假如說要推選人類文明以來最偉大的公式，這么麥克斯韋等式組可以說是毫無疑惑的第一電磁感應的公式，麥克斯韋的公式融合了高斯磁定理、高斯定律、法拉第定理、安培定理，這個多項式組是人類歷史上空前絕后的化學學大一統(tǒng)。它被評價為“一般地，宇宙間任何的電磁現(xiàn)象電磁感應的公式，皆可由此等式組解釋。”！回答麥克斯韋等式組究竟有幾個公式，可以說是考驗一名數(shù)學研究者是否合格的究級利器。
雖然像愛因斯坦這樣偉大的科學家，都在緊隨麥克斯韋的步伐，想要更進一步，旨在于找尋一種統(tǒng)一的理論來解釋所有互相作用，從而解釋宇宙的一切化學現(xiàn)象。其實他并沒有成功，并且構(gòu)建統(tǒng)一理論的思想?yún)s一直吸引著成千上萬的化學學家們…而這一切，如同我說的，都是源自麥克斯韋多項式～
那麥克斯韋多項式組到底是怎樣樣的呢？我們先來說說麥克斯韋這個人。
在數(shù)學學的殿堂劍橋?qū)W院三一大學。這兒誕生了許多在時代中具有重大影響的科學家，其中就包括麥克斯韋。
麥克斯韋在三一大學期間，他開始即將研究法拉第的《電學的實驗研究》，18世紀五十年代，熱學的研究主要步入了兩個階段，一是韋伯在牛頓的“超距作用”的傳統(tǒng)觀念基礎下所做的綜合二就是法拉第的力線學說。
可惜法拉第的語文水平不高，都是使用的直觀的方式來抒發(fā)，而并非嚴謹?shù)倪壿嬚撟C。所以微博的學說大行其道！
麥克斯韋在勤于研究了法拉第關于電磁學方面的新理論和思想以后，深信法拉第的新理論包含著真理。于是他抱著給法拉第的理論“提供物理方式基礎”的心愿，決心把法拉第的天才思想以清晰確切的物理方式表示下來。
在經(jīng)過十幾年的研究以后，1873年麥克斯韋于1873年出版了科學名著《電磁理論》。系統(tǒng)、全面、完美地闡釋了電磁場理論。這一理論成為精典數(shù)學學的重要支柱之一。他還預言了電磁波的存在，電磁波的存在也即將敲開了現(xiàn)代無線通訊的房門。
他完善的電磁場理論，將熱學、磁學、光學統(tǒng)一上去，是19世紀數(shù)學學發(fā)展的最光輝的成果，是科學史上最偉大的綜合之一。可以說，沒有電磁學就沒有現(xiàn)代鉗工學，也就不可能有現(xiàn)代文明。
而麥克斯韋為了把電磁場理論由介質(zhì)推廣到空間，假定在空間存在一種動力學以太，它有一定的密度，具有能量和動量：它的動能彰顯磁的性質(zhì)，勢能彰顯電的性質(zhì)，它的動量是電磁最基本的量，表示電磁場的運動性質(zhì)和傳力的特點。在1865年，他提出了一共包含20個變量的20個方程式，即知名的麥克斯韋等式組。他在1873年嘗試用四元數(shù)來抒發(fā)，但未成功！
四元數(shù)
在當時，麥克斯韋卻的學說卻并沒有得到承認，正如當年你們把亞里士多德的專著奉為神典永無錯漏通常，18世紀的科學家也將牛頓奉為神明。
麥克斯韋為了推廣自己的電磁學理論，最終積勞成疾，在1789年不幸離世，所以到逝世也沒有將自己設想的公式完美地抒發(fā)下來。
直至1884年，奧利弗·赫維賽德和約西亞·吉布斯以矢量剖析的方式重新抒發(fā)，才有了如今我們所見到的麥克斯韋等式組！
奧利弗·赫維賽德也是一個傳奇，他由于患有哮喘，眼睛聽不清楚，卻自學成才，他將麥克斯韋付出由四元數(shù)改為矢量，將原先20條等式減到4條微分等式。
而吉布斯則奠定了物理熱力學的基礎，他成立了向量剖析并將其引入物理化學之中，更將麥克斯韋等式組引入數(shù)學光學的研究。這兩個人合理建立了我們現(xiàn)今所見到的麥克斯韋抒發(fā)方式！
麥克斯韋等式組，確切地勾勒出電磁場的特點及其互相作用的關系。這樣他就把混亂紛紜的現(xiàn)象歸納成為一種統(tǒng)一完整的學說。麥克斯韋多項式在理論和應用科學上都早已廣泛應用一個世紀，可以說麥克斯韋等式組建立了現(xiàn)代文明的基石。
麥克斯韋通常主要有積分方式和微分方式，其中等式組中H為磁場硬度,D為電通量密度,E為電場硬度，B為磁路密度。J為電壓密度,，ρ為電荷密度。在采用其他單位制時,等式中有些項將出現(xiàn)一常數(shù)因子,如光速c等。
積分方式的麥克斯韋等式組是描述電磁場在某一體積或某一面積內(nèi)的物理模型，其中第一個公式式是由安培支路定理推廣而得的全電壓定理，第二個公式是法拉第電磁感應定理的表達式，第三個公式是表示鐵損連續(xù)性原理，最后一個公式是高斯定理的表達式。
麥克斯韋等式組的積分方式既描述了電場的性質(zhì)，也描述了磁場的性質(zhì)，也描述了變化的磁場迸發(fā)電場的規(guī)律，更描述了傳導電壓和變化的電場迸發(fā)磁場的規(guī)律。
它反映了空間某區(qū)域的電磁場量(D、E、B、H)和場源(電荷q、電流I)之間的關系。在電磁場的實際應用中，常常要曉得空間逐點的電磁場量和電荷、電流之間的關系。而微分方式就是麥克斯韋等式組積分方式在物理方式下的轉(zhuǎn)化！
這就是說，實際上麥克斯韋的工作早已沖破精典數(shù)學學和精典物理的框架，只是因為當時的歷史條件，人們一直只能從牛頓的精典物理和熱學的框架去理解電磁場理論，這也是為何當時你們并不了解麥克斯韋電磁學理論的誘因。
直至赫茲經(jīng)過反復實驗，發(fā)明了一種電波環(huán)，用這些電波環(huán)作了一系列的實驗，總算在1888年發(fā)覺了人們懷疑和期盼已久的電磁波。
赫茲的實驗公布后，震驚了全世界的科學界，由法拉第開創(chuàng)、麥克斯韋總結(jié)的電磁理論，至此才取得了決定性的勝利。
赫茲實驗裝置
化學學歷史上覺得牛頓的精典熱學打開了機械時代的房門，而麥克斯韋電磁學理論則為電氣時代走向現(xiàn)代文明奠定了基石，其中麥克斯韋電磁學理論的核心就是麥克斯韋多項式。
隨著化學學的不斷發(fā)展，你們也更加地認識到這個等式組的偉大，在這個等式組中延展下來的“場”概念，使當時許多化學學家得以從牛頓“超距觀念”的禁錮中甩掉下來，普遍地接受了電磁作用和引力作用都是“近距作用”的思想。愛因斯狹義相對論的完善,基于麥克斯韋的電磁場理論(依據(jù)光速不變性和真空中麥克斯韋多項式)。
1879年是麥克斯韋去世的一年,又是愛因斯坦誕生的一年。這真的是一個有趣的巧合。
它所闡明出的電磁互相作用的完美統(tǒng)一，為化學學家樹立了這樣一種信念：物質(zhì)的各類互相作用在更高層次上應當是統(tǒng)一的。
這也是為何自量子熱學和相對論誕生以來的100多年，無數(shù)科學家想把兩者融為一體。
這也是為何你們都覺得麥克斯韋多項式組是世界上最完美的公式的誘因。