而，大多数物质与铜不同，比如木头，它们不是良导体，它们被称为绝缘体或“电介质”。在这些物质中，只有相对极少数的电子可以在外界电场或磁场的作用下自由移动，不足以产生电流。当然，电子也会发生一些移动或“移位”，电场越强，这种移位也越频繁。

    麦克斯韦设计了一种方法记载那个时代他对电和磁的认识，这种方法精确地总结了电线、电流、磁性的实验结果。最后得出了关于电和磁的行为的四个麦克斯韦方程式：

    ▽·E=ρ/ε

    ▽·B=O

    ▽×E=-B

    ▽×B=μE

    真正地理解这些方程式需要到大学学习几年物理学。这些方程式是运用了数学的一个分支——矢量积分的方法而写出来的。用大写形式写的量是既有大小又有方向的量——矢量。一小时60英里不是一个矢量，但一小时60英里在1号高速公路上向正北方就是一个矢量。E和B分别代表电场和磁场。倒三角被称做“纳布拉”(因为它与古代中东的叫做纳布拉的坚琴很相似)，它表示电场或磁场在三维空间的变化。纳布拉后面的“点乘”和“叉乘”表示两种不同的空间变化。

    E和B代表电场和磁场的时间变化率。j代表电流。小写的希腊字母ρ表示电荷体密度，ε(念作“依普希隆零”)和μ(念作“缪零”)不是变量，而是在其中测得的E和B的物质特性量。真空中的ε是自然界的两个常量。

    考虑到有多种不同的量被聚合到这些方程式中，其简单明了令人吃惊。表达这些意思本来需要几页纸才行，但实际上并非如此。

    麦克斯韦方程组中的第一个方程式阐明了电场随距离的变化与电荷(如电子)密度的关系。距离越远电场越弱，但是电荷密度越大(也就是说在给定空间内电子数越多)，电场就越强。

    第二个方程式告诉我们磁理论中没有类似的观点，因为麦斯迈所称的磁“量”(或称磁“单极子”)是不存在的：将一块磁铁锯成两半你也不可能得到一个孤立的“南”极和一个孤立的“北”极，每一块磁铁都有自己的“南”极和“北”极。

    第三个方程告诉我们变化的磁场如何产生电场。

    第四个方程所描述的正好相反，即变化的电场(或者说电流)如何产生磁场。

    这四个方程是几代人的实验室实验的结晶，这些实验主要是由法国和英国的科学家完成的。我这里只是粗略地、定性地描述一下，但方程式本身是精确地和定量地描述的。

    麦克斯韦接着又问了自己一个奇怪的问题：这些方程在没有介质的空间中、在真空中、在一个没有电荷也没有电流的地方是什么样的形式呢？我们很可能认为在真空中没有电场也没有磁场。然而，麦克斯韦认为真空中的电磁行为所具有的方程组形式应该是：

    ▽·E=0

    ▽·B=O

    ▽×E=-B

    ▽×B=μE

    他将p设为零，表明没有电荷，他将j也设为零，表明没有电流。但是他没有去掉第四个方程式中的最后一项μ0ε0E，它表示绝缘体中微弱的位移电流。

    为什么没有去掉呢？从方程组中你可以看出，麦克斯韦的直觉保持了电场和磁场之间的对称性。他认为：即使是在真空状态下，在完全没有电的情况下，变化的磁场亦能够产生出电场，反过来也是如此。方程组代表着自然的属性，而麦克斯韦相信，自然是美丽而精致的。(用更技术些的语言表述，另外还有一个在真空中保留的位移电流，这里就略而不谈了。)这种部分地取决于“呆子”科学家的感觉而作出的判断，除了其他少数专业科学家外，几乎无人知晓，但它对我们的文明所做的贡献比十个近年来的总统和首相们的贡献还要大。