在論文中,麥克斯韋引人了“位移電流”的新概念。他根據設計的理論模型,推導出兩個非常精煉的數學公式。麥克斯韋充分發揮自己在數學方麵的特長,用兩個高度的抽象的微分方程,在世界上第一次以明確的數學形式揭示了電磁現象的規律。

後來這兩個方程被稱為麥克斯韋方程組。它看上去很簡單,僅由幾個數學符號組成,然而它的含義卻非常複雜、深刻。

這組方程,從兩個方麵發展了法拉第的成就。一是位移電流的提出,它表明不僅電場隨時間變化將引起磁場,而且磁場隨時間變化也會產生電場。二是方程不僅完滿解釋了電磁感應現象,而且還可以解釋迄今為止人們所發現的一切有關電和磁的現象。磁場和電場總是密切聯係,互為因果的。正是這種交變的電磁場向空間傳播開去,就形成了人們當時並不知道的電磁波。

這是一篇劃時代的論文,它與1855年的《法拉第的力線》相比,有了質的飛躍。論文不再是對法拉第觀點單純的數學翻譯,而是作了重大的引申和發展。麥克斯韋經過創造性的總結,電磁現象的規律,終於被他以不可動搖的數學形式揭示出來。電磁學至此才開始成為一種科學的理論。

這篇論文一登出來立即引起廣泛的注意。尤其是對電學領域的科學家來說,更是具有很高的參考價值。著名的物理學家約瑟夫湯姆遜,這位電子的發現者後來曾回憶說:“那一篇論文,我還清晰地記得,當時我還是一個18歲的孩子,一讀到它,我就被它吸引得興奮極了!”

在自然科學史上,隻有當某一種科學達到了高峰,才可能用數學表示成定律形式。這些定律不僅能解釋已知的物理現象,還可揭示出某些尚未發現的東西。正如牛頓的萬有引力定律預見了海王星的存在一樣。

麥克斯韋還清楚地記得十多年前轟動一時的“海王星事件”。那時他還是愛丁堡中學的學生,可已經非常關注科學界的動態了。當時,有位年輕的劍橋大學的學生,根據牛頓的萬有引力定律,計算出有一顆尚未命名的行星對天王星有吸引力,而且他還推算出這顆行星的具體位置。這是一個大膽的預見,可是誰會去相信一個毫無名氣的青年學生的預見呢?

直到兩年後,又有一位法國的青年科學家勒威耶,也提出了同樣的預言,而且他的計算結果與那位劍橋大學學生得出的結果完全吻合,這才引起了英國天文台的重視。幾天後,卡勒在柏林天文台,根據他們指出的位置進行觀察,果然發現有一顆以前從沒發現的閃亮的行星,這就是我們現在知道的海王星。

看來,我們現在已掌握的很多定律、公式,其中不僅僅包含著它原來所代表的內容。如果我們善於發現,勇於探索,我們必定會探求出這些公式背後所隱藏的,許多不為人知的新的東西。

麥克斯韋深深意識到了這一點,他不僅是一個有遠見的物理學家,而且還是一個辛勤耕耘的探索者。他所取得的成功來之不易,為了推導這組方程,麥克斯韋不知度過了多少不眠之夜。他對千變萬化、浩如煙海的電磁現象進行了總結,花費了大量的心血和精力,光是他演算過的草稿紙,就足足可以裝幾麻袋。更別說他作的筆記和摘抄,以及整理的資料了。