麥克斯韋的電磁理論為什么被稱為“上帝的神來之筆”？

《電磁學通論》是麥克斯韋在1873年出版的一部科學專著。這本著作建立了能夠概括所有電磁現象的實驗定律，深刻揭示電磁現象本質，并且提供系統地解決問題方法的理論，是電磁學的經典理論著作。

1873年，麥克斯韋出版了他的電磁學專著《電磁學通論》。這部著作全面而系統地總結了電磁學研究的成果，成為電磁學的經典理論著作。

19世紀40年代，電磁學的實驗定律都已經建立了。1854年，麥克斯韋在劍橋大學畢業并留校任教不久，就讀到了法拉第的名著《電學實驗研究》，立即被書中的實驗和新穎的見解吸引住了。他仔細地研讀了這本書，發現法拉第作為實驗大師，有許多過人之處，但是他幾乎沒有數學功底，只能用直觀的形式來表達自己的創見。而這在當時被認為是致命的缺陷。因為當時人們普遍認為，數學描述是物理學的關鍵。如果不能用數學術語描述，那么這個物理假說有可能是錯誤的。麥克斯韋很想建立能夠概括所有電磁現象的實驗定律，深刻揭示電磁現象本質，并且提供系統地解決問題方法的理論，即理論電磁學。因此，當時只有23歲的麥克斯韋，就將建立這個理論作為自己的奮斗目標。

麥克斯韋從小熱愛科學，喜歡提出各種各樣的問題，且學習成績優異，14歲的時候就在學術刊物上發表了一篇關于二次曲線作圖問題的論文。16歲時考入了蘇格蘭最高學府愛丁堡大學，學習物理和數學。19歲時考入著名的劍橋大學三一學院，受到了著名的數學家和物理學家霍普金斯的器重和悉心指導，打下了良好的數理基礎。此外，麥克斯韋還十分注重實驗，精通實驗技術。1871年，他受聘為劍橋大學物理實驗室主任，領導籌建了著名的卡文迪什實驗室，從設計到儀器配置他都親自過問。這間實驗室曾使好幾位科學家獲得諾貝爾獎。所有這些，為麥克斯韋對于電磁理論的研究和用數學分析方法總結實驗成果鋪平了道路。

要建立理論，首先要確定物理模型。電磁學的基本問題是：空間隔開的兩個電荷（或電流）是怎樣建立起作用的？當時有兩種觀點。一種觀點認為空間是絕對虛空的，電荷不要媒介而直接作用，這是超距作用觀點。這種觀點是錯誤的。另一種觀點認為，電荷、電流通過電磁場建立作用力。這種觀點被稱為近距作用觀點。法拉第堅持這一觀點，首先提出了“力線”概念和“場”這個物理模型。當年輕的麥克斯韋閱讀法拉第的著作時，確信其中包含的真理，并悟出了力線思想的寶貴價值。經過十多年的努力，麥克斯韋終于把法拉第的電磁理論變成了精確的數學形式。他用數學方法把電流周圍存在的磁力線的特征，概括為一個矢量微分方程，導出法拉第的結論。各種各樣的電磁現象均能通過這一方程得到解釋。麥克斯韋的理論證明了電和磁是不可分割的；電荷的振蕩會產生電磁場，這種變化的電磁場將以一個固定的速度向外輻射電磁波，而且算出電磁波在真空中的傳播速度與光速相等，說明光也是一種電磁現象。至此，經典電磁理論體系建立起來。

愛因斯坦曾經說，麥克斯韋的理論“簡直就是一場革命”。奧地利物理學家玻爾茲曼曾引用歌德《浮士德》中的一句話稱贊這一理論說：“這種符號簡直是上帝的神來之筆。”