1846年(nian)(nian)(nian)智(zhi)力(li)發育(yu)格(ge)外(wai)早(zao)的(de)(de)(de)(de)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)就向愛(ai)(ai)丁堡(bao)(bao)皇家(jia)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)院遞交了(le)(le)(le)一(yi)份(fen)科(ke)研論(lun)(lun)(lun)文(wen)。1847年(nian)(nian)(nian)16歲中學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)畢業，進入愛(ai)(ai)丁堡(bao)(bao)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習。這(zhe)(zhe)(zhe)里(li)是(shi)蘇格(ge)蘭的(de)(de)(de)(de)最高學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)府。他(ta)(ta)(ta)(ta)是(shi)班上年(nian)(nian)(nian)紀最小(xiao)的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生，但考試成(cheng)績卻總(zong)是(shi)名列前茅。他(ta)(ta)(ta)(ta)在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)里(li)專攻數學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)物(wu)(wu)理(li)，并且(qie)顯示出非凡(fan)的(de)(de)(de)(de)才(cai)華。他(ta)(ta)(ta)(ta)讀書非常用(yong)功，但并非死讀書，在(zai)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)習之余他(ta)(ta)(ta)(ta)仍然(ran)寫詩(shi)，不知滿足(zu)地(di)讀課外(wai)書，積累(lei)了(le)(le)(le)相當廣泛的(de)(de)(de)(de)知識。在(zai)愛(ai)(ai)丁堡(bao)(bao)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)獲(huo)得了(le)(le)(le)攀(pan)登(deng)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)高峰所必備的(de)(de)(de)(de)基礎訓練。其中兩個人對(dui)他(ta)(ta)(ta)(ta)影(ying)響最深(shen)，一(yi)是(shi)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)和登(deng)山家(jia)福(fu)布斯(si)，一(yi)是(shi)邏輯學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和形而上學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)教授(shou)哈密(mi)頓。福(fu)布斯(si)是(shi)一(yi)個實驗家(jia)，他(ta)(ta)(ta)(ta)培(pei)養(yang)了(le)(le)(le)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)對(dui)實驗技術的(de)(de)(de)(de)濃厚(hou)興趣，一(yi)個從事理(li)論(lun)(lun)(lun)物(wu)(wu)理(li)的(de)(de)(de)(de)人很難有(you)這(zhe)(zhe)(zhe)種興趣。他(ta)(ta)(ta)(ta)強制麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)寫作(zuo)要(yao)條理(li)清楚，并把自己對(dui)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)史(shi)的(de)(de)(de)(de)愛(ai)(ai)好傳(chuan)給麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)。哈密(mi)頓教授(shou)則用(yong)廣博的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)識影(ying)響著(zhu)(zhu)他(ta)(ta)(ta)(ta)，并用(yong)出色的(de)(de)(de)(de)怪(guai)異的(de)(de)(de)(de)批評能(neng)力(li)刺激麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)去研究(jiu)(jiu)基礎問題。在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)有(you)真才(cai)實學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)人的(de)(de)(de)(de)影(ying)響下(xia)，加上麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)個人的(de)(de)(de)(de)天(tian)才(cai)和努(nu)力(li)，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)識一(yi)天(tian)天(tian)進步，他(ta)(ta)(ta)(ta)用(yong)三年(nian)(nian)(nian)時(shi)(shi)間就完(wan)成(cheng)了(le)(le)(le)四年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)業，相形之下(xia)，愛(ai)(ai)丁堡(bao)(bao)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)這(zhe)(zhe)(zhe)個搖籃已(yi)經不能(neng)滿足(zu)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)求(qiu)知欲(yu)。為(wei)了(le)(le)(le)進一(yi)步深(shen)造，1850年(nian)(nian)(nian)，他(ta)(ta)(ta)(ta)征得了(le)(le)(le)父(fu)親的(de)(de)(de)(de)同意，離開(kai)愛(ai)(ai)丁堡(bao)(bao)，到人才(cai)濟濟的(de)(de)(de)(de)劍橋去求(qiu)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)。赫(he)茲(zi)是(shi)德(de)國(guo)的(de)(de)(de)(de)一(yi)位青(qing)年(nian)(nian)(nian)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)《電(dian)磁學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)通(tong)論(lun)(lun)(lun)》發表之時(shi)(shi)，他(ta)(ta)(ta)(ta)只(zhi)16歲。在(zai)當時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)德(de)國(guo)，人們依然(ran)固守著(zhu)(zhu)牛頓的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)(tong)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)觀念，法(fa)拉第、麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)對(dui)物(wu)(wu)質世界進行(xing)了(le)(le)(le)嶄新的(de)(de)(de)(de)描繪，但是(shi)違背了(le)(le)(le)傳(chuan)統(tong)(tong)，因此在(zai)德(de)國(guo)等歐洲中心地(di)帶毫(hao)無立足(zu)之地(di)，甚而被當成(cheng)奇談怪(guai)論(lun)(lun)(lun)。當時(shi)(shi)支持(chi)電(dian)磁理(li)論(lun)(lun)(lun)研究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)，只(zhi)有(you)波(bo)爾茨(ci)(ci)曼和赫(he)爾姆(mu)霍茨(ci)(ci)。赫(he)茲(zi)后來成(cheng)了(le)(le)(le)赫(he)姆(mu)霍茨(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)生。在(zai)老師的(de)(de)(de)(de)影(ying)響下(xia)，赫(he)茲(zi)對(dui)電(dian)磁學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)進行(xing)了(le)(le)(le)深(shen)入的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)，在(zai)進行(xing)了(le)(le)(le)物(wu)(wu)理(li)事實的(de)(de)(de)(de)比較后，他(ta)(ta)(ta)(ta)確(que)認，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)(ke)斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)比傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)“超距理(li)論(lun)(lun)(lun)”更(geng)令人信服(fu)。于是(shi)他(ta)(ta)(ta)(ta)決定用(yong)實驗來證(zheng)實這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)點。
1886年(nian)，赫茲經過反復(fu)實驗(yan)(yan)，發(fa)明了(le)(le)一種電波(bo)(bo)環(huan)，用(yong)這種電波(bo)(bo)環(huan)作(zuo)了(le)(le)一系列的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)(yan)，終于(yu)在1888年(nian)發(fa)現了(le)(le)人們懷(huai)疑和期待已(yi)久的(de)(de)(de)(de)電磁波(bo)(bo)。赫茲的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)(yan)公(gong)布后，轟動了(le)(le)全世(shi)界的(de)(de)(de)(de)科學(xue)界，由(you)法拉(la)第開創、麥克(ke)斯(si)韋(wei)總結的(de)(de)(de)(de)電磁理論，至(zhi)此取得了(le)(le)決定(ding)性的(de)(de)(de)(de)勝利。麥克(ke)斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)偉(wei)大遺愿終于(yu)實現了(le)(le)。
1850年轉入劍橋大學(xue)(xue)(xue)(xue)三(san)一學(xue)(xue)(xue)(xue)院數學(xue)(xue)(xue)(xue)系學(xue)(xue)(xue)(xue)習，1854年以第(di)二名的(de)成(cheng)(cheng)績獲史密斯獎學(xue)(xue)(xue)(xue)金，畢業留校任職兩年。1856年在蘇格蘭(lan)阿伯丁的(de)馬里沙耳任自然哲學(xue)(xue)(xue)(xue)教授(shou)。1860年到(dao)倫(lun)敦(dun)國王(wang)學(xue)(xue)(xue)(xue)院任自然哲學(xue)(xue)(xue)(xue)和天文(wen)學(xue)(xue)(xue)(xue)教授(shou)。1861年選為倫(lun)敦(dun)皇家(jia)學(xue)(xue)(xue)(xue)會(hui)會(hui)員。1865年春(chun)辭去教職回到(dao)家(jia)鄉(xiang)系統(tong)地總結他的(de)關(guan)于(yu)電磁學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)研究成(cheng)(cheng)果，完成(cheng)(cheng)了電磁場理論的(de)經典巨著(zhu)《論電和磁》，并于(yu)1873年出版。
1871年受聘(pin)為劍橋大學新設立的卡(ka)文(wen)迪(di)什試驗物(wu)理學教授，負責籌(chou)建著名的卡(ka)文(wen)迪(di)什實驗室。
1874年建成(cheng)后擔任(ren)這(zhe)個實驗室的第一(yi)任(ren)主任(ren)，直到1879年11月(yue)5日在劍(jian)橋逝世。
回顧電(dian)磁學的(de)(de)(de)歷史，物理(li)學的(de)(de)(de)歷程一(yi)直到(dao)1820年的(de)(de)(de)時(shi)候都(dou)是以牛頓(dun)的(de)(de)(de)物理(li)學思(si)想(xiang)為(wei)基礎的(de)(de)(de)。自(zi)然界(jie)的(de)(de)(de)“力(li)(li)”——熱、電(dian)、光、磁以及化學作(zuo)(zuo)用(yong)正在(zai)(zai)被逐漸歸結為(wei)一(yi)系(xi)列流體(ti)的(de)(de)(de)粒子(zi)間的(de)(de)(de)瞬時(shi)吸引(yin)或排斥。人們已經(jing)知(zhi)道磁和(he)(he)(he)靜電(dian)遵(zun)守類似引(yin)力(li)(li)定律(lv)(lv)的(de)(de)(de)平方反比定律(lv)(lv)。在(zai)(zai)19世(shi)紀以前的(de)(de)(de)40年中，出現(xian)了(le)一(yi)種(zhong)反對(dui)這種(zhong)觀(guan)(guan)點的(de)(de)(de)動(dong)向，這種(zhong)觀(guan)(guan)點贊成(cheng)“力(li)(li)的(de)(de)(de)相關(guan)”。1820年，奧(ao)斯特發現(xian)的(de)(de)(de)電(dian)磁現(xian)象馬(ma)上成(cheng)了(le)這種(zhong)新(xin)趨(qu)勢的(de)(de)(de)第一(yi)個證明和(he)(he)(he)極為(wei)有(you)力(li)(li)的(de)(de)(de)推(tui)動(dong)力(li)(li)，但當(dang)時(shi)的(de)(de)(de)人又對(dui)此捉摸(mo)不(bu)定和(he)(he)(he)感到(dao)困惑。奧(ao)斯特所觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)(de)電(dian)流與磁體(ti)間的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)有(you)兩個基本點不(bu)同(tong)于已知(zhi)的(de)(de)(de)現(xian)象：它是由(you)運動(dong)的(de)(de)(de)電(dian)顯示(shi)出來的(de)(de)(de)，而(er)(er)且(qie)磁體(ti)既不(bu)被引(yin)向帶電(dian)流的(de)(de)(de)金屬線，也不(bu)被它推(tui)開，而(er)(er)是對(dui)于它橫向定位。同(tong)一(yi)年，法國(guo)科學家安(an)培(pei)用(yong)數學方法總結了(le)奧(ao)斯特的(de)(de)(de)發現(xian)，并(bing)創(chuang)立了(le)電(dian)動(dong)力(li)(li)學，此后，安(an)培(pei)和(he)(he)(he)他的(de)(de)(de)追(zhui)隨者們便力(li)(li)圖(tu)使電(dian)磁的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)與有(you)關(guan)瞬時(shi)的(de)(de)(de)超距作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)現(xian)存見解(jie)調和(he)(he)(he)起來。
麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)(si)韋(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)始于1854年(nian)，當(dang)(dang)時(shi)他剛從劍橋畢業不過幾(ji)星期。他讀到(dao)(dao)了(le)法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)《電(dian)學(xue)(xue)(xue)實(shi)驗研(yan)究(jiu)》，立即(ji)被書中(zhong)新(xin)穎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗和見解吸(xi)引住了(le)。在(zai)當(dang)(dang)時(shi)人們(men)對法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀點和理(li)論(lun)(lun)看(kan)法(fa)(fa)不一(yi)，有(you)(you)不少非議。最(zui)主要原因就(jiu)是(shi)(shi)當(dang)(dang)時(shi)“超距(ju)(ju)作(zuo)(zuo)用”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳統觀念影響很深。另一(yi)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因就(jiu)是(shi)(shi)法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴謹性還(huan)不夠。法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)是(shi)(shi)實(shi)驗大師，有(you)(you)著常(chang)人所不及(ji)之處，但(dan)唯(wei)獨欠缺數學(xue)(xue)(xue)功力(li)，所以他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)創見都是(shi)(shi)以直觀形式來表(biao)達(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。一(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)學(xue)(xue)(xue)家(jia)恪(ke)守牛(niu)頓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)學(xue)(xue)(xue)理(li)論(lun)(lun)，對法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)說(shuo)感到(dao)(dao)不可(ke)思(si)議。有(you)(you)位天文學(xue)(xue)(xue)家(jia)曾公開宣稱：“誰要在(zai)確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)超距(ju)(ju)作(zuo)(zuo)用和模糊(hu)不清的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)線(xian)觀念中(zhong)有(you)(you)所遲疑，那(nei)就(jiu)是(shi)(shi)對牛(niu)頓的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)褻瀆！”在(zai)劍橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)者(zhe)中(zhong)，這(zhe)(zhe)種分歧(qi)也相當(dang)(dang)明顯。湯(tang)姆遜(xun)也是(shi)(shi)劍橋里一(yi)名很有(you)(you)見識(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)者(zhe)之一(yi)。麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)(si)韋(wei)(wei)對他敬佩不已，特意給湯(tang)姆遜(xun)寫信(xin)，向他求教有(you)(you)關電(dian)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)知識(shi)。湯(tang)姆遜(xun)比麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)(si)韋(wei)(wei)大7歲，對麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)(si)韋(wei)(wei)從事電(dian)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)給予過極大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幫助。在(zai)湯(tang)姆遜(xun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)導下，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)(si)韋(wei)(wei)得到(dao)(dao)啟(qi)示，相信(xin)法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)論(lun)(lun)中(zhong)有(you)(you)著不為人所了(le)解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)真理(li)。認真地研(yan)究(jiu)了(le)法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)著作(zuo)(zuo)后，他感受到(dao)(dao)力(li)線(xian)思(si)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)寶貴價值(zhi)，也看(kan)到(dao)(dao)法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)在(zai)定性表(biao)述(shu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)弱點。于是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)個剛剛畢業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)青年(nian)科學(xue)(xue)(xue)家(jia)決定用數學(xue)(xue)(xue)來彌補這(zhe)(zhe)一(yi)點。1855年(nian)麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)(si)韋(wei)(wei)發(fa)表(biao)了(le)第(di)(di)一(yi)篇關于電(dian)磁學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)論(lun)(lun)文《論(lun)(lun)法(fa)(fa)拉(la)第(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)線(xian)》。
一般認為麥克斯(si)韋是(shi)從(cong)牛頓(dun)到愛因斯(si)坦這(zhe)一整個階段中(zhong)最偉大的理論物理學家。1879年(nian)他在48歲時(shi)因病(bing)與世長辭。他光輝(hui)的生涯(ya)就這(zhe)樣過早地(di)結束(shu)了。
1865年開始(shi)，麥克斯韋辭(ci)去了皇(huang)家學院(yuan)的教席，開始(shi)潛心進(jin)行(xing)科(ke)學研(yan)究，系統地總結研(yan)究成果，撰寫電磁學專著。
麥克(ke)斯韋生(sheng)前沒有享受到他應得(de)的(de)榮譽(yu)，因為他的(de)科(ke)學思(si)想和科(ke)學方法的(de)重要意義直(zhi)到20世(shi)紀科(ke)學革(ge)命來臨時才充分體現出來。然而他沒能看到科(ke)學革(ge)命的(de)發生(sheng)。1879年11月5日，麥克(ke)斯韋因病在劍橋逝世(shi)，年僅48歲。那一年正好愛因斯坦出生(sheng)。
麥克(ke)斯韋主要從(cong)事電磁(ci)理(li)論(lun)、分子(zi)物理(li)學(xue)(xue)、統計物理(li)學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)、力學(xue)(xue)、彈(dan)性理(li)論(lun)方面的(de)(de)研(yan)究。尤其是(shi)他建立的(de)(de)電磁(ci)場理(li)論(lun)，將電學(xue)(xue)、磁(ci)學(xue)(xue)、光學(xue)(xue)統一(yi)起來(lai)，是(shi)19世紀物理(li)學(xue)(xue)發展的(de)(de)最光輝的(de)(de)成果，是(shi)科學(xue)(xue)史(shi)上最偉(wei)大的(de)(de)綜合之一(yi)。
他預言了(le)電磁波的存在(zai)。這(zhe)種理(li)(li)論(lun)預見后來(lai)得到了(le)充分(fen)的實(shi)驗(yan)驗(yan)證。他為(wei)物理(li)(li)學樹起了(le)一(yi)座豐碑。造福于(yu)人(ren)類的無線電技術，就是以(yi)電磁場理(li)(li)論(lun)為(wei)基(ji)礎發展起來(lai)的。麥克斯韋大約于(yu)1855年(nian)開始研(yan)(yan)究電磁學，在(zai)潛(qian)心(xin)研(yan)(yan)究了(le)法(fa)拉(la)第(di)關于(yu)電磁學方(fang)面的新(xin)理(li)(li)論(lun)和(he)思想之后，堅信法(fa)拉(la)第(di)的新(xin)理(li)(li)論(lun)包含著(zhu)真(zhen)理(li)(li)。于(yu)是他抱著(zhu)給法(fa)拉(la)第(di)的理(li)(li)論(lun)“提(ti)供數(shu)學方(fang)法(fa)基(ji)礎”的愿(yuan)望(wang)，決心(xin)把法(fa)拉(la)第(di)的天才(cai)思想以(yi)清晰準確的數(shu)學形(xing)式表示出來(lai)。
他在前人(ren)成就的(de)(de)(de)基礎(chu)上，對(dui)整個電(dian)磁(ci)(ci)現(xian)象作了(le)系統、全面的(de)(de)(de)研究，憑借(jie)他高深的(de)(de)(de)數(shu)學(xue)造詣和豐富的(de)(de)(de)想象力(li)(li)接連(lian)發(fa)表了(le)電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)理論的(de)(de)(de)三篇論文：《論法(fa)拉(la)第的(de)(de)(de)力(li)(li)線》（1855年(nian)(nian)12月至1856年(nian)(nian)2月）；《論物理的(de)(de)(de)力(li)(li)線》（1861至1862年(nian)(nian)）；《電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)動力(li)(li)學(xue)理論》（1864年(nian)(nian)12月8日）。對(dui)前人(ren)和他自(zi)己的(de)(de)(de)工作進行(xing)了(le)綜(zong)合概括，將(jiang)電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)理論用簡潔、對(dui)稱(cheng)、完美數(shu)學(xue)形(xing)式表示出來，經(jing)后人(ren)整理和改寫，成為經(jing)典電(dian)動力(li)(li)學(xue)主要基礎(chu)的(de)(de)(de)麥(mai)克(ke)斯(si)韋方程組。據(ju)此，1865年(nian)(nian)他預言了(le)電(dian)磁(ci)(ci)波的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在，電(dian)磁(ci)(ci)波只(zhi)可(ke)能是橫波，并推(tui)導(dao)出電(dian)磁(ci)(ci)波的(de)(de)(de)傳(chuan)播速(su)(su)度等于(yu)光(guang)速(su)(su)，同(tong)時得(de)出結論：光(guang)是電(dian)磁(ci)(ci)波的(de)(de)(de)一(yi)種形(xing)式，揭(jie)示了(le)光(guang)現(xian)象和電(dian)磁(ci)(ci)現(xian)象之間的(de)(de)(de)聯系。1888年(nian)(nian)德國(guo)物理學(xue)家(jia)赫茲(zi)用實驗驗證了(le)電(dian)磁(ci)(ci)波的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在。
麥(mai)克斯韋(wei)(wei)于(yu)1873年(nian)出(chu)版了(le)科學(xue)(xue)名(ming)著(zhu)《電(dian)磁(ci)理(li)(li)(li)論(lun)》。系(xi)統(tong)(tong)(tong)、全面、完美地闡述(shu)了(le)電(dian)磁(ci)場理(li)(li)(li)論(lun)。這(zhe)(zhe)一(yi)理(li)(li)(li)論(lun)成為(wei)(wei)經(jing)典(dian)物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)的(de)重(zhong)要支柱之(zhi)一(yi)。在(zai)熱力(li)學(xue)(xue)與統(tong)(tong)(tong)計物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)方面麥(mai)克斯韋(wei)(wei)也作出(chu)了(le)重(zhong)要貢獻(xian)，他(ta)是氣體(ti)動理(li)(li)(li)論(lun)的(de)創始人之(zhi)一(yi)。1859年(nian)他(ta)首次用(yong)統(tong)(tong)(tong)計規律得出(chu)麥(mai)克斯韋(wei)(wei)速度(du)分(fen)布(bu)律，從(cong)而(er)找到了(le)由(you)微觀(guan)量求統(tong)(tong)(tong)計平均(jun)值的(de)更確切的(de)途徑。1866年(nian)他(ta)給出(chu)了(le)分(fen)子按(an)速度(du)的(de)分(fen)布(bu)函數(shu)的(de)新推(tui)導(dao)方法，這(zhe)(zhe)種方法是以(yi)分(fen)析正向和反向碰(peng)撞為(wei)(wei)基礎的(de)。他(ta)引(yin)入了(le)馳豫(yu)時(shi)間(jian)的(de)概念，發展(zhan)了(le)一(yi)般形式的(de)輸(shu)運理(li)(li)(li)論(lun)，并(bing)把(ba)它應(ying)用(yong)于(yu)擴散、熱傳導(dao)和氣體(ti)內摩擦(ca)過程(cheng)。1867年(nian)引(yin)入了(le)“統(tong)(tong)(tong)計力(li)學(xue)(xue)”這(zhe)(zhe)個術語。麥(mai)克斯韋(wei)(wei)是運用(yong)數(shu)學(xue)(xue)工具(ju)分(fen)析物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)問(wen)題和精確地表述(shu)科學(xue)(xue)思想的(de)大師(shi)，他(ta)非常重(zhong)視實(shi)驗(yan)，由(you)他(ta)負責建立(li)起來(lai)的(de)卡文(wen)迪什實(shi)驗(yan)室(shi)，在(zai)他(ta)和以(yi)后幾位主任的(de)領導(dao)下(xia)，發展(zhan)成為(wei)(wei)舉世聞名(ming)的(de)學(xue)(xue)術中心之(zhi)一(yi)。
研究背景
他由(you)于列出(chu)(chu)了表達電磁(ci)基本定律的(de)(de)四元(yuan)方程(cheng)組而聞名于世。在麥克斯(si)韋以前(qian)的(de)(de)許多年間，人(ren)們就(jiu)對電和(he)(he)磁(ci)這兩(liang)個領(ling)域進(jin)行了廣泛(fan)的(de)(de)研究，人(ren)們都知道(dao)這兩(liang)者是密切相關的(de)(de)。適用(yong)(yong)于特(te)定場合的(de)(de)各種電磁(ci)定律已被(bei)發現，但是在麥克斯(si)韋之(zhi)前(qian)卻沒有形成完整、統一的(de)(de)學說。麥克斯(si)韋用(yong)(yong)列出(chu)(chu)的(de)(de)簡短四元(yuan)方程(cheng)組（但卻非常復雜），就(jiu)可以準確地(di)描繪出(chu)(chu)電磁(ci)場的(de)(de)特(te)性及(ji)其相互作用(yong)(yong)的(de)(de)關系。這樣他就(jiu)把混亂紛紜的(de)(de)現象(xiang)歸納成為一種統一完整的(de)(de)學說。麥克斯(si)韋方程(cheng)在理(li)論(lun)和(he)(he)應用(yong)(yong)科(ke)學上(shang)都已經(jing)廣泛(fan)應用(yong)(yong)一個世紀了。
優點
麥克斯(si)韋方程的(de)(de)(de)最大優點在于(yu)它(ta)的(de)(de)(de)通用性，它(ta)在任何情況下(xia)都可(ke)以(yi)應用。在此以(yi)前所有的(de)(de)(de)電磁定律都可(ke)由麥克斯(si)韋方程推導(dao)(dao)出(chu)來，許(xu)多從前沒能解決(jue)的(de)(de)(de)未知(zhi)數也能從方程推導(dao)(dao)過程中尋出(chu)答案。
這些新成果中最重要(yao)的(de)(de)是(shi)由麥克(ke)斯(si)韋(wei)自(zi)己推導出來的(de)(de)。根據他(ta)的(de)(de)方程(cheng)可以證(zheng)明(ming)出電磁(ci)場的(de)(de)周期振(zhen)蕩的(de)(de)存(cun)在。這種振(zhen)蕩叫電磁(ci)波(bo)，一(yi)旦發出就(jiu)會通過空間向外傳播(bo)。根據方程(cheng)，麥克(ke)斯(si)韋(wei)就(jiu)可以表(biao)達出電磁(ci)波(bo)的(de)(de)速度接近(jin)300000公里（186000英里）/秒，麥克(ke)斯(si)韋(wei)認識到(dao)這同所測到(dao)的(de)(de)光速是(shi)一(yi)樣的(de)(de)。由此(ci)他(ta)得出光本(ben)身是(shi)由電磁(ci)波(bo)構成的(de)(de)這一(yi)正確結(jie)論(lun)。
因此(ci)，麥克斯韋(wei)方(fang)程(cheng)(cheng)不僅是電磁學的(de)(de)基(ji)本(ben)定(ding)律(lv)，也(ye)是光(guang)(guang)學的(de)(de)基(ji)本(ben)定(ding)律(lv)。的(de)(de)確(que)如此(ci)，所有先前(qian)已知的(de)(de)光(guang)(guang)學定(ding)律(lv)可以(yi)由(you)(you)方(fang)程(cheng)(cheng)導出(chu)，許多先前(qian)未發現的(de)(de)事實和關(guan)系也(ye)可由(you)(you)方(fang)程(cheng)(cheng)導出(chu)。在此(ci)基(ji)礎上，麥克斯韋(wei)認為光(guang)(guang)是頻率介于某一(yi)范(fan)圍之內的(de)(de)電磁波(bo)。這是人(ren)類(lei)在認識光(guang)(guang)的(de)(de)本(ben)性方(fang)面(mian)的(de)(de)又一(yi)大(da)進步。正(zheng)是在這一(yi)意義(yi)上，人(ren)們認為麥克斯韋(wei)把光(guang)(guang)學和電磁學統一(yi)起(qi)來(lai)了，這是19世紀科(ke)學史上最偉大(da)的(de)(de)綜合之一(yi)。
可(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)并不是唯一的(de)一種電磁(ci)輻射。麥(mai)克斯韋(wei)(wei)方(fang)程(cheng)表明與可(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)的(de)波(bo)(bo)長(chang)和(he)頻(pin)率不同的(de)其(qi)它(ta)電磁(ci)波(bo)(bo)也可(ke)能存(cun)在(zai)。這些從理論上(shang)得出(chu)的(de)結論后來被海因利(li)茨·赫(he)茲公開演示證明了(le)(le)。赫(he)茲不僅(jin)生產出(chu)而且檢驗出(chu)了(le)(le)麥(mai)克斯韋(wei)(wei)預言存(cun)在(zai)的(de)不可(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)。幾年以(yi)后，伽(jia)格利(li)耶(ye)爾摩·馬可(ke)尼證明這些不可(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)波(bo)(bo)可(ke)以(yi)用(yong)于無(wu)線(xian)電通訊，無(wu)線(xian)電隨之問世。今天我(wo)們也用(yong)不可(ke)見(jian)(jian)光(guang)(guang)(guang)為電視(shi)通訊。X線(xian)、γ線(xian)、紅外線(xian)、紫外線(xian)都是電磁(ci)波(bo)(bo)輻射的(de)其(qi)它(ta)一些例(li)子(zi)。所有這些射線(xian)都可(ke)以(yi)用(yong)麥(mai)克斯韋(wei)(wei)方(fang)程(cheng)來加(jia)以(yi)研究。
意義
麥(mai)(mai)克(ke)斯韋的(de)(de)(de)主(zhu)要貢獻是(shi)建(jian)立了(le)麥(mai)(mai)克(ke)斯韋方程組，創立了(le)經典電(dian)動力學(xue)(xue)(xue)，并(bing)且預言了(le)電(dian)磁(ci)波的(de)(de)(de)存在，提(ti)出了(le)光的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)說。麥(mai)(mai)克(ke)斯韋是(shi)電(dian)磁(ci)學(xue)(xue)(xue)理(li)(li)論的(de)(de)(de)集(ji)大(da)成者。他(ta)出生于電(dian)磁(ci)學(xue)(xue)(xue)理(li)(li)論奠(dian)基(ji)(ji)人法拉第提(ti)出電(dian)磁(ci)感應定理(li)(li)的(de)(de)(de)1831年，后來又與(yu)法拉第結成忘年之(zhi)交，共同(tong)構筑了(le)電(dian)磁(ci)學(xue)(xue)(xue)理(li)(li)論的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)體系(xi)。物理(li)(li)學(xue)(xue)(xue)歷史(shi)上認為牛頓的(de)(de)(de)經典力學(xue)(xue)(xue)打開了(le)機(ji)械時(shi)代的(de)(de)(de)大(da)門，而麥(mai)(mai)克(ke)斯韋電(dian)磁(ci)學(xue)(xue)(xue)理(li)(li)論則為電(dian)氣(qi)時(shi)代奠(dian)定了(le)基(ji)(ji)石。
雖然麥克斯(si)(si)韋(wei)成名主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)于(yu)他(ta)對(dui)電磁學(xue)和(he)光學(xue)做出的(de)(de)巨(ju)大(da)貢獻，但是(shi)他(ta)對(dui)許(xu)(xu)多(duo)(duo)其它學(xue)科也做出了重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)貢獻，其中(zhong)包括天文學(xue)和(he)熱力學(xue)。他(ta)的(de)(de)特殊興趣(qu)之一是(shi)氣體運動(dong)(dong)學(xue)。麥克斯(si)(si)韋(wei)認識到(dao)并非所有的(de)(de)氣體分(fen)子(zi)都(dou)按同一速(su)度運動(dong)(dong)。有些分(fen)子(zi)運動(dong)(dong)慢，有些分(fen)子(zi)運動(dong)(dong)快(kuai)，有些以極高速(su)度運動(dong)(dong)。麥克斯(si)(si)韋(wei)推(tui)導出了求已知氣體中(zhong)的(de)(de)分(fen)子(zi)按某一速(su)度運動(dong)(dong)的(de)(de)百分(fen)比公(gong)式，這個公(gong)式叫做“麥克斯(si)(si)韋(wei)分(fen)布式”，是(shi)應用(yong)最廣泛的(de)(de)科學(xue)公(gong)式之一，在(zai)許(xu)(xu)多(duo)(duo)物理分(fen)支中(zhong)起(qi)著重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)作用(yong)。
麥克斯(si)(si)韋(wei)在力學(xue)方面的貢獻主要有(you)：1853年(nian)推(tui)廣用偏振(zhen)光測(ce)量(liang)應(ying)力的方法；1864年(nian)提(ti)出(chu)結抅力學(xue)中(zhong)桁架(jia)內力的圖(tu)解法，指(zhi)出(chu)桁架(jia)形狀(zhuang)和內力圖(tu)是一對(dui)互易圖(tu)，并(bing)(bing)提(ti)出(chu)求解靜不定桁架(jia)位移的單(dan)位載荷(he)法。1868年(nian)對(dui)粘彈性(xing)材料(liao)提(ti)出(chu)一種(zhong)模型（后稱(cheng)麥克斯(si)(si)韋(wei)模型），并(bing)(bing)引進松弛時間的概念。同年(nian)在《論調(diao)節器》中(zhong)分析了蒸汽機(ji)自(zi)動調(diao)速器和鐘表(biao)機(ji)構的運動穩定性(xing)問(wen)題。1870年(nian)將(jiang)G.R.艾里提(ti)出(chu)的彈性(xing)力學(xue)中(zhong)的應(ying)力函數由二(er)維推(tui)廣到三維，并(bing)(bing)指(zhi)出(chu)它應(ying)滿(man)足雙調(diao)和方程。1873年(nian)給出(chu)荷(he)電(dian)系統中(zhong)引力和斥力引起的應(ying)力場(chang)。
麥(mai)(mai)克斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)項重要工作(zuo)是(shi)籌建了劍橋大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)個(ge)物理(li)(li)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)——著名的(de)(de)(de)(de)(de)卡文(wen)迪許實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)。該實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)對(dui)整個(ge)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)物理(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)發展產(chan)生了極其重要的(de)(de)(de)(de)(de)影響，眾多(duo)著名科學(xue)家都(dou)曾在(zai)該實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)工作(zuo)過(guo)。卡文(wen)迪許實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)甚至被譽為(wei)“諾貝爾物理(li)(li)學(xue)獎獲(huo)得者的(de)(de)(de)(de)(de)搖籃”。作(zuo)為(wei)該實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)任(ren)主任(ren)，麥(mai)(mai)克斯(si)韋(wei)在(zai)1871年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)就(jiu)職演(yan)說中對(dui)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)未來的(de)(de)(de)(de)(de)教學(xue)方針(zhen)和(he)研(yan)究(jiu)精(jing)神作(zuo)了精(jing)彩的(de)(de)(de)(de)(de)論述，是(shi)科學(xue)史上(shang)一(yi)個(ge)具有(you)重要意義的(de)(de)(de)(de)(de)演(yan)說。麥(mai)(mai)克斯(si)韋(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)本行是(shi)理(li)(li)論物理(li)(li)學(xue)，但他卻清楚地知道實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)稱雄的(de)(de)(de)(de)(de)時代還沒有(you)過(guo)去。他批評當時英國傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)“粉筆”物理(li)(li)學(xue)，呼吁加強(qiang)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)物理(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)及(ji)其在(zai)大學(xue)教育(yu)中的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，為(wei)后世(shi)確立了實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)科學(xue)精(jing)神。
早(zao)在(zai)1787年，拉普拉斯進行過(guo)把土(tu)星(xing)(xing)光環(huan)作為固體(ti)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)計算。當時他曾確定，土(tu)星(xing)(xing)光環(huan)作為一個均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)(de)(de)剛性環(huan)，它(ta)(ta)不(bu)會(hui)(hui)瓦(wa)解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)原因要滿足(zu)兩個條件，一是(shi)它(ta)(ta)以(yi)一種使離(li)心力(li)(li)(li)與(yu)土(tu)星(xing)(xing)引(yin)(yin)力(li)(li)(li)相平衡的(de)(de)(de)(de)(de)速度運(yun)(yun)轉，二是(shi)光環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)密度與(yu)土(tu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)密度之(zhi)(zhi)(zhi)比超(chao)過(guo)臨界值0.8，從(cong)而使環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)內層與(yu)外層之(zhi)(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)(yin)力(li)(li)(li)超(chao)過(guo)在(zai)不(bu)同半徑(jing)處離(li)心力(li)(li)(li)與(yu)萬有引(yin)(yin)力(li)(li)(li)之(zhi)(zhi)(zhi)差。他之(zhi)(zhi)(zhi)所(suo)以(yi)有如此推論，是(shi)因為，一個均(jun)勻(yun)環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動在(zai)動力(li)(li)(li)學上是(shi)不(bu)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)，任何(he)輕微(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)破壞平衡的(de)(de)(de)(de)(de)位移都(dou)會(hui)(hui)導致環(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動被破壞，使光環(huan)落向土(tu)星(xing)(xing)。拉普拉斯推測，土(tu)星(xing)(xing)光環(huan)是(shi)一個質量(liang)分(fen)布不(bu)規則(ze)的(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)環(huan)。
到(dao)了(le)(le)1855年(nian)，理論(lun)仍然(ran)(ran)停留在此，而這(zhe)(zhe)(zhe)中間，人(ren)們(men)又觀測到(dao)了(le)(le)土星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)暗環(huan)(huan)，和更進(jin)(jin)一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分離現(xian)象(xiang)，還有(you)光(guang)(guang)環(huan)(huan)系(xi)統(tong)自從被發現(xian)以來二百年(nian)間整體(ti)尺(chi)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緩慢(man)變(bian)化(hua)。因(yin)此，一(yi)些科學家(jia)們(men)提出(chu)(chu)了(le)(le)一(yi)個(ge)假說(shuo)，來解釋(shi)土星光(guang)(guang)環(huan)(huan)在動(dong)力學上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)，這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)假說(shuo)是(shi)(shi)：土星光(guang)(guang)環(huan)(huan)是(shi)(shi)：由固(gu)體(ti)流體(ti)和大量并非相互密集(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)構(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。麥(mai)克(ke)斯(si)韋就根據這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)假說(shuo)進(jin)(jin)行了(le)(le)論(lun)述。他(ta)首先著手(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)拉普(pu)拉斯(si)留下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)環(huan)(huan)理論(lun)，并確定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)一(yi)個(ge)任意(yi)形(xing)狀環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)性(xing)條(tiao)件(jian)。麥(mai)克(ke)斯(si)韋依據環(huan)(huan)在土星中心(xin)造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)勢，列出(chu)(chu)了(le)(le)運(yun)動(dong)方程式，獲得了(le)(le)對勻速運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)勢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)階導數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)限制，然(ran)(ran)后(hou)由泰勒展開式又得到(dao)關于穩定(ding)(ding)(ding)運(yun)動(dong)二階導數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三個(ge)條(tiao)件(jian)。麥(mai)克(ke)斯(si)韋又把這(zhe)(zhe)(zhe)些結果換成關于質(zhi)量分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傅立(li)葉級數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)三個(ge)系(xi)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)。因(yin)而他(ta)證明(ming)了(le)(le)，除非有(you)一(yi)種(zhong)奇妙的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)殊情形(xing)，幾(ji)乎每(mei)個(ge)可以想象(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)都是(shi)(shi)不穩定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情形(xing)是(shi)(shi)指一(yi)個(ge)均勻環(huan)(huan)在一(yi)點上(shang)承載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量介于剩余(yu)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)4.43倍(bei)到(dao)4.67倍(bei)之間。但(dan)是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)特(te)殊情況(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)環(huan)(huan)在不均勻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)引力下(xia)會瓦解掉，所(suo)以固(gu)體(ti)環(huan)(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)假說(shuo)是(shi)(shi)不能成立(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
麥(mai)(mai)克斯韋早在(zai)1849年在(zai)愛丁(ding)堡(bao)(bao)的(de)福(fu)布(bu)(bu)斯實(shi)驗室(shi)就開始了(le)色(se)(se)混合(he)實(shi)驗。在(zai)那(nei)個時候(hou)，愛丁(ding)堡(bao)(bao)有許(xu)多研究(jiu)顏色(se)(se)的(de)學(xue)者，除(chu)了(le)福(fu)布(bu)(bu)斯、威(wei)爾(er)遜和(he)(he)布(bu)(bu)儒斯特外，還有一些對眼睛(jing)感興趣的(de)醫生(sheng)(sheng)和(he)(he)科學(xue)家。實(shi)驗主(zhu)要(yao)就是在(zai)于觀察(cha)一個快速旋(xuan)轉圓盤上的(de)幾個著色(se)(se)扇形所生(sheng)(sheng)成的(de)顏色(se)(se)。麥(mai)(mai)克斯韋和(he)(he)福(fu)布(bu)(bu)斯首先(xian)做(zuo)出(chu)的(de)一個實(shi)驗是使(shi)紅、黃、藍組(zu)合(he)產(chan)生(sheng)(sheng)灰色(se)(se)。他們的(de)實(shi)驗失敗了(le)，而其中的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因是：藍與黃混合(he)并不象常規那(nei)樣生(sheng)(sheng)成綠色(se)(se)，而是當兩者都不占優勢時產(chan)生(sheng)(sheng)一種淡紅色(se)(se)，這(zhe)種組(zu)合(he)加上紅色(se)(se)不可能產(chan)生(sheng)(sheng)任何灰色(se)(se)。
時間 著(zhu)作名稱 備注
1862年 《論物理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)力線(xian)》 把磁(ci)場中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)轉動(dong)這一(yi)假說從尋常(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)物質推廣到以太。他考(kao)慮了深置于(yu)不(bu)可壓(ya)縮流體(ti)中(zhong)渦(wo)(wo)旋(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)排列。在正常(chang)情況下，壓(ya)強在各(ge)(ge)方向(xiang)是(shi)(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)，但轉動(dong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)離心力使每一(yi)渦(wo)(wo)旋(xuan)發生縱向(xiang)收縮并施加(jia)經向(xiang)壓(ya)強，這正模擬了法拉第力線(xian)學說中(zhong)所提的(de)(de)(de)(de)(de)應力分布。由于(yu)使每一(yi)渦(wo)(wo)旋(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)角速度同局部磁(ci)場強度成正比，麥(mai)克(ke)斯(si)韋得出(chu)了同已有的(de)(de)(de)(de)(de)關于(yu)磁(ci)體(ti)、穩恒電(dian)流及抗磁(ci)體(ti)之(zhi)間(jian)力的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論完全相同的(de)(de)(de)(de)(de)公(gong)式。根據流體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察實驗(yan)，麥(mai)克(ke)斯(si)韋認為各(ge)(ge)渦(wo)(wo)旋(xuan)之(zhi)所以能(neng)沿同一(yi)指(zhi)向(xiang)自由轉動(dong)，是(shi)(shi)因(yin)為各(ge)(ge)渦(wo)(wo)旋(xuan)由一(yi)層微小的(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)子同與(yu)它相鄰的(de)(de)(de)(de)(de)渦(wo)(wo)旋(xuan)格(ge)開，這種粒(li)子與(yu)電(dian)完全相同。
1863年(nian) 《論電(dian)學(xue)量的(de)(de)基本關系》 他推(tui)廣(guang)傅立葉(xie)在(zai)熱的(de)(de)理論中開(kai)始的(de)(de)程序，宣布了同質(zhi)量、長度(du)、時間度(du)有關的(de)(de)電(dian)學(xue)量和(he)磁(ci)學(xue)量的(de)(de)定義，以便于提供對那(nei)種二(er)元的(de)(de)電(dian)學(xue)單位(wei)制的(de)(de)第(di)一個(ge)最完整透徹(che)的(de)(de)說明。他引入了成為標準的(de)(de)記號，把量綱關系表示(shi)為用括弧括起來的(de)(de)質(zhi)量、長度(du)、時間量度(du)的(de)(de)冪（音mì）的(de)(de)乘積(ji)，帶有各自的(de)(de)無(wu)量綱的(de)(de)乘數。在(zai)這(zhe)一年(nian)，麥克斯韋已經找(zhao)到(dao)了在(zai)電(dian)磁(ci)量與(yu)光(guang)速之間的(de)(de)一個(ge)純(chun)唯象性質(zhi)的(de)(de)環節。
1865年 《電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)動力學(xue)(xue)理(li)論》 為(wei)解(jie)決與光(guang)速(su)(su)(su)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)純唯象問題提供了(le)一個新的(de)(de)(de)理(li)論框架。它以實驗和(he)幾個普(pu)遍的(de)(de)(de)動力學(xue)(xue)原理(li)為(wei)根據，證明了(le)不需要任何有關分子(zi)(zi)渦(wo)旋或電(dian)粒子(zi)(zi)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)力的(de)(de)(de)專門假設(she)，電(dian)磁(ci)波(bo)在空間(jian)(jian)的(de)(de)(de)傳播(bo)就會發生。在這(zhe)篇(pian)論文中，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)韋完善了(le)他的(de)(de)(de)方程(cheng)(cheng)式。他采(cai)用(yong)拉格朗日和(he)哈密頓創立的(de)(de)(de)數學(xue)(xue)方法(fa)，由該方程(cheng)(cheng)組直接(jie)導出了(le)電(dian)場(chang)和(he)磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)波(bo)動方程(cheng)(cheng)，其波(bo)動的(de)(de)(de)傳播(bo)速(su)(su)(su)度(du)為(wei)一個介電(dian)系數和(he)導磁(ci)系數的(de)(de)(de)幾何平均的(de)(de)(de)倒數，這(zhe)一速(su)(su)(su)度(du)正當等于(yu)光(guang)速(su)(su)(su)。這(zhe)一結果又再一次與麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)韋推(tui)算結果完全一致。至此(ci)電(dian)磁(ci)波(bo)的(de)(de)(de)存(cun)在是確(que)定無疑(yi)的(de)(de)(de)了(le)。由此(ci)，麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)韋大膽的(de)(de)(de)斷定，光(guang)也是一種電(dian)磁(ci)波(bo)。法(fa)拉第當年關于(yu)光(guang)的(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)論的(de)(de)(de)朦朧(long)猜想，經過麥(mai)(mai)克(ke)(ke)斯(si)韋精心地計算而變(bian)成(cheng)為(wei)科學(xue)(xue)的(de)(de)(de)推(tui)論。
1873年(nian) 《電(dian)磁學(xue)通論(lun)》 麥克斯(si)(si)韋(wei)比以前(qian)更(geng)為徹底(di)地應用了(le)拉(la)格(ge)朗日的(de)(de)(de)方程，推(tui)廣了(le)動(dong)力學(xue)的(de)(de)(de)形式體(ti)系。麥克斯(si)(si)韋(wei)系統地總結(jie)了(le)人(ren)類在19世紀中葉(xie)前(qian)后對電(dian)磁現(xian)象的(de)(de)(de)探索研究軌跡，其中包括庫侖(lun)、安培、奧(ao)斯(si)(si)特、法拉(la)第等人(ren)的(de)(de)(de)不可(ke)磨滅(mie)的(de)(de)(de)功績，更(geng)為細致、系統地概括了(le)他本人(ren)的(de)(de)(de)創造性努力的(de)(de)(de)結(jie)果和成就，從而建立起(qi)完(wan)整(zheng)的(de)(de)(de)電(dian)磁學(xue)理(li)論(lun)。
1931年，愛因斯坦在麥克斯韋(wei)百年誕辰的(de)(de)紀(ji)念會上，評價其建(jian)樹“是牛頓以來，物理學最深刻(ke)和(he)最富(fu)有成果的(de)(de)工作。
麥(mai)克(ke)(ke)(ke)斯韋(wei)在電磁學(xue)上取得的的成就被譽為繼艾薩克(ke)(ke)(ke)·牛頓之后(hou)，“物理學(xue)的第二次大統一”。麥(mai)克(ke)(ke)(ke)斯韋(wei)被普遍(bian)認為是對二十世紀(ji)最有影響力的十九世紀(ji)物理學(xue)家。他對基礎(chu)自然科學(xue)的貢獻僅次于艾薩克(ke)(ke)(ke)·牛頓。
科學史上，稱牛(niu)頓把(ba)天上和地上的運(yun)動規(gui)律統一(yi)(yi)起來，是(shi)實現第一(yi)(yi)次(ci)大綜合，麥克斯(si)韋把(ba)電、光統一(yi)(yi)起來，是(shi)實現第二(er)次(ci)大綜合，因(yin)此應與牛(niu)頓齊(qi)名。
《電磁(ci)學(xue)通論(lun)》是一(yi)部經(jing)典的(de)(de)(de)電磁(ci)理(li)論(lun)著(zhu)作，可與牛頓的(de)(de)(de)《數學(xue)原理(li)》（力學(xue)）、達爾文的(de)(de)(de)《物種起源》（生(sheng)(sheng)物學(xue)）相提并論(lun)。從安培、奧斯(si)(si)特，經(jing)法拉(la)第(di)、湯姆遜(xun)最后(hou)到(dao)麥克斯(si)(si)韋，通過幾(ji)代人(ren)(ren)的(de)(de)(de)不懈(xie)努力，電磁(ci)理(li)論(lun)的(de)(de)(de)宏偉大(da)廈，終(zhong)于建立起來。這本(ben)書的(de)(de)(de)出版(ban)，理(li)所(suo)當然地(di)成了物理(li)學(xue)界的(de)(de)(de)一(yi)件大(da)事，當時麥克斯(si)(si)韋只有42歲，已(yi)經(jing)回(hui)到(dao)劍橋任實驗物理(li)學(xue)的(de)(de)(de)教授(shou)。人(ren)(ren)們早已(yi)通過他(ta)(ta)以前的(de)(de)(de)幾(ji)篇(pian)卓有見地(di)的(de)(de)(de)論(lun)文而(er)熟識(shi)了他(ta)(ta)，他(ta)(ta)的(de)(de)(de)朋友(you)和學(xue)生(sheng)(sheng)以及科(ke)學(xue)界的(de)(de)(de)人(ren)(ren)士對他(ta)(ta)的(de)(de)(de)這本(ben)書更是期(qi)待已(yi)久，爭相到(dao)各地(di)書店去購買，以求先睹為快，所(suo)以書的(de)(de)(de)第(di)一(yi)版(ban)很快就被搶購一(yi)空(kong)。
2016年6月17日，NASA對外(wai)宣布，他們正在測試(shi)一款機(ji)翼(yi)獨特的(de)混合動(dong)力小型飛機(ji)，帶有(you)14個電動(dong)馬達。NASA將其(qi)命(ming)名為(wei)X-57，也(ye)稱為(wei)“麥克(ke)斯韋”（Maxwell）。Maxwell的(de)名稱來自19世紀蘇格蘭物理學家(jia)詹姆斯·克(ke)拉(la)克(ke)·麥克(ke)斯韋（Jams Clerk Maxwell）。
