法拉第在4年以前曾经注意到《论法拉第的力线》一文，但是作者是这 么年轻有为的人是他所没有料到的。当麦克斯韦向他征求有关的意见时，法 拉第说：“我从不认为自己的学说就是真理，但你是真正能够理解它的人。” 法拉第沉吟片刻后说：“这是一篇出色的文章，但你不应该停留于用数学来 解释我的观点，而应该突破它！”
法拉第的话，极大地鼓舞了这个年轻的科学家。为麦克斯韦点燃了火把， 照亮了前进的道路。在名师的指点下，麦克斯韦信心百倍地投入了电磁科学 研究事业。
为了更直观透彻地研究电磁学这个新的课题，麦克斯韦设计了一个理论 模型，试图对法拉第力线观念作进一步的探讨。这个模型完全建立在机械结 构的类比上，有人称之为“以太模型”，现在看起来是一个相当枯燥复杂的 结构，有一个英国的现代科学史学家，用了大量篇幅也没有解释清楚这个结 构。事实上，在麦克斯韦的工作后期，他也舍弃了这个模型，但是当时麦克 斯韦就是凭借这个模型，成功地作出了正确的判断和结论。
在对这个模型进行讨论的时候，麦克斯韦了发现了一个重要的事实，引 起了他的注意。为了分析介质的性质，他根据已有的方法和结论，将电的静 电单位与电磁单位相除，比值为一个常数，具有速度量纲，麦克斯韦惊奇地 发现，这个数值竟恰好等于光速！
这难道不是巧合吗？为了这个发现，麦克斯韦感到非常兴奋。在妻子的 帮助下他又反复检查了各项数据，确信没有一点差错。这是一个非常了不起 的发现，因为实际上意味着他算出了电磁波传播速度与光速一样。正是这个 发现，促使麦克斯韦9年后断定光就是电磁波。
1862年，麦克斯韦完成了论文《论物理的力线》，在这篇论文中他叙述 了“位移电流”的概念，并阐述了他的以太模型及有关介质的探讨。论文是 以设计一种占有空间的介质的尝试开始的，这种介质应当可以用来说明法拉 第那种与磁力线相联系的应力。这篇论文的结束就是我们刚才所谈的麦克斯 韦发现。
麦克斯韦在此把磁体描画成一种吸管，这种吸管一端在以太流体中吸入 以太，而从另一端将以太排出。从几何学上来讲，在两个这样管子之间的流 动与两个磁体之间的磁力线完全相同的，但从物理学上来讲这两种作用是相 反的，两个磁体就象两端按平方比律关系相互吸引的两个管子，而不象两端 相互排斥的两个管子。
麦克斯韦的物理力线理论就在于把磁场中的转动这一假说从寻常的物质 推广到以太。他考虑了深置于不可压缩流体中涡旋的排列。在正常情况下， 压强在各方向是相同的，但转动引起的离心力使每一涡旋发生纵向收缩并施 加经向压强，这正模拟了法拉第力线学说中所提的应力分布。由于使每一涡 旋的角速度同局部磁场强度成正比，麦克斯韦得出了同已有的关于磁体、稳 恒电流及抗磁体之间力的理论完全相同的公式。根据流体的观察实验，麦克 斯韦认为各涡旋之所以能沿同一指向自由转动，是因为各涡旋由一层微小的 粒子同与它相邻的涡旋格开，这种粒子与电完全相同。
根据这种观点，电不是约束在导体内的流体，而成了一种在空间中传播 的一种新实体。在导体中它可以自由运动（尽管受到阻力）；在绝缘体中（包 括最主要的绝缘体——空气）中，它保持固定不动。电流的磁作用和感应作 用当时被表示如下。假如用一根金属线将以太模型中的粒子线结合起来，当 电流流动时，运动粒子便使与之相邻近的涡旋转动；这些涡旋由于有粒子固 着于周围，就象齿轮那样，将运动传给其它的涡旋，使运动面无限扩大。这 些涡旋就构成了力线。当第二根金属线参与进来以后，它平行于第一根金属 线，并具有有限的电阻。金属线一的稳恒电流不会影响金属线二，但“一” 中的任何变化会通过介入的粒子传递一个冲动，在金属线二中引起一个反向 电流，这个电流通过电阻渐渐消耗掉，这一系列的运动就是感应。
麦克斯韦在前两部分中运用了大量证据材料对结论作出了很好的证明。 他的论文原打算也就到此结束，而且在第二部分印出来以前不打算写第三部 分。这其间他一直在考虑着在整个电介质中电流与电荷感应的关系。1854 年，他曾对汤姆逊说过，对流线与电力线之间类比的严格论述，只不过会引 入传导的极端形式而已。麦克斯韦作出了在空间中传播电的图象，他通过使 涡旋介质成为弹性介质的方法，提出了更好的描述，这些一部分来自于法拉 第的科学观念启示；但麦克斯韦在研究的同时，也发现其中存在有很多矛盾。 在以前，包括法拉第等许多人在内，人们在研究电流产生磁场时，指的总是 传导电流，也就是在导体中自由电子的运动所形成的电流。麦克斯韦发现， 例如在连接变电源的电容器中，电介质内并不存在自由电荷，也就是没有传 导电流，但磁场却同样存在。麦克斯韦经过反复思考、计算和分析，他得出 了两个惊人的结果。一是既然导体周围的电粒子现在能作弹性位移，那么变 化着的电流就不再象管中的水那样是完全被约束的：它在某种程度上来说进 入了金属线周围的空间。这也就是麦克斯韦对位移电流的最初认识。二是经 过缜密的运算，他认为电磁速度量纲几乎与光速相同。
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