(xiàn)了。赫茲測(cè)定了電磁波的頻率和波長(zhǎng)，算出它的傳播速度，剛好是每秒三十萬(wàn)公里一—光的速度，和麥克斯韋預(yù)言的一樣。電磁場(chǎng)論勝利了1轟動(dòng)了全世界。

麥克斯韋從法拉第的實(shí)驗(yàn)出發(fā)，上升為完整的理論，使之從不完善到相對(duì)完善，然后這個(gè)理論又得到赫茲實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。電磁場(chǎng)論的發(fā)展道路就是法拉第一—麥克斯韋—一赫茲，也就是實(shí)驗(yàn)——理論——再實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐——認(rèn)識(shí)——再實(shí)踐的過程，它完全符合認(rèn)識(shí)發(fā)展的辯證規(guī)律。