La Teoría del Campo Electromagnético, publicada entre los años 1855 y 1864, comprende una serie de tres artículos, que Maxwell realizó a lo largo de nueve años. El trabajo se puede dividir en tres etapas. A cada una de ellas le corresponde una artículo, con los títulos siguientes: 1. On Faraday’s lines of force (1855 y 1856) [Sobre las líneas de fuerza de Faraday]. 2. On Physical lines of force (1862) [ Sobre las líneas Físicas de fuerza] 3. Dynamical theory of electromagnetic field (1864) [Teoría Dinámica del campo electromagnético].
Ilustración del libro de Maxwell «Teoría Dinámica del Campo Electromagnético».
El eje común de toda la investigación está definido por un modelo idealizado basado en una «analogía mecánica». A partir de la cual, Maxwell elabora una estructura matemática que se asienta en datos experimentales. El modelo inicial se hace más complejo, en la segunda y tercera fase, sin perder por ello su coherencia interna. De tal forma que, pueden considerarse tres versiones del mismo modelo.
Al comenzar el primer artículo, Maxwell anuncia que trata de construir una trama teórica que dé unidad y coherencia lógico-deductiva a descubrimientos sobre varios fenómenos eléctricos y magnéticos, que eran conocidos, pero no tenían una base teórica común. Por lo cual, se pregunta, cuál debería ser el método idóneo para conseguirlo.
«Debemos, por consiguiente, descubrir un método de investigación que, en cada paso, permita a la mente sustentarse con firmeza sobre una clara concepción física, sin comprometerse con ninguna teoría basada en la ciencia física y tomando de ella esa concepción en préstamo, de forma que, ni sea alejada del objetivo que persigue por sutilidades analíticas, ni trasportada más allá de la verdad por hipótesis favoritas».
Maxwel, J. C. l (2003): vol. 1, p. 156. The Scientific Papers of James Clerk Maxwell, 2 vols. Dover Phoenix Editions. Dover Publications, Inc. Mineola, New York.
Por una parte, se ha de elegir un método que «permita a la mente sustentarse con firmeza sobre una clara concepción física». Es decir, por encima de teorías, Maxwell valora las observaciones experimentales y en consecuencia serán las imágenes sensibles las que servirán de soporte para construir el modelo. Por otra parte, la elección del método no debe comprometer el desarrollo posterior encerrándolo en un determinado marco teórico; lo que podría ocurrir, si se adoptasen determinadas hipótesis básicas.