物理数学好图 麦克斯韦:对方程两端取div,这样,在左方为0,于是推出电流的闭合性 (图)



法拉弟的物理思想和麦克斯韦理论在历史上的区别,在很大程度上是构思和执行的区别。这种区别没有减弱法拉弟伟大的科学功绩。相反,愈是放在更大的历史的逻辑范围上对构思和执行进行区分,就会愈加明显地看出这种构思该是何等的勇敢和富于独创性。试图证实用近作用观念和远作用观念对静止的,稳定的和似稳场诸现象作出解释的不等价性这一工作,已为能够预见一些实验的,严格的理论所取代。在对这些实验的解释中,近作用和远作用实际上就是不等价的。在麦克斯韦的理论中,电场和磁场强度是最基本的变量。这两个变量是四个独立变量,即三个空间坐标和一个时间坐标的函数。 麦克斯韦怎样得到这些方程呢?我们先要使读者注意到这一点,现在的麦克斯韦方程是由于赫兹的工作而获得的。 毕奥、萨瓦尔和安培定律被概括为以下方程: 这里 是磁场强度,而 是电流密度。 电磁感应定律用以下方程表示: 这里 是电场强度而 是磁感应强度。 麦克斯韦在把电流的概念加以推广并且引入用电场的感应对时间的导数进行量度的位移电流的概念以后,麦克斯韦的方法(即力图把物理意义赋予抽象的数学场论)给他带来巨大的胜利。位移电流具有和传导电流相同的物理实在性。麦克斯韦假定位移电流也可以建立磁场。相应地在第一个麦克斯韦方程中,这一电流添加在传导电流的后面。于是我们得到 (这里, 是电感应强度矢量)要是对方程两端取div,这样,在左方为0,于是推出电流的闭合性。 这里要着重指出,法拉第的实验,以及麦克斯韦所知晓的全部实验并没有给他提供写出上面这个方程的准则。[48]他所以写出来正是由于这种天才的推测而这种推测也正是光的电磁理论,波动方程(因而也就是近作用的主要证据)的基本出发点,同时也是没有电荷出现时电磁场的图景。
