简介
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell，1831年6月13日〜1879年11月5日），出生于苏格兰爱丁堡，英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。1831年6月13日生于苏格兰爱丁堡，1879年11月5日卒于剑桥。
麦克斯韦方程组（Maxwell’s equations）是英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦在19世纪建立的一组偏微分方程，描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间的关系。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。从麦克斯韦方程组，可以推论出光波是电磁波。麦克斯韦方程组和洛伦兹力方程共同形成了经典电磁学的完整组合。1865年，麦克斯韦建立了最初形式的方程，是由20个等式和20个变量组成。
麦克斯韦方程组微分形式：
\(\mathrm{\nabla}•\vec{D}=ρ_e\) ;
\(\mathrm{\nabla}\times\vec{E}=-\frac{\partial\vec{B}}{\partial\ t}\) ;
\(\mathrm{\nabla}•\vec{B}=0\) ;
\(\mathrm{\nabla}\times\vec{H}=\vec{j}+\frac{\partial\vec{D}}{\partial\ t}\) .
对于各向同性的线性物质、导电物质，有
\(\vec{D}=\varepsilon\vec{E}\) ;
\(\vec{B}=\mu\vec{H}\) ;
\(\vec{j}=\sigma\vec{E}\) .
考虑无限大均匀介质在远场条件的情况下，微分形式的麦克斯韦方程组写为
\(\mathrm{\nabla}•\vec{E}=0\)…………①
\(\mathrm{\nabla}\times\vec{E}=-\frac{\partial\vec{B}}{\partial\ t}\)…………②
\(\mathrm{\nabla}•\vec{B}=0\)…………③
\(\mathrm{\nabla}\times\vec{B}=\varepsilon\mu\frac{\partial\vec{E}}{\partial\ t}\)…………④
对②取旋度并代入④：
\(\nabla\times\left(\nabla\times\vec{E}\right)=-\frac{\partial}{\partial\ t}\left(\nabla\times\vec{B}\right)=-\varepsilon\mu\frac{\partial^2\vec{E}}{\partial\ t^2}\)
又因为
\(\nabla\times\left(\nabla\times\vec{E}\right)=-\nabla^2\vec{E}+\nabla∇•E=-∇2E\)
故
\(\mathrm{\nabla}^2\vec{E}-\varepsilon\mu\frac{\partial^2\vec{E}}{\partial\ t^2}=0\)
同理可得
\(\mathrm{\nabla}^2\vec{B}-\varepsilon\mu\frac{\partial^2\vec{B}}{\partial\ t^2}=0\)
在真空中，波速即为真空光速
\(c_0=\frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}}\)
麦克斯韦预言了电磁波的存在，并根据电磁波速与光速的比较，猜测光是一种电磁波。即麦克斯韦并没有预言光速，也没有预言光速不变。
我以为，光是一种状态，光速是这种状态在空间中的传播。速度概念不适用于描述这种状态在空间中的变化。光速不变仅仅是速度概念的局限性。比如，若力的传播也有速度，那么其速度应该也等于c这个常数。而光的能量是该状态相对于被作用物质的势能。