Un fluido ideal
La analogía que Maxwell establece se basa en los principios teóricos de la «mecánica de fluidos». A partir de la noción de fluido ideal, los conceptos y relaciones de tipo mecánico serán trasladados al nuevo dominio de los fenómenos electromagnéticos. Pues, ambos modelos tienen una propiedad común que es la transmisión a través de sendos medios . En el modelo hidrodinámico, existe un transporte de materia líquida, y en el campo electromagnético, se trasmite fuerza eléctrica y magnética.
Modelo idealizado del movimiento de partículas de un líquido, que sirven a Maxwell como analogía para imaginar las líneas de campo eléctrico o magnético.
Según el fluido ideal, imaginado por Maxwell, se describe el movimiento «perfecto» de un líquido que discurre por una conducción. Análogamente, la conducción eléctrica se «imagina» como el movimiento de electrones que circula a través de un hilo conductor, conectado a un generador de corriente. Se trata de una imagen análoga al modelo hidromecánico, que proporciona un marco teórico unitario a los fenómenos electromagnéticos, entonces, sin un nexo lógico común.
De acuerdo con la analogía establecida, las líneas de fuerza serán trayectorias análogas a las «líneas de corriente» de la partículas del fluido en movimiento. La diferencia entre ambos modelos consiste en que en el «fluido electromagnético» no existe ningún tipo de materia en movimiento. En realidad, el modelo es un artificio mental, mediante el cual las imágenes sensibles sirven de soporte al razonamiento abstracto.
Maxwell amplia la noción faradiana de «líneas de fuerza», asignándole un significado dinámico. Ya que, si el fluido se mueve en cierta dirección quiere decir que existe una fuerza que lo impulsa. En el campo eléctrico, y en el magnético se trasmiten fuerzas que tienen origen eléctrico o magnético. El modelo del campo de fuerza queda así representado por un conjunto de líneas de fuerza que llenan el espacio y señalan las direcciones en las que actúan las fuerzas.
En el primer artículo de la serie citada, Maxwell traza el programa que seguirá para elaborar el modelo del campo de fuerza electromagnético, según el texto siguiente:
«Primero, describir un método por el cual el movimiento de tal fluido pueda ser claramente concebido; segundo, desarrollar las consecuencias derivadas de suponer el movimiento sujeto a ciertas condiciones y señalar la aplicación del método a algunos de los fenómenos menos complicados de la electricidad, del magnetismo y del galvanismo; y, finalmente, mostrar cómo pueden ser claramente concebidas las leyes de atracción y de acción inductiva de barras magnéticas y de corrientes mediante extrapolación de estos métodos y de la introducción de otra idea debida a Faraday, sin hacer ninguna suposición sobre la naturaleza física de la electricidad, o sin añadir nada que no haya sido ya probado por la experimentación».
Maxwell, J. C. (2003): vol. 1, p. 159. The Scientific Papers of James Clerk Maxwell, 2 vols. Dover Phoenix Editions. Dover Publications, Inc. Mineola, New York.
Maxwell no hace suposiciones sobre la naturaleza de la electricidad y ante todo parte de datos experimentales, no teóricos. Pretende fundamentar la «teoría del campo electromagnético» a partir de la investigación de hechos físicos probados, interpretados mediante el modelo del campo de fuerza y evitando toda especulación.