瞭解了麥克斯韋建立的內涵廣泛的實驗體系之後，我們可以將注意力轉向一組特定的實驗研究以瞭解典型的實驗是如何運作的。奧斯特（Oersted）做出了「電流會對磁針產生作用」這一劃時代性的論證之後，在接下來的幾周內，安培根據手頭的資料首先對此提出了一系列的問題，而後展示了如何將電學和磁學理論統一在一起。他認為，與電磁場相同，磁場也由電流運動產生。比如，針對條形磁鐵沿磁軸線運動的說法，安培寫道：「我相信真的存在這樣的磁軸電流，或者說磁化作用，通過這一作用鋼鐵粒子具有了同伏打電池一樣產生電動作用的特性。」[1]
由此，安培輕易破除了這一廣為認可的理論：磁體之所以能夠具有磁性，是因為它可以將以未知方式結合的南北磁極分子分離開來。在他的體系中，磁極並不具有重要意義，僅僅是與組成磁體的電流位置相關而已。
在法拉第（Faraday）等人的壓力下，後來安培修改了自己對電流的看法，表示磁體中循環流動的電流原本是分子形態，在此基礎上他成功地研究出了詳細的磁力定量處理方法。根據以磁體兩級理論為基礎的競爭理論（畢奧-薩伐爾定律），安培的可試驗性預測結果也可以得到重現，雖然他本人對此也表示承認，但他堅稱只有他的理論將三種電磁相互作用——電流間、電流和磁體間，以及磁體間的相互作用——歸為同一原因。他期望著這樣的統一可以迅速帶來新的發現。安培曾這樣寫道：
當之前被認為是不同原因引起的現象歸為同一原因，這樣的歷史時期通常伴隨著許多的新發現，這是因為新的原因設想的出現啟發了人們開展許多新實驗，進而證明了許多新解釋。[2]
威廉·湯姆森（William Thomson）吸收並改造了安培的理念，將它擺到了英國自然哲學領域的關注中心上。在湯姆森建立的多個以太模型中，以太連續體的渦流成為了單元磁鐵的物理基礎。當多個此類渦流排列起來時，物體將顯示出高磁性和陀螺力學特性。對於同樣是英國科學家的麥克斯韋和約翰·佩裡（John Perry）等而言，湯姆森以安培分子磁體理論為基礎做出的以太學解釋仍需加以深層考量。[3]
麥克斯韋贊同安培的猜想，他使用上文所述的「均值實驗裝置」試圖對這一猜想加以證實。但是為了設計實驗測試，他需要瞭解電流的本質，但建成的裝置設備中能使他滿意的少之又少，就連法拉第對安培物理分子電流理論也表示了徹底反對。[4]因此，除了電流與流體流動之間早已明確的眾多相似之處外，麥克斯韋還提出了這樣的告誡：
我們必須謹慎小心，以免做出任何無法獲得實驗確證的假說。迄今為止，還沒有任何實驗證據可以證明電流到底是物質實體的流動，還是正負電雙電流。以每秒流動的英尺數為單位進行測量時，電流速度到底是大是小也處於未證明的狀態。[5]
即便如此，在「電流是物體的移動」這一可能性的引領下，麥克斯韋還是開展了三項實驗，展示出了可能存在的電流慣性效應。
麥克斯韋在《專論》（Treatise）中描述了他的首個實驗，實驗時間可追溯至1870年，當時他對約翰·威廉·斯特拉特（John William Strutt）的觀點表示了質疑：「在突然接通或停止線圈中的電流時，線圈是否在其水平面上出現了轉動現象——就如同浴缸中的水流一樣？對此您是否進行過實驗？」[6]根據麥克斯韋的闡釋，線圈是處於盡可能不受力的自由懸掛狀態中，如圖2.1所示。若電流中存在慣性質量的移動，那麼電路接通時，線圈的角動量將出現改變，進而產生轉動，轉動方向與角動量守恆的電流運動方向相反。麥克斯韋貌似並無實際開展這一實驗的想法，雖然在數年後，理查德·托爾曼（Richard Tolman）和T.戴爾·斯特爾特（T.Dale Stewart）成功地呈現出了十分相似的實驗現象。[7]
圖2.1 麥克斯韋的首次實驗（實驗時間為1870年前後）。假設電流同水流一樣具有慣性，那麼突然將線圈接通電流時，線圈應出現轉動，且轉動方向與電流方向相反。若使水流湧入盤繞狀的花園中，就會出現同樣的運動方向相反的效果。這便是麥克斯韋設計的首個電流慣性測試實驗，雖然他可能從未真正進行過實驗操作。來源：Maxwell Treatise（1881），201.
1861年，麥克斯韋創建了《專論》中所述的第二次實驗中使用的裝置，用來測量恆定電流的慣性效應。如圖2.2所示，線圈A的兩個端點（B和B′）固定，線圈可以環繞其自由轉動，將電流加在線圈A上。銜鐵線圈D在豎直方向上由兩點（E和F）固定，可以整體向水平面傾斜。滑輪上的石英纖維在點F正上方，用於固定銜鐵的旋轉速度。由點E處的兩組電刷向線圈A接入恆定電流。
圖2.2 麥克斯韋的第二次實驗（1861年）。若電流具有慣性，則線圈接通電流後將出現類似陀螺儀的運動現象。當線圈本身為旋轉動量時，它將出現進動。麥克斯韋在實驗中並未觀察到這樣的進動現象。（根據麥克斯韋1881年發表的《專論》第203頁進行了部分修改。）
若電流帶有動量，則線圈將以類似陀螺儀的形式繞縱軸向前運動。基於陀螺儀和旋轉電樞角動量的相對方位，陀螺儀或者上傾或者下傾。對於有沿水平方向旋轉陀螺儀軸線經驗的人來說，這樣的實驗效果應該並不陌生。向一個方向旋轉時，陀螺儀將出現上傾，反之亦然。若麥克斯韋的實驗產生的是肯定的結果，那麼應該可以說明實質性的、具有慣性的電流的存在和它的方向。
麥克斯韋在線圈A中插入了一根鐵條S，試圖以此對安培假說進行測試。根據他的推論，線圈中的電流將使鐵條磁化，為每個磁性分子周圍環繞的微觀電流導向，進而增強他試圖測算的傾斜度。但是他並未觀察到預期的效果，對於這次失敗的實驗他做出了這樣的解釋：
實驗中主要的難點在於地球磁力的干擾性，受到干擾後電磁體的表現類似於磁傾針（一種垂直指南針）。因此，獲得的結果並不精確，但是沒有證據證明θ角（線圈A的中軸與水平方向間的夾角）會發生改變，即便線圈中插入鐵芯、變成了強電磁體後結果仍然如此。[8]
麥克斯韋幾乎沒有機會可以觀察到預測的傾斜情況。在沒有電流本質模型的情況下，他無法計算電流傳遞的質量。1915年，德哈斯夫婦二人（萬德爾·德哈斯和G.L.德哈斯-洛倫茲）在「電子是電傳導的基礎」這一前提下，說明了使用類似麥克斯韋實驗的設備時，預期的傾角將十分微小，為0.00013度切角，肉眼無法觀察到。[9]
後來，麥克斯韋又設計了第三次實驗，和之前的兩次一樣，也是為了測試電流是否會輸送慣性質量。短路的線圈在其水平面上具有角加速度。若這一未知的電流具有慣性質量，則它的運動將落後於線圈。線圈上產生的相應電流將產生磁場，進而可以被測算。麥克斯韋可能進行了這一實驗，他採取的這一想法可能是源於他在1863年建造並使用的實驗裝置。該裝置是用於測量絕對單位制下的導線電阻。[10]在該次實驗中，地球磁場中的短路線圈發生了旋轉，麥克斯韋檢測到了對流電路產生的磁場。據他估算，該實驗的測量精確到了萬分之一。可能正是這樣極端的敏感度促使他在《專論》中評論稱，他的電流慣性實驗雖然未取得有效結果，但實驗的意義很可能是非常深遠的：
同使用電流計進行的電流有無性檢測相比，精確度更高的科學觀察少之又少……因此，若此種方式（線圈加速）可以產生電流，那麼即便電流十分微小，也是可以被檢測出來的……然而，由於並沒有證據可以證明這樣的（電流）是存在的，我應該假設它並不存在，或者至少應該假設它不會產生明顯效應，這樣的假說將會在相當大的程度上簡化我們的動力學理論。[11]
與此相反的假說——慣性電荷假說，直到1895年「電子」概念的引入才開始盛行起來。
註釋
[1] Ampere，「Memoire 2 Octobre，」Ann.Chim.Phys.15（1820）：74-76.
[2] Ampere，「Electrodynamique，」Memoire 6（1823，issued 1827）：303.
[3] Knudsen，「Kelvin\'s Notebook，」Centaurus 16（1972）：41-53；Smith and Wise，Energy and Empire（forthcoming），chap.12.
[4] Williams.「Ampere，」Am.J.Phys.54（1986）：306-311，引自安培和法拉第關於分子磁體爭辯的觀點。
[5] Maxwell，Treatise（1881），202-203.
[6] 1870年5月18日的信件，參見Strutt，Life（1968），46.
[7] Tolman and Stewart，「Acceleration，」Phys.Rev.8（1916）：97-116，and Tolman，Karrer，and Guernsey，「Further Experiments，」Phys.Rev.21（1923）：525-539.
[8] Maxwell，Treatise（1881），205.
[9] De Haas and de Haas-Lorentz，「Proef，」Verslag 24，no.1（1915）：398-404.
[10] Jenkin，ed.，Reports of the Committee on Electrical Standards，Appendix D（1873）.
[11] Maxwell，Treatise（1881），206.