麦克斯韦方程组在物理学中的地位和应用

麦克斯韦方程组在物理学中的地位和应用1831年6月13日，麦克斯韦出生，从此物理学注定要发生巨变，一个新的时代就要来临。

在麦克斯韦之前，电磁学已经取得了一些进展，电学中的库仑定律，磁学中毕奥-萨法尔-拉普拉斯定律，以及法拉第的电磁感应定律，但是还没有人能将电学与磁学同意起来，虽然已经发现了电学和磁学之间的千丝万缕的联系

1856年麦克斯韦发表了三篇论文的第一篇《论法拉第力线》，1862年《论物理力》，1865年《电磁场的动力学理论》。三篇论文的发表标志着麦克斯韦电磁理论的建立，实现了磁、电、光的统一，麦克斯韦也被誉为牛顿之后最伟大的物理学家。

《论法拉第力线》用数学方式解释了法拉第力线，建立了对电紧张状态的数学描述，提出了感生电场的概念。《论物理力线》：磁力及磁场能量，感生电场与变化磁场的关系，及位移电流概念。《电磁场的动力学理论》完成了场的概念的确立，位移电流的定量表示及电磁场方程组的建立。

以下为麦克斯韦方程组

总结起来，麦克斯韦的贡献是总结了前人的理论，提出了位移电流和涡旋电场的假设，并最终建立了麦克斯韦方程组。

麦克斯韦的另一大贡献是预言了电磁波的存在，并由赫兹于1988年实验验证了电磁波的存在。并指出光也是一种电磁波

电磁学定律是从电学实验中发现和总结出来的，当时发现（恒定的）电流可以产生（恒定的）磁场，这主要由安培定律表达，但是恒定的磁场却不会产生电流；另一方面，变化的磁场才可以导致电流的产生，这主要由法拉第定律表达，人们却没有与之对应的变化的电场的概念，这种电磁关系的不对称并没有引起当时实验物理学字的特别关注，因为在当时的实验条件下看不到这些现象。而麦克斯韦发现了这个问题，提出涡旋电场与位移电流的假说，实现了电学与磁学的同意。可以说这也是自然界的一种规律吧，万物都存在着联系，如果有一天你找到了某种联系，也许你就会改变整个物理学。

麦克斯韦电磁理论的产生是物理学史上划时代的里程碑之一，在以牛顿为代表的经典力学时代，所有的物理对象都是直观的或者可以认为是直观的，比如气体中的分子虽然是肉眼看不见的，但人们仍然把它们当作可以看见的小粒状物体，就象在显微镜下可以看到的灰尘一样，但是场却是一种人类感官无法直接或（在感官感觉的意义上）间接感受的对象，因此人类根本无法想象出“场”实际上会是一种什么“东西”，但是人们仍然相信它的存在，除了人们在它的间接的物理效应中被证实以外，另一个主要的原因就是人类可以有表达它们的数学形式，麦克斯韦方程组就是以优美的数学组合方式表达了电磁场，

这是一种对事物的本质的表达，因此人们在这种数学的确定性中坚信了它的“实际”存在。它以方程组的形式表达了场的存在，体现了电与磁的本质性共存性关系。麦克斯韦方程驵所具有的重要的物理学史的意义是，它扩展了人们对物质的认识，形成了新的物质概念和世界观。

如爱因斯坦所言:在麦克斯韦以前，人们以为，物理实在——就它应当代表自然界中的事件而论——是质点，质点的变化完全是由那些服从全微分方程的运动所组成的。在麦克斯韦以后，他们则认为，物理实在是由连续的场来代表的，它服从偏微分方程，不能对它作机械的解释。麦克斯韦方程式组实际上已经改变了物理学中最核心的力与力学的经典观念，对以后爱因斯坦的工作又或多或少产生一些影响，可以说，麦克斯韦的工作，成为了另一个新的时代的铺路石，这不仅是说的它的对实际生活的影响而是对人类对物质的认识的影响。

再有就是麦克斯韦电磁理论的现实影响。由麦克斯韦方程组推到出来的电磁波理论，实现了电、磁、光的融合，为以后无线通信奠定了基础，间接促成了信息化时代的到来，也许，当我们使用者身边便捷的手机等通信产品时，看着电视，听着广播的时候，应该默默缅怀一下麦克斯韦。

由麦克斯韦的工作对我们以后科研的影响：

①任何人做研究的时候都不可能脱离前人的工作而由自己去建

立一个大厦（无论是多么聪明的人都不可能，尤其是在科学飞速发展的现代）

②要善于利用数学的方法来研究所遇到的问题，实验在物理发

展中有重要的作用，但也不能忽视理论分析的作用。

③要有坚持自己观点的勇气，即使自己的观点与别人的大象迥

异，得不到别人的赞同。

④哲学观点对科研的指导意义。