论“场”和“源”的统一――再论麦克斯韦方程组的意义 (2001年)

在讨论麦克斯韦方程组的意义时，首先需要理解电磁场的特性和位移电流的概念。电磁场是由电荷产生，并且可以由变化的电磁场相互激发。这种相互激发现象说明了场的独立性和动态性，即场不仅由源产生，还能够在没有源的情况下自存和自我更新。 电磁场的基本特性是能够对带电粒子施加作用力。利用变化的磁场产生涡旋电场来加速带电粒子是电磁感应现象的一个应用实例，也是麦克斯韦方程组中一个重要的物理意义。 麦克斯韦方程组是一组描述电磁场与电荷、电流之间关系的微分方程。其中方程(2)和(4)是讨论变化的磁场和位移电流产生电场和磁场的关键方程。历史上，关于位移电流是否能产生磁场一直存在争议，而亥姆霍兹提出的三个假设以及赫兹的实验结果最终证明了位移电流确实能够产生磁场，这一发现是麦克斯韦方程组成立的关键证明。 在电磁场的发展历程中，麦克斯韦方程组被认为是电磁波存在的证明，它表明了电磁场可以脱离电荷源或电流源独立存在。对于似稳条件的理解是，忽略电磁扰动时，位移电流被认为不会激发磁场。不过，这一观点在文献中有不同的解释和证明，而实际上位移电流确实能够产生磁场。 讨论中还涉及了推迟势的概念，这是电磁辐射的另一种表现形式。推迟势反映了电磁作用是以有限速度传播的。一些文献片面地理解推迟势，认为场只是源的被动反映，而没有认识到场的物质性和动态性。实际上，场和电荷、电流是相互制约的，电荷和电流的分布会受到场的影响。 麦克斯韦方程组的意义在于它揭示了电磁场与电荷、电流之间的动态关系，说明了“场”和“源”应该是统一的。这一理论对于现代物理学的发展具有深远的意义，特别是在电磁理论和电动力学等领域。通过这些讨论，我们可以更好地理解电磁现象的本质，并且在实际应用中，例如在设计感应加速器和其他电磁设备时，可以更加有效地利用电磁场的特性。