近日有人突然问我为什么maxwell方程是四个呢？说来这个问题简单又复杂。

 

关于这个问题我估计很多人都没有考虑过，麦克斯韦方程组是麦克斯韦（James Clerk Maxwell）建立的描述电场与磁场的四个方程，方程组的微分形式，通常称为麦克斯韦方程。 在麦克斯韦方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。

 

　　

 

 大家都知道，辩证唯物论核心是物质第一，意识第二。静止是相对的，运动是绝对的。电磁场作为一种物质当然是运动的，那么其必有运动规律，而支配电磁场这一物质的运动规律的方程就是maxwell方程。

从形式上看，它含有的四个方程分别为：电荷是如何产生电场的高斯定理；论述了磁单极子的不存在的高斯磁定律；电流和变化的电场是怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律，以及变化的磁场是如何产生电场的法拉第电磁感应定律。不仅分别描述了电场和磁场的行为，也描述了它们之间的关系，抽象点讲是讲述场源关系的。

电磁场理论中有一个最重要的定理就是亥姆霍兹方定理

“在有限的区域τ内，任意矢量场由它的散度、旋度、和边界条件（即限定区域τ的闭合曲面S上的矢量场的分布）唯一的确定。任一矢量场都可以表示为一个梯度场（无旋场）和一个旋度场（管形场）的叠加。”也就是任何一个矢量场都可以表示成无旋场和无散场之和。宏观电磁场有电场和磁场，要确定每一个量必须确定其旋度和散度，而maxwell方程就是采用散度和旋度来表示电磁场这一物质的运动规律的。电场的旋度和散度方程，磁场的旋度和散度方程一共4个！