麦克斯韦方程组的答案分析
一直被认为是极端抽象高深的麦克斯韦方程组是根本无法用初等讲述方法解读的，症结就卡死在人们不知道位移电流怎么流，更不知道发生了电位移的某种东西是一个什么样的物理实体。
美国一本质量很高的科普书极力试图用初等讲述方法来表达麦克斯韦方程组的基本含义，写道：“离开高等数学，就不可能精确地叙述麦克斯韦方程，因此我们只能用简单的描述性的表达来说明每个麦克斯韦方程的意义。方程1——电场线从正电荷散发出来而在负电荷处会聚。方程2.磁场线总是呈闭环状。方程3.变化的磁场产生电场。方程4.磁场既可以由运动的电荷产生，也可以由变化的电场产生。”虽然这样的解释使读者根本领会不了方程组的答案及深层意义，但作者还是尽了最大的努力，给了普通读者很大的启发。
而即使有了高等数学知识，如果不懂得电子结构和位移电流真相，麦克斯韦方程组的答案和深层意义还是无法分析解读的。美国《伯克利物理学教程》用方框列出麦克斯韦方程组后，作者解释道：“这是在有电荷密度ρ和电流（即运动电荷）密度J存在的情形下，对真空中的场写出的。第一个方程是法拉第感应定律。第二个方程表示磁场对位移电流密度（或电场的时间变化率）和传导电流密度（或电荷的运动速率）的依赖关系。第三个方程相当于库仑定律。第四个方程表明，除了电流外，没有其它磁场源。”
该书第319页、第322-323页还写道：“麦克斯韦在致力于解释法拉第对电学的研究结果以后，着手从数学上来阐述电和磁的理论。麦克斯韦未能发现相对论——那是50年以后的事了。……然而，当麦克斯韦的理论提出时，我们一直在讨论的ðE/ðt项却十分自然地出现在他的公式中。麦克斯韦称之为位移电流。他研究真空中的电场，也研究固态物质中的电场。而且当讲到位移电流时，他常常也把一些运动电荷包含在内。事实上，麦克斯韦把空间本身看作是一种介质——以太；所以即使没有固态物质存在，位移电流也在某种东西中发生。”那么，位移电流究竟发生在什么样的物质实体中呢？“注意ðE/cðt，它表现为传导电流分布的延续，麦克斯韦称之为位移电流，这个名称一直沿用下来，虽然现在看来已经不很恰当了。”位移电流被认为是没有电子流动的神秘莫测的电流，看来后人正是因为对其百思不通、莫名其妙就认定位移电流概念是不恰当的了。
这里必须指出，该书作者有一句话欺人太甚，我需要对他提出正告：如果天使麦克斯韦多活上20年，是不会有相对论出笼的！
今天人类需要明确：电流的本质是电子结构之中正负电荷位置的变化移动，是在电子结构整体屏蔽下，负电荷的电心在正电荷的电身上的位移，径直位移是直流电，往复位移是交流电，但两者在本质上即量子化基元性的意义上都是电荷之间的脉动位移。而磁场的根源是正电荷的电身对于电心的反弹作用力形成的。
麦克斯韦方程组有很多版本，四个方程式的排列次序也不尽相同。现在我根据中国赵凯华、陈熙谋教授编著的《电磁学》第879页上所列的高斯单位制的积分形式组的排列次序进行答案分析。关于这种答案是怎样具体求解到的，请参见我的博文《麦克斯韦方程组的简捷解法和答案》。
第（1）式可直接计算，答案是：每平方厘米空间的固有的自然的电位移量或电位移梯度是12.56静电库仑，换算成有理制是每平方米2.65×10-7库仑。现在我们可以领悟，是宇宙空间3开度背景辐射提供了空间元网络脉动的能量，并作用于电子；而在电子结构中，电心脉动起电作用的强度比电身脉动起磁作用的强度大了近十万倍，于是决定了在电子占据的空间中产生自然的固有的电荷位移量。
但是把第（1）式先直接解读成库仑定律来演算，理解分析的效果更好。因为根据库仑定律和实验验证，有8.99×109牛顿=库仑平方/米2 ，8.99×109牛顿/库仑=库仑/ 米2 ，8.99×109伏特/米=库仑/ 米2 ，这表示在每米1伏特的电场强度下，每平方米空间可发布的电荷量是1.113×10-10库仑，反之，当1.113×10-10库仑的电荷集中于1平方米空间平面上时，这个平面上对外的张力就是1牛顿。麦克斯韦方程通过电场强度的面积分计算出自然空间的电位移梯度是每平方米2.65×10-7库仑，表明了真空具有电位，因此真空具有结构，普朗克常数显示空间的结构是格子网络型的。
对于第（2）式，我采用还原法的窍门，先把方程式化简并密切联系实际意义。这是因为（2）式表示最基本的法拉第电磁感应定律。在赵陈《电磁学》第487页演绎并证明了（2）式的来源是因为“式中的面积分的区间S是以环路L为周界的曲面。当环路不变动时，可以将对时间的微商和对曲面的积分两个运算的顺序颠倒，则得”。因此，我所谓的还原法意思很明确，即把对时间的微商和对曲面的积分两个运算的顺序重新颠倒过来。
参见我对（2）的演绎，经过还原变换后，对时间的微商d/dt就成了未知数。但是麦克斯韦方程组是高度统一的整体组合，我们可以在第（4）式的变换与第（1）式的关联中解得d/dt=1/秒。这样，（2）式的答案也就确定了：每平方厘米的磁场脉动对于电场的反弹作用产生的电动势为-3.333×10-10静电伏特，相当于有理制的-1.111×10-12伏特。但是要人们理解这个答案的实际意义是极端困难的，最终还要通过我的灯火静磁发电器的事实来证明。我将在解完全组后把式（2）与（4）结合起来阐明其深刻含义。
第（3）式的答案最直接明确，即磁通量的环流或管流等于零。但是深刻理解它的含义却是通晓方程组总体意义的关键。我打形象化的比方就是：如果把一根圆柱体永久磁铁插在螺线管线圈中静止不动，磁感应线就等于处在一段管子中，穿进与穿出的磁力线量相等就不能使螺线管线圈感应出电流。因此麦克斯韦方程组求索的最终目标其实是如何克服第（3）式规律造成的困难，通过改变磁场作用的方向，来取得高效率的电力。
第（4）式就是最著名最迷人的麦克斯韦全电流方程式了。但是现在人们把麦克斯韦全电流方程式的根本含义完全理解错了。这里，我还需要通过式（3）把（2）和（4）的意义结合起来阐述。虽然磁场的管流等于零，但是磁铁棒对于套在外圆上的导线上的微观结构还是产生重大影响的，即导线上的电身排列被磁铁棒的磁力拉动锁住了，在磁铁棒插入或拔出线圈时有短暂的电流可证明这一点。因此在磁铁静止的情况下，电身本身还存在固有的振动或脉动，决定了静磁场也存在着磁元本身的振动或波动基元变化率。要形象思维和理解这个含义，我比方一个人虽然静止不动，但是他的心脏有稳定的脉搏。麦克斯韦方程组的背景和自然导向就是振动与波动，因此可以演绎成波动方程而证明电磁波的理论性存在。比方一个人虽然他原地不动时不能做功，但他是活人，他心脏的搏动也可能对贴身的物体做功。因此，在每个电子的内部，电身的脉动对于电心还是具有反弹作用力，可以形成一种推动电心位移的基本电动势。第（2）式显示，我们如果用热波使电身脉动起来，就能够取得电动势发电，因此（2）式实际上表示了一种发电器电路，虽然磁通量的变化率以每秒一个周期不可人为地改变，电动势极其微弱，但方程式却已经指明：只要极大地提高磁感应强度和拓展出极大的磁作用面积，高效率的电力是可以取得的。这个方程式今后还便于用来发电工程与实验计算，计算的结果只要根据材料品质因数打个折扣就可以了。
第（4）式也可以作为发电器的起电电路及计算公式。我们用光波可使电心直接脉动，更能够直接产生电流。由于自然状态的电子是电中性的，电心从96484个电身台阶拾级而下时，每一个电身都象一块弹簧板产生反弹力形成了磁场，这个磁场反过来也会推进电心的位移。
对于麦克斯韦全电流永远是连续的说法，我们必须有正确的深刻的理解。可叹现在人们把全电流的概念完全歪曲了。什么叫全电流，顾名思义，流通在电路上的完全的完整的全部的电流也。因此，对于全电流方程式，绝不应该凭想当然地加以歪曲。我们必须按照它的本来面目忠实地直接解读为：一股径直位移电流产生的磁场强度的环路，可以包围是该股电流强度两倍的两股电流。自然空间中1奥斯特的磁场强度的每1厘米的环路，可以包围是产生该磁场的径直位移电流12.56×10-7安培两倍的两股脉动位移电流，其量值是25.12×10-7高斯制安培，等于有理制的3.333×10-10安培。
现在的人们会对我这样的解读分析要万分惊诧地感到荒谬绝伦可悲。但我是严格忠实于麦克斯韦方程组本来面目的，因为全电流方程式中明明白白写着是两项电流之和。而麦克斯韦是严格忠实于电磁学实验研究中的确凿事实的。我提醒人们不要忘记了磁场强度是怎样测定的？磁场强度明明是根据两股同向电流之间的作用测定的。还有，电流强度是怎样定义的？为什么安培磁称必须使用两股电流？在同一个磁场强度的环路中明明存在着两倍的两股电流！可是所有这一切在遭受汤姆孙误导之后，都被人们忘记的一干二净了！现在，第六次科技大革命开始了，需要有更多的中国人首先觉醒，去唤起西方学术界恍然大悟！
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