1820年,丹麥科學家奧斯特通過偶然發現的磁針偏轉現象,提出電流存在磁效應。


    此後不久,畢奧和薩伐爾提出了著名的畢奧-薩伐爾定律,可以算出任意電流在空間中產生磁場的大小。


    安培發現了一個更實用更簡單的計算電流周圍磁場的方式,這就是安培環路定理。


    1831年,法拉第提出了電磁感應定律。


    1837年,法拉第引入了電場和磁場的概念。


    1855年,麥克斯韋讀了法拉第的著作《電學實驗研究》,被書中各種各樣的電磁感應實驗所吸引,正式開始研究電磁學。


    威廉·霍普金斯對麥克斯韋說:“你看了法拉第的那麽多的實驗,有沒有什麽感觸。”


    麥克斯韋說:“有,既然電與磁都可以看成一迴事,那我們需要在數學上來統一描述才可以。”


    威廉說:“那就免不了要找到很多新的概念了,我看到你建立了很多模型,我感覺你腦子裏想的是正確的,但是難以把這樣的事情描述清楚。這在數學上已經是一個問題。”


    麥克斯韋試圖想用自己的大腦去思考這個最本質的問題。


    能想到的就是:


    在磁鐵不運動的時候電場線與磁場線是相互垂直的。


    電場線在不運動的情況下,包圍發生電場核心的凸包中穿透的電場線的數量是一定的。


    在電荷移動的時候,就會產生磁場線。


    磁場線是封閉沒有截止點的。


    沒有磁單級。


    麥克斯韋對威廉說:“這裏最麻煩的,就莫過於要用微積分的方程來描述這些抽象的運動了。”


    威廉說:“我知道你已經練就了這方麵的本領。你會完成這個工作。法拉第在這方麵不如你。”


    麥克斯韋說:“我要建立電磁之間的數學關係,需要引進力線。我要正式提出位移電流的概念。我還有把電場和磁場結合成電磁場。除此以外,我還有思考電磁場的作用是一種電磁波。”


    威廉說:“電磁波是什麽?你要說它可以作用在電場和磁場上。那是如何運動,速度有多快?”


    麥克斯韋說:“電場和磁場都是由電磁波產生的,是一種電波和磁波相互垂直的此消彼長的震蕩的一種東西,數學上很容易描述,就是不太好想,讓人不用一接受。速度的話,就是光速。”


    威廉說:“你真的懷疑電磁場跟光是同一迴事?”


    麥克斯韋說:“一種感覺,電場、磁場和光子都是一種東西。”


    威廉說:“你要是這麽說的話,那我們就是拭目以待了。”


    一直到他逝世的9年後,1888年,年輕的德國物理學家赫茲,通過實驗首次證實了電磁波的存在,才真正驗證了麥克斯韋理論的正確性。


    奧利弗·亥維賽改良了麥克斯韋方程組,從20個方程化成4個。

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