麦克斯韦方程组的文化阐释

摘要：麦克斯韦方程组的诞生的关键是“位移电流”的思想实验，这不是从电磁学经验公式的前提中用数学方法演绎出来的；麦克斯韦方程组以一种公理关系的方程组形式表达了电磁场的本质，表现了物理学进步的真正特征。对麦克斯韦方程组的文化阐释提供了对演绎与归纳意义的深层理解，使我们能够领悟到思想形象与表达形式之间本质性的统一性在人类理性思想中的作用和它们的文化影响。麦克斯韦方程组的产生，形式、内容和它的历史过程供了一个从科学理论中展现文化意义的机会，同时给文化阐释提供了一个最适用的案例。

本文之所以选择麦克斯韦方程组作为案列，是因为麦克斯韦方程组所具有的特殊性，这种特殊性已经在许多场合中被广泛引以为据，但也存在某些误解。麦克斯韦方程组可以看作是物理学的一个特殊的分界标志，一方面，它与经典物理学（牛顿力学、光学、热力学等）完全不同，他给现代社会带来的成果是有目共睹的；但另一方面，它又被看成是古典意义的，以区别于以相对论、量子力学等全新的现代物理学，这种特殊的地位使它具有一种历史性意义，但是这种意义在物理学的视界里是无法完全显现的，因此它需要文化意义的阐释，这种阐释的自身也是一种科学与人文之间的大文化。事实上，许多具有重要意义的物理概念总是在一种更广泛的文化意义上被重新阐释而被运用，比如，物理学的“场”的概念现在就己深深渗透到人们的思想观念中，并在许多领域得到应用，格式塔心理学(Gestalt Psychology)的心理场（Psychological field）就是一例。

１.　物理学中的麦克斯韦方程组

麦克斯韦(James Clerk Maxwell 1831 - 1879)是一个集电磁学大成的伟大物理学家，他在库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等人的一系列发现和实验成果的基础上，建立了完整的电磁场理论，麦克斯韦的工作在物理学意义上的关键在于发现了交变电场可以产生（交变）磁场，在这以前，安培定律己表明，电流可以产生磁场，法拉第定律则表明，变化的磁场可以产生电场，但是当时的实验物理学家都没有发现变化的电场可以产生磁场这样的事实，因为当时的实验条件达不到可以观察这种现象的水平，这样，虽然库仓定律、安培定律、法拉第定律已在当时为大家所熟悉并有了应用，但人们并没有发现它们之间重要的内在关系，顶多只不过把它们一起归结电与磁的共有现象。麦克斯韦不是实验物理学家，他在理论物理领域内工作，他的实验室是思想，他的工...